This thesis focuses on the use and optimization of spectral x-ray imaging methods based on energy-discriminating photon-counting detectors in medical and material-scientific applications. Photon-counting detectors offer improvements over conventional detectors by added energy discrimination capabilities, absence of dark current and a dynamic range down to zero photons. To assist the development of novel image processing algorithms required by such systems, a simulation framework for photon-counting detectors was designed and implemented. A method to reduce the extensive calibration efforts required by today’s spectral imaging approaches was developed offering a projection-based estimator for material decomposition based on a semi-empirical model of registered detector signals. Experimental measurements verified the quantitative accuracy of the proposed methods to lie within a few percent of the theoretical values and show some preliminary applications of projection-based material decomposition in material science micro-CT.     «

This thesis focuses on the use and optimization of spectral x-ray imaging methods based on energy-discriminating photon-counting detectors in medical and material-scientific applications. Photon-counting detectors offer improvements over conventional detectors by added energy discrimination capabilities, absence of dark current and a dynamic range down to zero photons. To assist the development of novel image processing algorithms required by such systems, a simulation framework for photon-count...     »

Die vorliegende Arbeit befasst sich mit der Umsetzung und Optimierung von spektralen Röngenbildgebungsmethoden basierend auf energie-sensitiven photonenzählenden Detektoren. In medizinischen und materialwissenschaftlichen Anwendungen bieten photonenzählende Detektoren weitreichende Vorteile gegenüber konventionallenen Detektoren. Darunter ist die Möglichkeit der Energieunterscheidung sowie das Fehlen eines Dunkelstroms und der daraus resultierende weite dynamische Bereich. Im Zuge der Arbeit wurde eine Simulation für photonenzählende Detektoren implementiert um die Entwicklung neuer Bildverarbeitungsalgorithmen zu unterstützen. Eine neue Methode zur pojektionsbasierten Materialzerlegung in der spektralen Bildgebung wurde auf der Basis eines semi-empirischen Vorwärtsmodells für das erhaltene Detektorsignal entwickelt. Mittels experimenteller Messungen wurde die Genauigkeit der entwickelten Methoden evaluiert und ergab eine Abweichung innerhalb nur weniger Prozent der theoretischen Werte. Etliche erste Anwendungen von projektionsbasierter Materialzerlegung im Bereich der materialwissenschaftlichen Micro-CT wurden zudem untersucht.     «

Die vorliegende Arbeit befasst sich mit der Umsetzung und Optimierung von spektralen Röngenbildgebungsmethoden basierend auf energie-sensitiven photonenzählenden Detektoren. In medizinischen und materialwissenschaftlichen Anwendungen bieten photonenzählende Detektoren weitreichende Vorteile gegenüber konventionallenen Detektoren. Darunter ist die Möglichkeit der Energieunterscheidung sowie das Fehlen eines Dunkelstroms und der daraus resultierende weite dynamische Bereich. Im Zuge der Arbeit wur...     »