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工业CT二代扫描的图像重建方法研究

作　者: 许焱
导　师: 张朋
学　校: 首都师范大学
专　业: 计算机应用技术
关键词: 计算机断层成像图像重建二代扫描几何伪影图像增强
分类号: TP391.41
类　型: 硕士论文
年　份: 2009年
下　载: 13次
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内容摘要

X射线检测技术是重要的无损检测技术之一,在工业、安全、材料、生物众多领域有广泛应用。数字照相技术(Digital Radiography,DR)和计算机断层成像技术(Computer Tomography,CT)是两种常用的X射线检测技术。本文针对工业CT/DR设备研制所遇到成像技术问题进行选题和研究,主要工作如下:针对二代扫描的CT图像的几何伪影问题,提出了一种新的由二代扫描数据重建CT图像的方法。所谓二代扫描是CT转台“平移+旋转”的一种数据扫描方式。由二代扫描数据重建CT图像的传统方法,是将数据重排成平行束扫描数据,再用平行束的滤波反投影算法或迭代算法重建图像,其中都需要知道CT扫描的若干几何参数。这些参数无法直接测量,间接估计的参数值往往带有误差,从而导致CT图像出现几何伪影。本文提出的图像重建方法引入了一组新的参数,它们可由一根细钨丝的二代扫描数据直接进行估计,方法简单、鲁棒性高,避免了通常参数估计需要解非线性方程组、鲁棒性差的问题。针对DR图像细节信息不易分辨的问题,本文给出了一种图像增强方法。DR图像本身有影像重叠,而且数据的数值分布范围较广,直接量化成256个灰度等级的图像后导致一些感兴趣的细节信息难以分辨。本文给出的方法考虑了DR数据的特点,可以凸显DR图像中感兴趣的细节信息,有效地改善了目标区域的对比度。

全文目录

摘要  4-5
ABSTRACT  5-9
第1章引言  9-12
  1.1 本文的研究背景  9-10
  1.2 本文的研究工作和创新点  10-11
  1.3 本文的结构安排  11-12
第2章 CT成像的有关基础知识  12-24
  2.1 CT设备的构成  12-13
  2.2 CT成像的物理原理  13-18
    2.2.1 射线产生的原理  13-14
    2.2.2 探测器  14-16
    2.2.3 射线与物质的相互作用  16-17
    2.2.4 Beer定律  17-18
  2.3 CT成像的数学模型  18-22
    2.3.1 Radon变换及逆变换  18-19
    2.3.2 CT成像问题  19
    2.3.3 平行束的滤波反投影算法  19-21
    2.3.4 其它算法简介  21-22
  2.4 断层CT的扫描模式  22-24
第3章二代扫描的图像重建方法  24-32
  3.1 二代扫描的数学表示  24-26
  3.2 参数估计方法  26-28
  3.3 图像重建方法及数值结果  28-32
    3.3.1 图像重建方法  28-29
    3.3.2 数值结果  29-32
第4章数字照相的图像增强方法  32-40
  4.1 DR图像增强的有关基础  32-36
    4.1.1 DR图像增强的背景  32
    4.1.2 常用的高频信息提取方法  32-33
    4.1.3 三次样条插值算法  33-36
    4.1.4 DR图像增强的原理  36
  4.2 算法描述  36-37
    4.2.1 算法的伪代码描述  36-37
  4.3 实验结果及结论  37-40
第5章总结与展望  40-41
  5.1 总结  40
  5.2 展望  40-41
参考文献  41-44
致谢  44

工业CT二代扫描的图像重建方法研究

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