层析γ扫描透射图像重建算法研究

研究了核电厂废物桶中放射性核素活度测量校正算法,并用计算机以1:2模型模拟核电厂实际废物桶来验证所研究的算法.结果表明:与现有的算法相比,本研究的算法误差较小.而且算法的实际应用性强,能很好满足层析γ扫描fromographic gamma scanning,TGGS)技术装置的要求.     

层析γ扫描透射图像重建方法

研究了层析γ扫描(TGS)透射图像，并用两种TGS线性衰减系数重建方法进行TGS透射图像的计算机模拟仿真。结果表明：与国外文献报道的算法相比较，本文采用的两种重建方法的误差小、适应范围广，并能满足实际TGS装置的要求。     

用多个能量探测方法校正层析γ扫描透射图像重建中射线线衰减系数

对采用多个能量探测方法来校正层析γ扫描透射图像重建中射线线衰减系数进行了初步探讨.应用蒙特卡洛方法计算了18种材料在不同能量下的γ射线线衰减系数,并拟合得出当物质材料和密度确定时γ射线的线衰减系数与能量的关系,从而重建出不同能量下的透射图像.     

基于半扇束扫描的CT图像迭代重建算法

为解决探测器尺寸受限导致的CT图像重建区域面积受限以及X射线辐射剂量较大问题,提出一种半扇束扫描模式下的CT图像迭代重建算法。该算法将探测器水平偏置,稀疏角度下采集物体投影数据,利用ART-TV迭代算法对投影数据进行重建,达到预设迭代次数后,输出重建图像。实验结果表明:半扫描可扩大重建面积,降低探测器成本;利用迭代重建算法,降低剂量的同时重建优质CT图像。     

基于图像旋转全变分约束迭代重建算法

为解决传统全变分最小化图像重建算法中因系统矩阵运算而导致的重建速度慢、内存开销大的问题,本课题提出一种图像旋转全变分算法。算法以自适应最速下降-投影到凸集算法为基础,利用插值算法实现图像旋转并进行重建。实验结果表明,相较于经典ASD-POCS算法,该算法能在保持重建精度的情况下,使重建速度提高将近6倍,并大大减少内存开销。     

代数迭代算法进行CT图像重建的研究

对CT代数迭代重建算法(ART)进行了研究,讨论了射线数目对图像重建效果的影响,并采用平滑方法,改善了重建图像质量,加快了收敛速度,得出了效果满意的工业CT图像。     

基于约束的MLEM图像重建算法

在编码孔γ相机的二维辐射图像重建中,最大似然期望最大化法(maximum likelihood expectation maximization,MLEM)相较传统线性算法能更好地抑制噪声,恢复出高质量的图像,但其缺点是收敛速度慢,且在投影数据有较高统计涨落或含有较大噪声时,迭代次数过高会导致重建图像中噪声急剧增加,图像质量转而变差。本文基于直接解调法思想对MLEM算法进行优化,在MLEM迭代重建过程中加入先验物理约束条件,并将交叉相关法重建结果作为迭代初值。仿真结果表明,添加约束后的MLEM迭代收敛速度得到加快,重建图像的收敛性显著改善。MLEM算法中添加合理约束条件是提高其重建图像质量的一种有效方法。     

A novel algorithm for transmission image reconstruction of tomographic gamma scaners

<正>It is difficult to develop image reconstruction algorithms for tomographic gamma scanning based on drummed radioactive residues or wastes.In this paper,a novel reconstruction algorithm of transmission image for tomographic gamma scanning is proposed.It is based on the conventional transmission equation and equivalent gamma-ray track length modified by a Monte Carlo method.The algorithm is implemented by simulating the samples on the established platform.For the verification experiments of the algorithm,several cubic voxel samples were designed and manufactured.Experimental tests were conducted.The tomographic gamma scanning of transmission images is compared with the linear attenuation coefficients by the simulated values and experimental data with the algorithm and the reference values.The results show that the absolute relative errors of the reconstructed images are less than 5%.     

