医学计算机断层扫描(Computed Tomography,CT)通过射线扫描动物体的方式获得被扫描体内组织的断层影像,广泛应用于预防和诊疗疾病。能谱CT可通过提前设定好两个或以上有效能谱区间的方式对物质进行环形扫描投影,比传统CT更精确地完成物质分离和物质定性。CT成像系统中的X射线探测器及其信号读出技术是CT成像系统中的关键环节。面向双能CT的成像需求,本文重点研究了Edge-on型X射线探测器像素的信号读出与成像评测技术。基于X射线能量探测与解析方法,文章首先阐述了探测器像素输出信号的读出系统架构和工作流程。整个读出系统包括读出时序生成接口模块、AD控制模块、可重构累加模块和通用串行总线(Universal Serial Bus,USB)通讯接口控制模块等四个部分。文中详细叙述了各模块的功能规划、接口设计和模块仿真。同时,文章针对重建后的双能CT图像质量的定量评测需求,提出了一种基于视觉感知的全参考型医学图像质量评价方法,该方法利用边缘检测和贝叶斯预测模型将图像分为具有不同感知特征的三个区域,通过对三个区域进行分别评估,使该方法符合人类主观评价。最后基于FPGA进行了关键模块的设计实现,完成了X射线探测器的读出系统的功能仿真验证、能谱解析计算、双能CT影像重建和影像质量的定量评测分析实验。实验结果表明,文中所研发的信号读出系统能够实现对X射线探测器的读出驱动,实现光生电荷的高效转移、读出、模数转换、分组累加,最后通过USB接口将数据输出。所提出的影像评测方法在CSIQ数据库的测试结果为:SROCC值为0.8360、KROCC值为0.6269、PLCC值为0.8348和RMSE值为0.1445。实验结果证明该方法优于常用的医学图像质量评价方法PSNR,并且该方法与人类主观评价相近。