文档介绍：中北大学
硕士学位论文
一种倾斜入射扫描的CT重建算法研究
姓名:金永
申请学位级别:硕士
专业:机械电子工程
指导教师:王华;王召巴
20050220
一种倾斜入射扫描的重建算法研究摘要关键词:工业,三维图像重建,滤波反投影扁平构件在工业生产中应用十分广泛,它的几何特点是其长宽可能有几米甚至几十米,而厚度仅有几厘米到几十厘米。因此针对扁平构件实施重建具有重要的现实意由于扁平构件的特点为厚度叨尺寸远小于另外两个方向的尺寸。采用常规的投影方式对扁平构件进行扫描时无法获取完整的投影数据,采用该方法对扁平构件不易实现。因此本文采取射线源发出的主射束与物体的旋转轴成非。的倾角阵探测器与物体的旋转轴垂直,采用被测物体与面阵探测器不动,而射线源绕旋转轴旋转时采集物体的二维投影,根据二维投影研究三维重建算法,我们将其称之为非常规的技术方案。本文的研究重点放在非常规扫描方式下滤波反投影重建算法,研究计算机仿真下的非常规的滤波反投影重建算法实现步骤。研究非常规扫描方式下的以椭球体和圆柱体为基础的平行束和锥束仿真投影算法,进而计算出两种扫描方式下的反投影地址计算公式,实现计算机仿真下实现非常规滤波反投影重建算法。并对算法实现过程中的入射角度选择、插值问题和卷积函数的分解、离散化和选择等方面遇到的问题提出解决方法,最后通过对比平行束和锥束入射方式下的直接加权反投影重建和滤波反投影重建结果,分析滤波器、入射角度、投影幅数对重建结果的影响。中北大学学位论文义。
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日期:巫年』录嗳金永本人声明作者:中北大学学位论文我声明,本论文及其研究工作是由本人在导师指导下独立完成的,在完成论文时所利用的~切资料均已在参考文献中列出。
第一章言引本文研究背景及意义中北大学学位论文
中北大学学位论文⒃诟ǖ某9鍯柘低持校捎诒馄焦辜婺掣龇较虻某叽缃洗螅薹ㄔ谏⒃诟ǖ纳湎咴茨芰肯拢1馄焦辜杉队笆保诔叽缃闲〉暮穸高度方向上湎呓先菀状┩福嬖诔叽缃洗蟮某せ蚩矸较蛏嫌锌赡艽┎煌福斐筛梅较蚋近投影数据截止;如果采用高能湎撸箈射线穿透扁平构件尺寸较大的方向,然而在尺寸较小的方向透射线又非常大,会使探测器饱和,同样得不到正确的投影数据。要想对扁平构件实施重建,对其中的缺陷进行检测肘,采用传统的检测方法显然无能为力,必须采用特殊的投影方式才能解决这类构件的检测,然后根据这种投影方式来研究三维图像重建算法。本文对扁平构件的检测采取的技术方案为射线源发出的主射束与物体的旋转轴成非。的倾角口,面阵探测器与物体的旋转轴垂直。可以采用两种方式实现二维投影的采ⅰ址绞讲捎蒙湎咴从朊嬲筇讲馄鞑欢湎咔阈比肷浯┩肝锾宓酱锾皆ㄆ鳎测物体绕旋转轴旋转时采集物体的二维投影;⒘硪恢址绞讲捎帽徊馕锾宀欢朊嬲筇讲馄鞑欢湎咴慈菩V嵝J辈杉物体的二维投影见图所示。方式下的二维投影的获取与三维常规的投影方式。由于扁平物体在射线源与探测器之间位置不变,故扁平物体的大小不受探测器与射线源之间距离的限制,故这种非常规的然后利用相应反投影重建算法重建物体的三维图线源和探测器之间有限的空间内旋转,从而无法采集扁平构件嵌确段诘耐集:本文主要研究在第二种扫描重建。我们称这种投影方式为非扫描方式可以完成对扁平物体的扫描,获取7度δ诘亩队影:像。图非常规的ひ礳觳夥绞.⋯
中北大学学位论文⒅灰:穸确较蛟市恚徊馕锾宓拇笮〔皇苌湎咴从胩讲馄骺占渚嗬氲南拗疲⑸湎呤恍璐映叽缃闲〉姆较虼┩副馄焦辜褂媚芰拷系偷纳湎咴幢憧傻玫蕉⒃谕队肮讨校湎叽┕馄焦辜暮穸缺浠闲。辈捎枚嗌湎咴词保度变化引起的射线硬化也较小,重建出的图像中“杯状效应”较小。因此非常规为扁平构件的三维重建供了~种切实可行的方法,为实际生产中的扁平构件的检测提供了一种重要的手段。国内外研究现状三维以其一次扫描就能获得被测物体整个二维投影的优势,一直是活跃的前沿课题。从整个三维发展过程看,主要解决的是两个方面的问题,即源点轨迹璺椒和重建算法。。由璺绞缴峡在典型的锥形束层析成像中,~个锥形束的顶点在一个围绕成像物体的有界曲线或有界平面曲线运动,在曲线的每一个顶点位置处,由平面探测器测量投影。有很多人数据冗余大,扫描时间长,不易实现,而圆形运动优点则显而易见,已用到实际设备了。对于圆形运动,由于锥顶点运动的不完备性,必须对投影数据进行后序处理才能得到精验证明了这个理论。NA丝朔飧鋈钡悖匦胙芯恳恢中碌亩サ阍硕绞郊跋嘤Φ乃并且给出了精确重建条件:当且仅当切割物体的任一平面都和锥顶点运动轨迹相交时,便可精确重建。根据它们的理论成立条件即扫描方法,分别有正交扫描礁龃怪钡脑,这种非常规的工业检测方法与图所示的传统的工业检测方法相比有以维投影:研究了锥顶点沿一个团或全球面运动这