迭代算法用于投影数据不完备时重建断层图像的研究

在工业CT的检测过程中，由于各种原因而可能造成投影数据的不完备，这样利用传统解析方法重建出的图像会有严重失真。应用迭代算法则可以使重建图像质量有很大改善。应用基于最大似然估计的梯度法和凸函数法对不完备投影数据进行重建。     

层析γ扫描透射测量的计算机模拟研究

层析γ扫描方法是非破坏性评价中的一种重要方法,在核保障技术、核废物处理方面具有重要的应用。本工作结合实际问题,构造了层析γ扫描（TGS）透射测量仿真模型,建立了计算机模拟仿真平台,为TGS图像重建软件的计算机模拟研究奠定了基础。     

层析γ扫描中的探测效率刻度

探测效率刻度技术是层析γ扫描测量中最重要的技术之一。本工作研究用蒙特卡罗方法刻度层析γ扫描系统探测效率的方法。对3×3×3体素组成的样品模型,用蒙特卡罗软件计算了层析γ扫描测量装置的探测效率矩阵。在实验室层析γ扫描原型装置上,实验研究了层析γ扫描测量装置的探测效率。对两者进行了比较,相对偏差绝对值小于5％。研究结果表明了蒙特卡罗方法刻度层析γ扫描测量装置探测效率的可行性。     

箱包DR/SSCT检查系统图像重建算法研究

在箱包DR(DigitalRadiography)/CT安全检查系统基础上,开发了箱包DR/SSCT(singleslicespiralCT)检查系统,该系统可改善原系统检测客体耗时和漏检方面的缺点。研究工作分为更改数据采集系统和设计SSCT重建算法两部分,分别在模拟实验和物理实验中比较了各种SSCT重建算法的重建效果,并利用探测器数据插值提高重建图像质量。通过实验对照,本系统采用了360°LI(LinearInterpolation)和JH-HI(JiangHsieh-HalfscanInterpolation)加权重建算法。     

GPU梯度自适应SART图像重建算法

针对SART迭代重建算法所需投影数据量大且迭代时间长的问题,将TV算法引入SART中,动态调节梯度步长来加速算法的收敛性能,实现用少量投影数据重建出高质量的图像。为加快算法的执行速度,将SART-TV算法在GPU上并行加速。用SART算法和SART-TV算法对Shepp-Logan模型重建,仿真实验表明:在采样数据相同的情况下,SART-TV算法较SART算法可以重建出更好的图像,且基于GPU的SART-TV算法的迭代时间明显低于基于CPU的SART-TV算法。     

边界体素处理方式对层析γ扫描技术的透射重建质量的影响

用层析γ扫描技术(TGS)对废物桶进行透射重建时,通常将桶边界处的不规则体素近似为规则的立方体体素。为探究边界体素处理方式对透射重建质量的影响,采用代数重建算法(ART)和极大似然期望最大化算法(MLEM),用MCNP程序分别模拟计算将边界体素分别视为不规则体素和规则体素的两种处理方式对透射重建质量的影响。计算结果表明:将不规则的桶边界体素近似为规则的立方体体素会使透射重建所得线性衰减系数出现较大误差,应采用实际的不规则桶边界体素方式进行透射重建,且相对于ART算法,MLEM算法更适合作为TGS技术的透射重建算法。     

高分辨针孔SPECT三维图像重建的实现

采用一种新颖的查找表法来实施有序子集期望值最大化（OSEM）的针孔SPECT图像重建算法,有效地将针孔响应修正包含在查找表中,进而实现高分辨针孔SPECT的三维图像重建。标准Jaszczak模具的成像实验结果表明：该方法不但能显著减少图像重建过程的计算时间和内存占用,且能显著改善重建图像的分辨率。因此,查找表法是能够快速实现针孔SPECTOSEM图像重建算法,并能将针孔响应修正包含在查找表中以获取高分辨断层图像的有效方法。     

基于自适应NLM修正的CT重建算法

针对稀疏角度CT图像重建问题,J.Huang等人提出了ART-NLM算法。该算法利用NLM对每次ART重建后的图像进行滤波去噪。虽然噪声抑制得到明显改善,但图像结构边缘模糊。论文在ART-NLM基础上改进NLM,通过自适应选取滤波参数及相似块的旋转变换,对待重建图像进行自适应NLM滤波,以达到同时去除噪声和保护边缘的目的。Shepp-Logan体模仿真实验表明,与传统ART-NLM算法相比,新算法提高了重建图像质量,有效平衡了图像去噪和边缘保护。