基于最小三维凸包的锥束CT快速重建方法

针对传统锥束CT重建全尺寸立方体空间时存在大量冗余计算的问题,文章提出一种基于被测物体最小三维凸包的快速重建方法。首先根据Z线优先重建算法的特性,给出最小三维凸包的定义,然后根据锥束CT扫描投影关系和最小三维凸包的投影特点,提出了确定最小三维凸包3个参数的相应算法,最后通过仅重建最小三维凸包内的体素的方法,显著减少了重建计算量。对于截面形状变化较大的被测物体,可采用分段确定最小三维凸包的方式进一步减少计算冗余。2组仿真实验结果表明,文中方法可有效提高锥束CT的重建速度,并对复杂被测物体具有良好的适应性。     

圆弧加直线轨迹Katsevich类型的锥束CT重建算法

由于圆与直线轨迹的交点处存在轨迹变量的偏导数,Katsevich算法直接忽略了关于构造因子的分析,从而对后续重建计算产生影响,导致重建结果出现伪像。通过对该问题进行研究,确定轨迹交点处的构造因子,并推导出在平板检测器下与两段轨迹相对应的重建公式。据此引申出一个不含有关于轨迹变量偏导的等价公式,从而计算出轨迹交点处相应的重建贡献值。同时,提出使用光滑过渡函数改善因反投影区域边界的不连续性而对重建结果产生的影响。利用Forbild头模型进行仿真模拟,实验结果表明,改进的算法有效地抑制了重建结果的伪像。     

X射线混凝土CT图像处理方法分析研究

利用最新研制加载设备结合医用CT采集了单轴静压作用下的混凝土CT纵断面图像。对常用的图像边缘提取方法和图像差值方法在混凝土CT图像处理上的应用进行了分析,发现常用方法处理结果受混凝土CT图像分辨率影响较大。基于此,提出一种基于模拟退火算法的改进Metropolis算法对混凝土CT图像进行分割并分析了裂纹在混凝土纵断面破损演化的过程。结果表明,采用的算法可以有效地对混凝土CT图像进行分割,有助于混凝土细观破裂研究。     

一种印刷电路板锥束CT图像中过孔定位检测方法

印刷电路板（print circuit board,PCB）广泛应用在各种精密仪器中,PCB的质量直接影响器件的整体性能,因此在工业生产中需要对PCB的质量进行检测。过孔负责PCB中各电路层之间的连通,对PCB意义重大。针对PCB的过孔数量大、目标小和形状不规则等问题,结合三维空间中过孔的形态特征设计了一种基于加权叠加增强的PCB过孔检测算法。该算法首先在垂直PCB方向上进行加权叠加增强过孔目标,降低非过孔要素对过孔检测的影响,然后引入一种高斯加权计算区域圆度的方法,利用圆度判断过孔区域,并利用区域信息计算过孔属性。实验结果表明,相比于传统的Hough变换,本方法检测精度高、稳定性强,同时大大降低了人工检测的工作量。     

基于差分图像的多尺寸形态滤波在X射线影像系统的应用

新型低强度X射线影像系统主要是由平板式单近贴静电聚焦X射线像增强器和CCD数据采集系统构成.文章简述了低强度X射线影像系统的图像噪声来源和特点,并根据图像噪声的特点,先进行多帧叠加平均预处理,再进行数学形态学滤波.区别于传统的形态滤波方法,在多尺寸形态滤波的基础上,引入差分图像的概念,先得到一组包含不同尺寸的噪声和图像信息的差分图像,将各个差分图像应用小波变换去噪后,与最后一级形态滤波平滑的图像相加,就得到了既去除噪声又保留图像细节的目标图像,通过对峰值信噪比的计算,表明该方法能取得较好效果.     

