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点扩展函数(PSF)是表征X射线数字化成像系统(X-ray Digital Radiography System)响应特性的重要指标,其扩散形态直接决定了DR图像的退化程度。为恢复和改善退化DR图像的质量,本文基于GE TITAN E320 X射线机和PerkinElmer XRD 0822平板探测器组成的DR系统展开了相关研究。首先,本文采用旋转台阶法对DR系统中不同角度下的边扩展函数(ESF)和线扩展函数(LSF)进行了测定。由各角度下的LSF数据,利用滤波反投影算法实现了DR系统点扩展分布的重建,以线对测试卡测量的MTF曲线间接验证了点扩展分布数据的准确性,并提出了DR系统的点扩展函数模型,模型拟合试验表明:由本文建立的点扩展函数模型(PSF)与点扩展重建数据之间的拟合校正决定系数达到了0.999以上,各点的拟合残差均在-0.015~0.01之间,与传统高斯点扩展模型相比,模型符合程度有了很大的提高。同时,重点研究了LSF及PSF的扩散分布形状与管电压、管电流以及透照放大倍数之间的相关性,研究结果显示:在120kV~200kV范围内,PSF和各角度下LSF的扩散程度随管电压的升高而略有增加;在1mA~4mA的范围内,PSF和各角度下LSF的扩散分布形态不受管电流的影响;在1.5~3.5倍透照放大倍数范围内,PSF和各角度下LSF的扩散程度随着透照倍数的增加而显著增大,表明在DR系统中,PSF的扩散形态在很大程度上受几何不清晰度的影响。其次,通过图像的表征测试试验,研究了DR图像中的噪声及纹理结构分别在频域和小波域中的稀疏性。测试结果表明:在DR噪声信号的稀疏表征上,频域较小波域具有较大的优势,但对图像结构信息的表征上,频域的稀疏性远不如小波域,两者均无法同时对DR图像中的纹理结构信息及噪声进行稀疏表示。基于以上研究及结论,本文设计了联合频域与小波域的DR图像复原算法,同时,针对算法中的平衡参数进行了优化,进一步减小了复原估计误差,并使用本文测量点扩展分布的方法和复原算法进行了复原试验。试验和复原质量评价结果显示:由本文提出DR图像复原算法能有效去除DR图像中的退化模糊,抑制噪声的同时能在最大程度上保留图像纹理细节,在针对图像边缘结构,纹理细节以及缺陷的复原效果上均表现优异,与基于单一变换域的维纳滤波及WWF复原算法相比,本文算法在主观视觉上和图像复原的客观评价中均有明显的优势,因而可以很好地应用于DR检测技术中。