松弛系数-有序子集-最大似然期望算法在60Co集装箱CT检测中的应用

将松弛系数和迭代间像素值约束引入有序子集一最大似然期望算法中，构造出应用于发射CT中的ROSEM算法引入到透射式工业CT中。不仅加快了图像重建的收敛速度而且改善了重建图像的质量。针对ROSEM、代数迭代算法（ART）和卷积反投影算法（CBP），分别做了模拟实验和实际汽车CT检测以及集装箱CT检测实验，并分析比较了它们在^60Co集装箱CT检测中的应用。ROSEM算法无论在重建速度还是重建质量上都优于ART算法，其重建图像质量和CBP算法相当。     

少投影钢管截面CT重建研究

通过钢管截面CT图像,可以获取其大部分的参数指标,全面检测钢管质量.但是CT图像重建往往需要大量投影数据,这些数据的采集和计算非常耗时.为了加快钢管检测的速度,本文研究了少投影条件下钢管截面的图像重建算法并通过模拟数据验证了其重建的效果.我们分别用ART、MAP和OSEM这三种迭代重建算法对仿真模型进行了重建试验,并根据钢管本身的先验知识分布对算法做了改进,使重建图像质量有了明显的改善.模拟试验的结果表明,ART、MAP和OSEM算法可以实现少于20组投影数据下钢管截面较为精确的重建,并且可以做到10组投影下的近似截面重建.     

X射线非完整扫描情况下的缺陷检测研究

CT技术是一种先进的无损检测手段,被广泛应用于医学和工业领域.针对大型工业构件的无损检测问题,提出了一种x射线非完整扫描情况下的缺陷检测方法.在构件使用之前预先采集一套原始的非完整扫描投影数据,采用代数重建算法进行图像重建,将重建图像作为基准图像.再采集构件使用之后不同时刻的非完整扫描投影数据,将其重建图像与基准图像进...     

基于Wiener滤波的反投影图像重建算法

CT是一种先进的成像技术,投影重建图像为关键技术之一,目前CT图像重建算法多采用滤波反投影针对投影数据不足所产生伪影的问题,经分析伪影产生的原因后,提出了一种基于Wiener滤波与反投算法。算法利用Wiener滤波对传统的滤波反投影图像重建算法进行改影图像重建算法相结合的新图像重建算法,该克服重建图像伪影。通过对典型流型进行实验仿真,证明改进后的算法对重建图像的质量有明进,能较好地显改善。     

宇宙射线μ子探测裂变核材料的成像算法

宇宙射线μ子探测作为一种清洁源、深穿透、真正识别裂变核材料的新方法正在世界范围内日益受到重视,我国也在反恐领域开展此项研究,论文介绍了研究工作中图像重建算法(PoCA算法、期望最大化算法)以及算法模拟实验结果和分析,模拟结果初步证明了宇宙线μ子进行特殊核材料检测的可行性以及图像重建算法的有效性.     

伪彩色数字高程模型在工业CT断层图像检查中的应用

在工业CT断层图像缺陷检测应用中，提出了将数字高程模型DEM与伪彩色技术一起应用于二维灰度图像缺陷检测领域的算法流程。应用该算法流程，能够充分利用CT断层灰度图像信息，获得清晰的视觉检查效果，从而大大增强了系统检测缺陷的能力。在大型工业CT图像重建与检查分系统中采用该算法流程已经取得了较为理想的效果。     

基于全变差和块秩的稀疏角度重建算法

针对少量角度的投影数据重建CT图像问题,将图像的全变差和块秩作为正则项,提出一种稀疏角度重建模型,并采用Bregman迭代算法重建图像。用模拟的投影数据进行了重建数据实验,实验结果表明本算法明显的提高了重建图像的精度和信噪比。同时还研究了基础图像块的大小对重建图像质量的影响。     

用旋转极坐标法在少投影条件下重建钢管截面图像

钢管的在线检测和控制是提高其质量的重要环节,也是目前亟待解决的难题.射线CT成像技术作为一种高效的图像检测手段,特别适合对钢管截面的尺寸参数进行检测和控制.本文利用旋转极坐标法在少投影条件下获得钢管截面的重建图像,该方法不仅减少了投影数目,缩短了数据采集时间,且加快了算法速度,节约了图像重建时间,大大减少钢管检测的时间.模拟试验和实际试验的结果均表明,旋转极坐标法的重建效果和重建时间基本可满足目前钢管在线检测和控制的要求,具有一定的理论意义和应用前景.     