基于Beta样条函数的图像滤波模板

图像滤波模板是图像处理的重要内容，该文应用Beta样条函数作平滑函数构造出图像滤波模板，它具有B样条函数及B样条函数图像滤波模板的优良特征，并且它可以通过两参数的调节来获取满意的模板。     

光学CT中的图像重建算法

图像重建等价于逆向问题的求解,也就是说,利用实时测量的数据来预测均匀组织中所含异物的存在性、位置、几何形状和光学特性。本文详细讨论了目前在国际上广泛采用的图像重建算法,并重点讨论了扰动方法以及各种方法在光学CT图像重建中的可行性。     

最大熵法重建CT图像

针对现有CT设备上重建图像存在的“伪影”问题,提出了用最大墒法重建CT图像．鉴于现成的CT设备数据之间严格的关系难以找到,设计了模拟投影数据,用最大熵法重建图像的全软件,并针对二值图像进行了实验,得出了相应的结论．     

基于Twomey算法的CT图像重建

针对不完全投影数据的CT图像重建,本文将原本用于反演微粒粒径分布的Twomey算法引入并应用到CT图像重建中。在代数迭代层面上把其与代数重建技术(ART)算法和同步迭代重建技术(SIRT)算法分析对比后进行了计算机模拟实验。仿真结果显示:本文算法所求得的解的精度要优于主流的ART和SIRT算法。     

图像重建算法中的窗函数研究

对广角扇束扫描模式下的图像重建算法进行了研究．在引入实验的七种典型窗函数中，有限带宽、三角形窗以及余弦窗是卷积窗函数比较理想的选择．在图像重建，选择有限带宽窗时有较好的空间分辨率，三角形窗时有较好的密度分辨率。选择余弦窗时是空间分辨率与密度分辨率两者的折衷；从窗函数的频谱角度考虑。可用于图像重建的一个良好的卷积窗函数应该具备以下条件：（1）最小的3dB带宽B，即最小的主瓣宽度；（2）最小的旁瓣最大峰值A；（3）最大的旁瓣峰值衰减速度D．通过实验，验证了基于窗函数的卷积反投影图像重建算法可以有效地提高重建图像的质量．     

带阈值滤波的迭代法三维ECT图像重建

针对Landweber迭代法用于三维ECT重建时,需要的迭代次数多且重建图像中含有大量伪迹的问题,提出了一种带阈值滤波的迭代重建法.该方法利用Landweber迭代法重建一初始图像,用阈值滤波获得改进图像,为了获得最佳阈值,依次用有限个离散化阈值对初始图像做二值化处理,计算出二值化图像对应的电容估计值与电容测量值之间的误差,并将对应最小误差的阈值确定为最佳阈值.仿真实验结果表明,自适应阈值滤波能够显著减少重建图像中的伪迹和重建时间,该方法具有良好的应用潜力.     

新型自适应稳健双边滤波图像分割

从稳健回归分析的角度,推导得到高效的稳健双边滤波(BF)模型.针对由纹理、噪声等导致的图像局部梯度变化差异性,提出一种自适应的局部平滑尺度方法.运用该双边滤波模型处理原图像和纹理特征图,提取出灰度梯度和纹理梯度.采用形态学方法进行梯度融合,并使用分水岭变换实现图像分割.在Berkeley图像数据集和遥感图像上的实验结果表明:所提出的新型自适应稳健双边滤波方法可以得到视觉一致的分割效果;与传统方法相比,提高了对象边界识别率并降低了过分割效应;可以作为图像分析预处理过程的有效工具.     

岩心三维CT图像超分辨率重建

为了提高岩心三维图像分辨率,将调整的锚点邻域回归算法（A+）扩展为三维图像超分辨率重建,提出三维高频修正A+算法.该算法利用已有的高分辨率（HR）岩心三维CT图像和高频修正信息训练高低分辨率字典、高频修正字典、映射矩阵和高频修正映射矩阵.重建时,对每个输入的三维低分辨率（LR）特征块搜索匹配的字典原子以及相应的映射矩阵和高频修正矩阵,通过LR特征向量分别与映射矩阵和高频映射矩阵相乘,直接将三维LR特征映射到HR空间.针对多组岩心三维CT图像进行实验,与其他三维超分辨率算法进行比较.实验结果表明,该算法具有较高的峰值信噪比和结构相似度.     

