探测器分块排列的CT系统及其图像重建

为解决CT系统中扫描视野受限及低剂量成像问题,提出一种探测器分块排列的CT系统及其稀疏角度CT图像迭代重建方法。探测器分块排列可扩大CT图像物体扫描视野,稀疏角度采集投影数据能有效降低辐射剂量,同时采用ART-TV迭代算法重建CT图像。仿真实验表明:该方法可有效扩大CT系统扫描视野,在稀疏角度获取投影数据采集方式下,利用ART-TV迭代重建算法可重建优质CT图像,实现降低辐射剂量的目的。     

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。     

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...     

有限角CT法检测碳纤维复合芯导线内部缺陷

介绍了一种用于碳纤维复合芯导线内部缺陷检测的有限角CT检测方法。通过对比实验,验证SART+L₀图像重建算法在不同扫描角度范围下的图像重建效果。结果表明:采用150°扫描范围的有限角CT检测方法,可清晰呈现碳纤维复合芯导线其内部结构和缺陷,可用于在役碳纤维复合芯导线的无损检测和质量评估,具有工程指导价值。     

二维直方图阈值法分割工业CT图像的研究

高精度工业CT图像因其包含物体三维信息而被广泛重视。尤其对于某些工件的缺陷检测，可利用图像分割技术进一步识别、突显缺陷，提高检测效率。针对一类工件的缺陷，对其高精度CT图像先后采用了比特窗算法进行预处理和二维直方图阈值法进行分割，突出显示了该类缺陷。该类方法对类似问题有广泛应用。     

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。     

基于灰度加权的变电压CT重建算法

常规固定电压CT重建,由于过曝光和欠曝光导致的不完全投影信息,成像质量差,为此提出变电压CT重建。通过变电压获得跟工件有效厚度相匹配的有效投影序列,在ART迭代图像的基础上,调整全变差使其最小化,来优化重建。在重建过程中,依据灰度加权,把低电压的重建图像作为初值,应用在相邻高电压有效投影重建中,得到相邻高电压的重建图像,依次类推直至最高电压,工件的全部结构信息重建完毕。实验表明,灰度加权算法不仅实现了变电压图像信息的完整重建,像素值也更加稳定。     

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。     

基于结构先验的变电压CT成像

为获得更高质量的CT重建图像,建立了基于结构先验的变电压CT成像方法。该方法对同一像素点在不同电压下满足最佳灰度带的有效投影数据进行叠加迭代重建,得到递变电压的重建结果,通过设定阈值,将低电压下投影数据的重建结果分为两个部分,将边缘的结构部分先验地运用到高电压下投影数据的重建结果里,以此弥补变电压重建图像过程中的信息缺失。仿真实验表明:该方法能够获得完整的工件信息,重建图像质量高,像素值也更加稳定。     

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。     

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。     

基于工业CT的工件缺陷识别方法

工业CT是一种有效的工件缺陷识别的方法,代表着无损检测技术的发展方向.首先概述工业CT技术在工件缺陷识别中的应用,并把其他和其他常用方法进行了简单比较;接着从工件缺陷识别的流程入手,对每个步骤都从处理思路和处理方法方面作了阐述;然后对一些在工件缺陷识别方面很有潜力的算法(Level set和Gabor小波)进行了介绍和分析;最后对工业CT在工件缺陷识别方面的应用前景进行了展望.     

大型集装箱检测系统管理站的任务需求分析与结构规划

由加速器周期性产生的Ｘ射线经前准直器成形为扇形脉冲束流，透过集装箱后再经过后准直器进入阵列探测器，再由前置放大器放大成形为电压信号送入采样保持电路，经多路选择器送去变换成为一组数字量，再经过一系列的预处理就可形成一列象素。由于集装箱是载于拖动装置上的，随着拖动装置的运动，这一列列的象素就可组成一幅完整的集装箱透视图，这样的一个完整过程由中心管理站统一控制和同步。本文介绍实时扫描数据获取与处理，并给     

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。     

Crack detection and sizing technique by ultrasonic and electromagnetic methods

Improvements in defect detection and sizing capabilities for non-destructive inspection techniques have been required in order to ensure the reliable operation and life extension of nuclear power plants. For the volumetric inspection, the phased array UT technique has superior capabilities for beam steering and focusing to objective regions, and real-time B-scan imaging without mechanical scanning. In contrast to the conventional UT method, high-speed inspection is realized by the unique feature of the phased array technique. A 256-channel array system has developed for the inspection of weldment of BWR internal components such as core shrouds. The TOFD crack sizing technique also can be applied using this system. For the surface inspection, potential drop techniques and eddy current techniques have been improved, which combined the theoretical analysis. These techniques have the crack sizing capability for surface breaking cracks to which UT method is difficult to apply. This paper provides the recent progress of these phased array and electromagnetic inspection techniques.     

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。