三投影CT钢管截面的二值图像重建研究

尺寸检测是保证钢管质量的重要环节,相关在线快速检测技术是目前钢管生产中亟待解决的技术难题。射线CT成像技术作为一种高效图像检测手段,能通过重建钢管截面图像获取钢管的大部分尺寸参数,特别适合对钢管质量进行检测和控制。为减少检测时间,实现钢管尺寸的在线检测和控制,本工作研究采用多源多探测器的CT扫描方式,实现了投影数据的快速获取,并根据钢管截面空间域和像素域的特点,对最大后验概率(MAP)图像重建算法进行了修正,实现了不完全投影数据条件下截面图像的重建。模拟试验的结果表明,修正后的MAP算法可做到最少3组投影下的钢管截面图像重建,得到的尺寸精度基本满足国家标准的要求,这一方法具有一定的理论和实际意义。     

利用旋转极坐标法提高CT重建速度

图像重建速度是评判CT重建算法的一个重要性能指标.对CT重建区域按照极坐标进行划分,改进了传统卷积反投影(FBP)重建算法的流程,极大的提高了图像重建的速度.     

基于电子束扫描阵列微焦点射线源的倒置结构Micro-CT成像研究

倒置几何结构CT成像系统理论上具有扫描视场大、图像信噪比好、锥束伪影小等优点,但其多焦点、稀疏角的扫描模式亦会带来投影数据截断、稀疏和局部数据冗余等问题。本文利用电子束扫描阵列微焦点射线源和高分辨率小面积探测器等构建了一种新型高分辨率、大视场的倒置几何结构Micro CT实验系统(IG Micro CT)。针对该系统多焦点、稀疏角扫描模式下的投影数据截断和稀疏等特点,提出一种图像先验约束的全变分正则化SART迭代CT图像重建算法。首先通过仿真实验对图像重建算法进行了验证,并对阵列微焦点数量、旋转扫描分度数量等扫描参数进行优化,最后在IG Micro CT实验系统上获得了高分辨的Micro CT测试图像。实验结果表明,本文提出的算法适用于IG Micro CT系统,解决了投影数据截断、稀疏采样和局部数据冗余带来的条状等伪影问题,并验证了IG Micro CT这种新型成像方式的可行性。     

反应堆压力容器接管与筒体焊缝超声轮廓二维成像算法研究

核电厂复杂几何形状焊缝的超声信号位置直观显示对缺陷判断具有重要参考价值。核电厂反应堆压力容器（RPV）接管内表面通常带有一定的倾斜角度,采用传统的矩形B扫描成像算法,接管与筒体焊缝超声B/C扫描成像显示存在显示不直观、缺陷定位不准确的突出问题。本文提出了直线与直线、圆弧与椭圆弧通过圆弧相切连接的算法,利用绘制直线、弧的库函数实现轮廓的绘制并将超声信号显示在轮廓之中,形成了带轮廓的B扫描图像。通过计算在轮廓中穿过闸门线的A扫描信号的阈值,形成马鞍面形状的C扫描图像。核电厂RPV接管与筒体焊缝现场超声扫查数据验证了该算法的有效性和实用性。      

Investigation of optimal scanning protocol for X-ray computed tomography polymer gel dosimetry

X-ray computed tomography is one of the potential tool used to evaluate the polymer gel dosimeters in three dimensions. The purpose of this study is to investigate the factors which affect the image noise for X-ray CT polymer gel dosimetry. A cylindrical water filled phantom was imaged with single slice Siemens Somatom Emotion CT scanner. The imaging parameters like tube voltage, tube current, slice scan time, slice thickness and reconstruction algorithm were varied independently to study the dependence of noise on each other. Reductions of noise with number of images to be averaged and spatial uniformity of the image were also investigated. Normoxic polymer gel PAGAT was manufactured and irradiated using Siemens Primus linear accelerator. The radiation induced change in CT number was evaluated using X-ray CT scanner. From this study it is clear that image noise is reduced with increase in tube voltage, tube current, slice scan time, slice thickness and also reduced with increasing the number of images averaged. However to reduce the tube load and total scan time, it was concluded that tube voltage of 130 kV, tube current of 200 mA, scan time of 1.5 s, slice thickness of 3 mm for high dose gradient and 5 mm for low dose gradient were optimal scanning protocols for this scanner. Optimum number of images to be averaged was concluded to be 25 for X-ray CT polymer gel dosimetry. Choice of reconstruction algorithm was also critical. From the study it is also clear that CT number increase with imaging tube voltage and shows the energy dependency of polymer gel dosimeter. Hence for evaluation of polymer gel dosimeters with X-ray CT scanner needs the optimization of scanning protocols to reduce the image noise.     

A new navigation strategy for underwater robot in reactor pool combined propeller speed detection and dynamics analysis with sonar data correction

The navigation reliability of remote-operated vehicle (ROV) in nuclear power plant is very important. It is necessary to carry out redundant navigation design using components with stronger anti-radiation performance compared with traditional navigation devices, to ensure relatively high precision navigation in the case of failure of traditional navigation equipment. The paper proposes a new navigation algorithm for ROV working in the reactor pool combined propellers’ rotating speed detection with hydrodynamics analysis and sonar data correction without using other sensors, just as a redundant navigation strategy. The designed ROV can work at any water depth thanks to the high-precision depth control algorithm. At first, the hydrodynamics analysis of ROV is completed. After that, the dead reckoning (DR) is implemented combined with rotating speed detection of high-performance propellers with dynamics analysis of ROV. Then, the error of DR is analyzed and compensated through repeated field experiments. At last, the sonar data are added to correct the deduced position of ROV when it stops. Field experiment verifies that the precision of the proposed algorithm is high enough to be used as a redundant navigation strategy for ROV working in the reactor pool of the nuclear power plant.     

