一种锥束CT系统几何参数标定方法

为了解决锥束CT(computed tomography)成像系统中几何参数不能直接测量的问题,提出了一种适用于螺旋扫描轨迹的几何参数标定方法。该方法根据金属钢球的投影轨迹与系统几何参数的关系,构建了仅依赖5个几何参数的非线性最小二乘模型。然后利用Levenberg-Marquardt(L-M)算法求解该优化模型从而得到系统几何参数的最优解。该方法实现简单,校正体模仅需一个固定在有机玻璃内的金属钢球,而无需专用的校正体模,对校正体模的加工精度要求较低。计算机数值仿真和实际实验的结果表明,该方法具有较高的测量精度,能满足实际应用中高精度重建的需求。     

基于组件技术的高精度工业CT控制软件设计

本文设计了基于COM标准的控制组件,并重点介绍了运动控制组件的实现,以解决高精度工业CT检测系统控制软件的复用问题。把具有相同基本功能的控制模块设计成控制组件,易于重复使用和升级维护,减少了软件开发中的重复工作,提高开发效率。实际应用结果表明:采用该方法设计的控制软件具有很好的可扩展性和可复用性,满足系统设计要求。     

不同强度射线源工业CT扫描参数优化研究

以含有不同强度射线源的高精度工业CT设备为研究对象,开展了投影数K与每个角度投影测量次数M等扫描参数优化配置的研究。建立了Matlab扇束CT仿真平台,基于不同扫描参数,模拟了不同射线强度下的CT投影与重建仿真,并采用人眼主观评价及CT重建图像客观评价相结合的方法对仿真图像质量进行了评估,给出了在限定检测时间条件下的扫描参数K、M优化配置准则及相应计算公式。在包含X光机和⁶⁰Co两种不同射线源的高精度工业CT设备上开展了锥束CT验证试验,试验结果表明,CT扫描参数优化方法及公式可行有效,为高精度工业CT检测设备的优化使用提供了一种技术手段。     

工业CT散射校正方法的研究

在工业CT的扫描重建过程中,散射效应使得重建图像出现模糊,各点灰度值同实际物体的吸收系数之间出现偏差,需要进行校正。如果采用一般的卷积方法,则需要迭代多次才能收敛,所以在校正时间上不能达到要求。采用一种结合散射模型的Ordered Subsets Convex方法对散射效果进行校正,在校正速度和质量上都得到了很好的结果。     

基于多轴运动控制器的高精度工业CT转台控制系统

介绍了一种用于高精度工业CT的转台控制系统。分析了转台系统关键部件的选用原则,进行了控制系统的硬件结构设计与上位机控制软件设计。采用ACR9000多轴运动控制器为下位机,实现速度内环与位置外环的双闭环伺服控制结构。系统实际运行结果表明转台控制系统的设计指标和精度要求满足高精度工业CT应用要求。     

MATLAB编程实现连续断层工业CT图像的三维重建

工业CT图像的三维重建是无损检测领域的重要组成部分.应用MATLAB编程,对连续多层工业CT图像进行了三维重建,获得了具有较好立体感显示的三维图像,通过对三维图像的剖切、透明等显示,可以观察到物体的内部结构,得到了更直观和丰富的物体检测信息.     

工业CT工艺参数选择对图像质量的影响

工业CT断层扫描图像质量与CT系统自身的性能有关外,还受检测工艺参数和图像处理方式的影响.最佳的工艺参数选择和图像处理方式不仅能改善图像整体质量,还可以提高细节特征的分辨能力.实验对准直器选择、滤波方式、伪彩色应用等检测工艺参数和图像处理方式作了一定的研究,结合实例给出了工艺参数选择和图像处理应用的方法,为提高工业CT检测人员图像分析能力提供参考和借鉴.     

