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.     

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.     

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。     

大型集装箱CT系统图像重建研究

研究了大型集装箱CT系统的图像重建技术,给出了卷积反投影算法的基本原理、实现过程,以及目前得到的重建图像。经实际检验,应用该算法重建的图像清晰,能够识别铸造工件中的孔及树木的年轮。     

中间函数法CT图像重建算法研究

CT自从被发明以来其技术已发生了很大的变化.这些变化不仅体现在计算机技术、探测器技术和X线技术方面,同时CT的图像重建算法也在不断地发展.本文提出的中间函数重建算法,是一种可以应用于扇束和锥束扫描的图像重建算法.研究它的目的是为将来的锥束扫描提供直接重建算法.     

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。     

锥束CT扫描方式对ART算法图像重建的影响研究

平板探测器锥束CT的扫描方式对ART(Algebraic Reconstruction Techniques)算法图像重建会产生影响.本文用128×128×128三维Shepp-Logan头部模型作为仿真对象,探讨了不同源-扫描中心距离、投影数、缺角度下扫描方式对图像重建的影响.结果表明,源-扫描中心距离与扫描中心-探...     

基于一种新型扫描模式的不完全数据CT重建

扫描模式是直接决定图像重建实现方案的重要因素之一.随着CT技术的不断发展,扫描模式也在不断地更新换代.以降低剂量、工程条件受限为应用背景的不完全数据图像重建和扫描模式有着更加密切的联系.立足于不完全数据的图像重建,定制了一种直线轨迹的扫描模式,并在这种扫描模式下,探讨半区域、外部区域、内部区域的不完全数据的精确重建.数...     

改进ADMM-TV算法重建CT图像

将ADMM算法与TV算法结合,并在原始ADMM-TV算法的基础上进行了改进,提出基于ADMM-TV的改进算法,该改进算法能够在迭代过程中自适应地选取到更优的λ值,从而提高ADMM算法进行稀疏重建的成像质量。最后进行phantom图像的仿真实验,并将原始算法与改进算法在相同实验环境下进行对比,结果表明,改进算法能够实现更好的重建效果,并且能够有效提高图像信噪比,同时具有一定的抗噪能力。     

凸度仪钢板厚度分布重建算法研究

X射线热轧钢板凸度仪利用双X射线源、双排电离室阵列探测器获取钢板横截面厚度分布的两组投影数据。本文利用双X射线源与双排阵列探测器的几何布局,以及对钢板横断面厚度分布连续性的先验条件,使用钢板横断面厚度分布的两组投影数据,在钢板横断面两边缘位置确定后,完成对钢板横断面厚度分布的重建。该重建算法目前已在实际的凸度仪系统样机中使用。     

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。     

基于硬件实现的锥束CT图像重建系统的存储机制设计

为了实现三维锥束CT图像重建加速系统的小型化,建立了基于FPGA的三维图像重建系统。并对该系统中所采用的FDK重建算法所需的数据存储量和数据传输量以及由SDRAM、SRAM和FPGA内部缓存组成的存储系统的数据吞吐率进行了研究。首先,根据FDK算法的滤波与反投影两个步骤介绍了三维锥束CT图像重建系统的数据规模。接着,介绍了一种以SDRAM为外部主存,以SRAM为外部缓存和以FPGA内部SRAM资源作为内部高速缓存的存储机制。然后,介绍了该存储机制的实现方法以及测试方法。最后对该三维图像重建系统的数据吞吐能力进行了测试,并将之与FDK算法所需的数据传输量进行了对比分析。试验结果表明:该存储机制的数据连续存取速度为151.9MB/s,数据随机存取速度为100MB/s,基本满足小规模的三维图像重建的数据存储与传输带宽的要求。     

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。     

基于截面偏差的堆芯功率分布重构方法研究

提出了一种将功率偏差归结为组件等效截面偏差的堆芯功率分布重构方法。通过对影响功率分布的各种因素进行分析,引入组件截面偏差从而构造出功率偏差,然后将功率重构转化为一个多极值优化搜索问题。采用全局搜索能力较强的特征统计算法(CSA)对影响因素进行了搜索和复现。以秦山二期核电站2号机组为例,选取氙毒波动和慢化剂温度场变化两个因素进行了测试。结果表明,对于所构造的例题,本方法可成功搜索出影响因素,重构后最大功率偏差从5%降低至0.1%,初步验证了本方法的可行性。     

静态CT行包安检系统关键技术研究

本文介绍了安检用静态CT技术的基本原理,对基于超顺排碳纳米管技术的冷阴极X射线源、基于光子计数技术的多能谱X射线成像技术和安检用静态CT系统图像重建算法等进行了研究。冷阴极X射线源由基于超顺排碳纳米管技术的冷阴极X射线管、两套高压系统和1个控制系统组成,在130 kV以下可稳定工作。研制并测试了一款具有三能谱成像功能的光子计数型X射线探测器系统。对安检用静态CT系统图像重建算法进行了讨论,提出了一种解决方法。安检用静态CT系统关键技术的研究为安检用静态CT系统的研制提供了技术基础。     

凸度仪系统机械系统加工精度对重建误差的影响研究

双X射线源、双电离室探测器阵列构成的热轧钢板凸度仪,其机械部件多、尺度大,加工和安装难度高。在加工和安装过程中不可避免地存在误差,且误差会逐渐累积,表现为机械参数与设计值有偏差。本文基于实际凸度仪系统,研究机械参数的精度对凸度仪测量精度的影响规律。结果表明,适当加大射线源间的距离,以及提高射线源相对探测器的位置,可降低机械参数的精度对测量精度的影响;同时,如果系统的测量精度为0.1%,在忽略准直等问题后,则允许的机械加工的精度范围在数十mm。     

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。