基于多周循环步进式插值扫描轨迹的工业CT柔性检测技术研究

为了在一次CT检测过程中同时实现被检工件的精细检测与内部缺陷快速发现的两种检测需求,提出了一种新型CT检测方案。该方案将一种改进的圆形CT投影扫描轨迹与不完全投影插值算法有效融合,实现了投影采集与最优图像实时重建的同步进行。为验证该技术的可行性,设计了相应的扇束CT仿真平台及试验模体,仿真试验结果表明,该检测技术在CT扫描过程中可及时发现被检工件的内部缺陷,扫描结束后可获得工件的精细CT图像,有效满足了工业CT用户在多种检测目的之间自由切换的柔性检测需求。     

卷积反投影法重建康普顿背散射图像过程中的数据修正

CBS机是近几年才兴起的无损探测技术。它与CT技术不同之处是传统CT技术是利用射线穿过人体时,各个部位对射线吸收的衰减量的积分来重建图像,而CBS机是利用入射射线在人体各个部位中的某点产生背散射(散射角α大于90°)的光子数来重建图像。重点分析了利用经典的卷积反投影算法重建康普顿背散射扫描图像过程中的数据修正问题。     

高精度工业CT三维图像的标的挖掘与分析

高精度工业CT三维图像中存在着一些感兴趣区（例如生产工艺造成的缺陷）。为了对这些目标区域进行有针对性的挖掘与分析,利用图像处理软件Amira对特定工件模型进行了缺陷分割、显示及缺陷量测,对缺陷结果进行了评判和归档。以实验室CT系统扫描检测台钳获取的CT图像数据为研究对象,进行了上述一系列处理,取得了较好的效果。     

全帧CCD探测器CT扫描数据读出与拖影校正研究

以光纤耦合全帧CCD方式制作的X射线探测器在实验室高精度X射线CT扫描中广泛应用。由于X射线的强穿透特性,全帧CCD探测器通常工作在无快门模式,图像拖影是该模式下必定存在的伪影。本文针对全帧CCD探测器CT扫描图像拖影校正进行研究,提出了非曝光行校正法校正投影图像拖影,避免了利用暗像元校正法校正投影图像拖影时可能会带来的条形伪影;针对动态曝光CT扫描,设计了基于辐射屏蔽的投影图像感兴趣区域快速读出模式,通过降低电荷转移时间有效抑制投影图像拖影的产生,提高探测器有效信号动态范围。实验结果表明：应用非曝光行校正法能有效校正投影图像拖影、提高投影图像质量;采用投影图像感兴趣区域快速读出模式可有效解决动态曝光CT扫描图像拖影校正难题。     

Image fusion using MIM software via picture archiving and communication system

The preliminary studies of the multimodality image registration and fusion were performed using an image fusion software and a picture archiving and communication system (PACS) to explore the methology,Original image voluminal data were acquired with a CT scanner,MR and dual-head coincidence SPECT,respectively.The data sets from all imaging devices were queried,retrieved,transferred and accessed via DICOM PACS.The image fusion was performed at the SPECT ICON work-station,where the MIM(Medical Image Merge)fusion software was installed.The images were created by reslicing original volume on nthe fly.The image volumes were aligned by translation and rotation of these view ports with respect to the original volume orientation.The transparency factor and contrast were adjusted in order that both volumes can be visualized in the merged images.The image volume data of CT,MR and nuclear medicine were transferred.accessed and loaded ia PACS successfully.The perfect fused images of chest CT/^18F-FDG and brain MR/SPECT were obtained.These results showed that image fusion technique using PACS was feasible and practical,Further experimentation and larger validation studies were needed to explore the full potential of the clinical use.     

核安全级DCS保护算法离线调试工具的设计与实现

在核电厂安全级DCS系统工程设计阶段,通过人工检查难以发现保护算法逻辑、人因错误等组态问题,设计人员也很难评估及分析算法的动态特性,而连接设备调试效率很低,且不支持暂停、回退、跳转等功能,一旦发现问题缺乏快速有效的定位手段。因此核安全级DCS中增加针对保护算法的离线调试工具是解决问题的有效手段。本文基于我国首个具有自主知识产权的核安全级数字化控制保护系统平台——和睦系统, 在满足核电标准要求的基础上实现了一种可应用于核安全级分布式控制系统（DCS）保护算法的离线调试工具。该工具大幅提高了核安全级保护算法的设计周期和测试效率,并为现场调试和故障定位提供了快速而有效的维护手段,目前已应用于阳江核电站、红沿河核电站等多个核电DCS项目中。