X射线焊缝图像缺陷实例分割算法

为了提高分割算法在焊缝缺陷检测工程中的实用性,提出轻量级焊缝缺陷评估网络MYNet。其中,轻量级的残差结构降低了模型的计算量,多层视觉融合机制FPN(feature pyramid network)提高了网络的分割能力,并行蒙版机制可以得到快速和高质量的缺陷分割蒙版;引入开源跨平台计算机视觉库OpenCV,利用像素阈值计算不同缺陷面积;引入腾讯超高性能的移动平台推理框架,加快模型在中央处理器的前向推理速度。搭建以ARM Cortex-A72架构为控制核心的数字化人工智能(artificial intelligence)评估设备,部署适用于缺陷检测的轻量级64位Linux系统,验证了焊缝缺陷评估算法的可行性。实验结果表明:本文模型能够有效定位和学习不同类型的缺陷特征;网络评估缺陷面积和位置信息的准确率为94.64%;相比于准确度较高但计算量较大的MS R-CNN网络,所提方法的准确率仅下降1.93%,但网络的参数权重仅为MS R-CNN网络的1/14,网络执行所需计算力更低。在基于ARM(advanced RISC machine)架构的低成本硬件上,轻量级的残差结构使网络前向推理速度提...     

混凝土CT图像的3维重建技术

利用三维图像处理软件MIMICS对原始的CT图像进行预处理,对混凝上的真实细观结构进行了三维重建,并导入大型商业有限元软件ANSYS中,建立了更能准确表征混凝上细观非均质性的三维有限元数值模型,从而弥补了传统随机混凝土骨料模型的不足。利用重建的三维有限元数值模型进行了混凝土破损过程的细观数值模拟,并与其他有限元模型的分析结果进行了比较,验证了模型的合理性。通过建立 的接近实际的混凝土细观三维有限元数值模型,可对混凝土材料的细观破损过程进行了深入的探索。     

基于改进相容函数的超分辨率图像重建

提出了一种基于机器学习的超分辨率(SR)改进算法。首先建立一个包括低分辨率(LR)图像及其相应的高分辨率(HR)图像的训练样本集,为LR图像提供了HR的图像解释。把训练集中的每一幅图像分成若干个图像块,每一个图像块作为马尔可夫随机场(MRF)模型的结点,MRF模型参数从这些训练样本中学习得到,通过对训练样本中的LR图像块进行k-均值聚类减少计算开销,并用k-均值的聚类结果提出了一种新的相容函数形式。实验结果表明,该算法是可行的,并与同类算法相比能取得较好的结果,使得SR后的图像更平滑自然。     

扁平构件的三维CT滤波反投影重建算法研究

在对扁平构件投影方式分析的基础上,提出了将分布在平面上ρ滤波器变换到锥面上的方法,建立了分布在锥面上的ρ滤波器的数学模型.对扁平构件的仿真结果表明:在射线源为锥束入射扫描方式下,通过分布在锥面上的ρ滤波器进行滤波反投影重建,得到的重建切片图像能够明显区分物体的边界及内部缺陷的边界和密度,空间分辨率可达到2 lp/mm,密度分辨率达到了1%,验证了该重建算法的可行性.     

基于插值函数的三维图像表面重建算法

在放射医学、核医学、无损检测及评价和数据压缩等众多领域,研究在不破坏被检测物体的情况下,观察物体内部组织的结构及空间位置,具有重要的理论意义和应用价值.为了获取物体内部的数据信息,通常采用射线扫描方式,然后根据实际需要,运用不同方法进行图像重建.本文研究受损的颅骨扫描图像,提出基于插值函数三维图像表面重建算法,改进了已有的图像重建过程.从数据采集到图像重建的全过程都在计算机上实现,并给出了背景物质检测、图像分割、图像剥离和三维图像表面重建仿真结果.最后对结果进行分析,证明了基于插值函数的三维图像表面重建算法可以有效地提高重建图像的质量.     

电容层析成像图像重建的新型在线迭代法

快速有效的图像重建算法是电容层析成像技术(ECT)的关键.基于 Landweher 迭代法,导出一种快速ECT图像重建迭代格式,分析了该迭代格式的收敛条件,并运用有限元仿真进行验证.结果表明,该迭代格式与常用的 Landweber 算法相比,成像质量相同,但迭代速度快,受像素个数影响不大,有望应用于在线成像.