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DSP技术的工业CT重建软件设计

提出了基于现代数字信号处理器(DSP)技术进行CT重建软件设计.在实际的CT软件设计过程中,利用TI的C6701 DSP芯片的硬件处理系统,建立了基于DSP硬件系统的CT算法重建软件,该软件全部使用与DSP硬件系统相关的DSP汇编语言进行编程.并利用TI的C6701 EVM开发板,通过输入CT数据进行计算,得出的CT图像满足实际要求.     

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。     

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。     

由相叠的低分辨扇形束投影数据重建高分辨CT图像

在研究扇形束插值代数重建法基础上，提出了由相叠的低分辨扇形束投影数据重建高分辨CT图像的两个新算法，即扇形束的虚拟探测器法和扇形束的直接重建法，并给出和分析了数值模拟结果。     

基于FDK算法的锥束CT重建近似算法性能比较

相比通常的扇束和平行束CT重建,锥束CT有诸多优点(如空间分辨率高,扫描速度快等)。近似锥束重建算法理论结构简单,重建速度快,易于实际应用。对新出现的几种近似锥束重建算法作了简单介绍,并利用这些算法对3D Shepp-logan模型的仿真模拟对这些算法的特点作了比较和讨论。     

基于小波阈值去噪的CT图像重建

实际扫描过程中投影数据不可避免地受到各种噪声的干扰,进而影响了图像重建的精度.提出了一种基于小波阈值去噪的图像重建方法,首先对不同角度下的投影数据进行小波分解,并对分解后的小波系数进行阀值化去噪处理,然后经过逆小波变换得到去噪后的投影数据,再由这些去噪后的投影数据进行图像重建.实验结果表明本文的方法非常有效,与传统的重建方法相比,由去噪处理后的投影数据所重建的图像质量明显改善.     

基于Radon变换导数的精确三维CT图像重建理论与改进方法介绍

本文主要介绍了一种基于Ｒａｄｏｎ变换导数的精确３Ｄ－ＣＴ图像重建的改进方法，它的计算复杂性和成像质量与传统方法相比有很大改善。     

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。     

基于异构多GPU的锥束CT图像重建研究

针对锥束CT图像重建系统中GPU型号不一致问题,提出了基于异构多GPU的重建模型。该模型基于FDK算法进行重建,采用了按计算能力进行任务分配的方法,确保各GPU计算平衡。采用数据流分解的方法,实现了海量数据的图像重建。给出了该重建模型基于CUDA的实现方法,包括采用流管理和异步函数来实现多GPU并行计算以及滤波和反投影核函数的流程设计。利用高精度工业CT系统进行模型的实验验证。结果表明：所建立的重建模型正确有效,能充分发挥系统中异构多GPU的计算能力,执行效率高。     

A New Approach to the Fan Beam Geometry Image Reconstruction for a CT Scanner

A new derivation of the fan beam geometry image reconstruction formula for CT scanners has been made in this paper. Moreover there are two points discussed here in order to develop fast algorithms based upon this formula. First is to establish a principle of filterered back-projection algorithm for fan beam geometry which enables us to use FFT algorithm. Second is to develop a fast algorithm for fan back-projection process. With these algorithms, the fan beam image reconstruction time to compute can be made comparable with the filtered back-projection algorithm for the parallel beam geometry image reconstruction.     

层析γ扫描透射图像重建方法

研究了层析γ扫描(TGS)透射图像，并用两种TGS线性衰减系数重建方法进行TGS透射图像的计算机模拟仿真。结果表明：与国外文献报道的算法相比较，本文采用的两种重建方法的误差小、适应范围广，并能满足实际TGS装置的要求。     

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。     

基于半扇束扫描的CT图像迭代重建算法

为解决探测器尺寸受限导致的CT图像重建区域面积受限以及X射线辐射剂量较大问题,提出一种半扇束扫描模式下的CT图像迭代重建算法。该算法将探测器水平偏置,稀疏角度下采集物体投影数据,利用ART-TV迭代算法对投影数据进行重建,达到预设迭代次数后,输出重建图像。实验结果表明:半扫描可扩大重建面积,降低探测器成本;利用迭代重建算法,降低剂量的同时重建优质CT图像。     

基于Chambolle-Pock算法的TV重建方法研究

为实现CT稀疏视角下的投影图像重建,Sidky等设计了基于Chambolle-Pock(CP)算法,论文在此基础上实现了CP算法。仿真实验表明,与传统的滤波反投影算法相比,CP算法不存在伪影,在含噪情况下,CP算法具有较好的性能,可以实现稀疏角度下的高精度图像重建。同时,探讨了平衡因子的选取对重建精度的影响。     

基于约束的MLEM图像重建算法

在编码孔γ相机的二维辐射图像重建中,最大似然期望最大化法(maximum likelihood expectation maximization,MLEM)相较传统线性算法能更好地抑制噪声,恢复出高质量的图像,但其缺点是收敛速度慢,且在投影数据有较高统计涨落或含有较大噪声时,迭代次数过高会导致重建图像中噪声急剧增加,图像质量转而变差。本文基于直接解调法思想对MLEM算法进行优化,在MLEM迭代重建过程中加入先验物理约束条件,并将交叉相关法重建结果作为迭代初值。仿真结果表明,添加约束后的MLEM迭代收敛速度得到加快,重建图像的收敛性显著改善。MLEM算法中添加合理约束条件是提高其重建图像质量的一种有效方法。     

工业CT教学实验仪图像重建的设计

工业CT教学实验仪被应用于物理和放射医学专业的教学,图像重建是教学实验仪软件的重要组成部分.论文阐述了CT的物理原理和第一代CT重建算法,描述了工业CT教学实验仪的扫描过程;分析了旋转中心偏移的伪影,实现了中心偏移校正方法,设计了图像重建软件,实际应用表明此软件重建图像清晰质量较高.     

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。