球形样件轮廓度工业CT精确测量方法研究

详细介绍了封闭体内球形样件轮廓度工业CT精确测量方法,在获得球体样件CT断层图像的基础上,利用CT插值方式提取球体样件的轮廓线边界系列CT值,再根据二次曲线逐次逼近拟合法获得其圆心坐标及平均半径,建立了封闭体内球形样件轮廓度及壁厚的工业CT精确测量方法,并编制了专用测量软件用于实际球形样件轮廓度的测量,比较该方法及三坐标法对不同直径、不同壁厚系列球体模拟件测量结果,在95%置信度下,测量精度达到0.05mm.     

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。     

铍焊缝质量的工业CT诊断方法研究

研究了单层和内补高密度材料铍环焊缝的熔池浓度、表面焊宽、焊缝中心偏离量及缺陷的工业CT诊断技术。提出的逐层扫描方法,避开了高密度材料给铍焊缝质量分析带来的干扰。检测结果与金相分析数据进行了对比,符合较好。     

锥束CT平行双丝法获取几何参数研究

几何参数的精确获取是锥束CT高质量成像的关键条件,因此锥束CT几何参数的精确获取是CT技术研究的重点之一。本文设计了一种易于制作、操作简便、集成化的模体,提出了锥束CT几何参数获取方法：平行双丝法。首先介绍了平行双丝法获取重要参数的原理及公式推导,通过仿真计算,论证了方法的鲁棒性。然后对该方法进行了实验验证,结果表明,平行双丝法具有参数获取精度高、鲁棒性好等优点,是一种较好的锥束CT几何参数获取方法。     

基于FPGA与USB2.0的工业CT数据采集系统设计

为满足工业CT锥束扫描方式数据传输的高速高可靠性要求,设计出基于FPGA与USB2.0的数据采集系统。系统选取DDC264作为模数转换芯片。主控芯片FPGA控制数据采集的时序并缓存数据。USB2.0接口芯片CY7C68013A工作在Slave FIFO模式,将数据上传给PC机,用于以后的图像重建。系统软件设计主要包括FPGA程序设计与上位机程序设计。FPGA程序最后转换为数字硬件电路,使用Verilog HDL语言编写,上位机程序提供人机交互界面,使用C#语言编写。该设计的采集系统适合在多通道的X射线工业CT中应用。     

无后处理高速量子随机数产生器设计

利用光学量子随机源中光子的随机性,设计了一种无需后处理的随机数产生器。在设计中,用弱光源进行单光子水平的探测,利用单光子水平的光源在半导体探测器上一定周期内探测到的脉冲个数服从泊松分布的基本原理,而元器件和读出电子学造成理想泊松分布的变形,通过控制平均计数消除偏差,达到统计学上的无偏。本设计具有自动纠偏功能,产生无后处理的高质量高速真随机数,并通过了NIST、Diehard等多种技术测试标准。     

基于响应曲面和重要性抽样方法的热力系统参数失效概率计算

本文研究了将响应曲面与重要性抽样相结合的方法用于复杂热力系统参数失效概率的计算。建立了热力系统物理过程参数失效的数学模型,在此基础上研究了将响应曲面与重要性抽样相结合的算法模型,并给出了热力系统组成设备的性能退化模型和基于重要性抽样的仿真流程,进而对反应堆净化系统工作过程中参数失效问题进行了分析计算。研究表明,对于高维、非线性特性明显并考虑性能退化的复杂热力系统参数失效概率的计算,重要性抽样法较直接抽样能以较高效率获得满意精度的计算结果,而响应曲面法存在局限;响应曲面和重要性抽样相结合的方法是分析热力系统物理过程参数失效的有效方法。     

CT值推导人体组织化学组成两分法的理论函数模型验证

为验证CT值推导人体组织化学组成两分法的有效性，文章根据γ光子与物质相互作用原理构造E－μ_ρ函数模型，通过线性回归分析方法拟合出人体各主要元素以及人体各组织的E－μ_ρ函数系数，并分别进行人体组织E－μ_ρ函数模型系数验证和人体组织组成成分质量百分比验证。验证结果表明，E－μ_ρ函数模型对两分法的验证结果数据拟合程度高，最大误差低于10％，证明两分法根据CT值推导人体组织化学组成的方法是有效的。