体素投影分类ART算法快速重建CT图像

为克服CT图像重建中代数重建算法(ART)不足,基于体素投影分类的方法,提出了一种快速计算加权因子的策略,进而提出了重建CT图像的快速ART算法。相比于常用Siddon方法计算加权因子的ART算法,虽然该算法的重建精度略逊,但是解决了原ART算法计算非常费时和所需存储空间大的问题。仿真实验结果证明了该算法的有效性。     

联合代数重建算法中基于像素的投影计算方法

联合代数重建法是CT重建的一种重要方法,算法中投影计算时间占重建时间的一半以上。提出一种可以在联合代数重建方法中快速计算投影系数矩阵并优化内存的方法。该方法从每个像素出发直接定位到相交射线,随后利用该结果完成投影系数的计算．并可利用射线、像素的相关性优化计算。     

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...     

板状物成像方法研究

在工业CT成像应用中,板状物结构件受形状、结构、组分等特征的限制,使得射线能量与有效厚度不匹配,常规的扫描方式易使投影数据缺失,投影数据完备性较差。为此,讨论了一种基于倾斜圆扫描轨迹和代数迭代重建技术的CT成像模式。首先,在倾斜圆轨迹的基础上进行投影几何关系建模,结合空间几何知识完成投影矩阵的刻画;其次,基于迭代重建算法对轨迹的无约束化,研究任意扫描轨迹的迭代重建算法;最后通过板状物成像仿真实验,验证了算法的正确性和可行性。对于板状物结构件,该方法相对于传统的圆轨迹扫描,投影数据更完备,CT重建质量高。     

MCNP大规模重复结构体素的实时交互可视化方法研究

蒙特卡罗粒子输运程序MCNP在使用重复结构描述复杂的体素模型时,将会产生大规模的重复结构体素数据.当前对这种数据进行可视化分析时,缺乏对可视化模型进行交互操作的实时响应方法.本文提出了一种基于数据裁剪和体素隐藏的大规模重复结构体素数据的实时交互可视化方法,并基于可视化开发包VTK加以实现.以FDS团队自主构建的中国成年女性数字化辐射计算模型FDS-HUMAN为代表的测试结果表明,该方法不仅直观的实现了模型的可视化,同时还支持对旋转、切片和放缩等交互操作的快速响应.本文的方法实现了对MCNP大规模重复结构体素数据的实时交互可视化,提高了MCNP计算数据的可视化分析效率.     

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。     

基于电偶极子辐射模型的三维成像算法

提出了一种基于电偶极子辐射模型的三维成像算法.在研究后向投影算法原理的基础上,利用散射模型分析了近、远场成像的关系,提出先采用电偶极子辐射模型对采样数据进行近场化处理,再将处理后的数据反向投影到成像区域,获得成像图像.利用FDTD数值仿真实现对目标的三维成像,验证了算法的有效性,分析了耦合对成像效果的影响.     

基于平板探测器投影数据预处理的三维CT重构算法研究

大面积非晶硅平板探测器(flat panel detector-FPD)在工业透射射线成像领域得到越来越多的应用。基于FPD的圆轨道FDK型三维计算机层析成像技术(Computed Tomography,3D-CT)检测速度快,但成像质量不及2D-CT。为发挥3D-CT速度优势,抑制噪声同时提高图像重建的质量。以由平板探测器得到的二维投影数据为研究对象,提出了一种对投影数据分别进行高频和低频两次滤波的投影预处理方法,然后将分别重建的图像叠加最终得到高质量的重建图像。由算法的仿真实验结果表明,重建图像质量得到明显改善,系统噪声得到抑制。     

MC散射校正后的快速噪声抑制方法研究

对于散射校正后的噪声抑制,提出一种基于泊松分布的投影平滑去噪方法。分别对真实机器数据以及仿真数据进行了实验,实验所用数据为一组骨盆(Pelvis)模体的CBCT投影,分辨率为512×385×656,体素大小为0.097 656 2×0.097 656 2×0.25 cm3。在仿真实验中,信噪比(SNR)从去噪前的19.8 d B提升至26.8 d B,同时均方根误差(RMSE)从去噪前的50.7降为22.5。在真实机器数据实验中,均方根误差(RMSE)从去噪前的64.1降至58.2。最后,实验中包括去散射以及去噪在内的整个过程保持在40 s之内完成。     

常用的几种插值方法在CT系统金属伪影校正中的性能比较

相比利用迭代重建算法校正金属伪影,对投影数据插值来校正金属伪影的算法有诸多优点(如计算快速、容易算法实现等),因此实际校正中多用插值方法.不同的插值方法对校正结果有很大的影响.对目前常用的线性插值、三次样条插值和多项式插值这几种插值方法作了简单介绍, 并利用这些方法分别对基于Sheep-Logan模型的仿真结果进行校正和对实际的CT扫描的结果进行校正, 对这些方法的校正效果作了比较和讨论.