工业CT投影数据预处理及代数重建算法的研究

发布时间：2017-06-09 16:03

  本文关键词：工业CT投影数据预处理及代数重建算法的研究，，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：CT图像重建算法利用获取的投影数据重建图像,是工业CT检测的关键技术。在实际ICT系统中,由于机械误差等的影响,实际旋转中心往往会与理想旋转中心产生偏移,给图像重建带来一定困难。此外,环形伪影也是影响重建图像质量的主要因素。因此,对投影数据进行预处理是非常有必要的。本文主要针对以上投影中心校正和环形伪影校正问题展开研究,主要工作如下:1.对偏移的旋转中心进行校正。在分析已有中心校正方法的基础上,提出了一种改进的几何校正方法,首先利用标定模板求出旋转中心的偏移量,然后通过几何关系定位出准确的旋转中心,最后对固体火箭发动机模拟件采集到的投影数据进行校正并重建,实验证明了该方法的可行性及有效性。2.对环形伪影进行校正。首先简单介绍了环形伪影的成因,特征及其对重建图像的影响,分析比较现有的几种环形伪影校正方法,然后提出三次均匀B-样条拟合的环形伪影校正方法,经实验证明,利用本文方法进行环形伪影校正具有很好的效果,且保持了图像的细节。3.建立锥束CT迭代重建数学模型,详细介绍ART重建算法的重建原理和重建步骤,并且在ART算法的基础上,研究了SART以及OS-SART算法,并具体阐述了SART算法的重建过程,最后对固体火箭发动机模拟件及变矩器导轮进行重建,根据重建结果对三种算法的优缺点进行了详细比较。
【关键词】：工业CT 迭代重建 中心校正 环形伪影
【学位授予单位】：中北大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TP391.41
【目录】：

• 摘要4-5
• Abstract5-10
• 第一章 绪论10-16
• 1.1 课题的研究背景、目的及意义10-11
• 1.2 国内外研究现状11-15
• 1.2.1 中心校正的国内外研究现状及发展动态11-12
• 1.2.2 环形伪影校正的国内外研究现状及发展动态12-14
• 1.2.3 CT图像代数重建算法的国内外研究现状14-15
• 1.3 论文的主要内容15-16
• 第二章 CT重建的理论基础16-22
• 2.1 CT重建的物理基础16-18
• 2.1.1 X射线的性质16-17
• 2.1.2 Beer定律17-18
• 2.2 CT重建的数学基础18-20
• 2.2.1 Radon变换18-19
• 2.2.2 Radon反变换19-20
• 2.3 锥束成像系统20-21
• 2.4 本章小结21-22
• 第三章 旋转中心校正技术研究22-34
• 3.1 CT系统旋转中心22-23
• 3.2 旋转中心偏移对图像质量的影响23
• 3.3 旋转中心校正方法23-30
• 3.3.1 迭代校正法23-26
• 3.3.2 几何校正法26-27
• 3.3.3 投影正弦图法27-30
• 3.4 改进的几何校正法30-31
• 3.5 实验结果与分析31-33
• 3.5.1 S-L模型仿真实验31-32
• 3.5.2 实际实验结果32-33
• 3.6 本章小结33-34
• 第四章 环形伪影校正技术研究34-46
• 4.1 环形伪影的产生原因34
• 4.2 环形伪影特征及影响34-36
• 4.3 环形伪影的校正方法36-39
• 4.3.1 改变扫描方式校正法36
• 4.3.2 暗场和增益不一致校正法36-38
• 4.3.3 投影正弦图的校正38-39
• 4.4 三次均匀B -样条拟合校正39-43
• 4.4.1 三次均匀B -样条曲线39-41
• 4.4.2 算法原理和步骤41-43
• 4.5 实验结果与分析43-44
• 4.6 本章小结44-46
• 第五章 代数重建(ART)算法研究46-57
• 5.1 ART算法基本思想46-47
• 5.2 ART算法的收敛性及影响收敛的因素47-50
• 5.2.1 ART算法的收敛性47-48
• 5.2.2 影响ART算法收敛的因素48-50
• 5.3 SART算法50-51
• 5.4 OS-SART算法51-52
• 5.5 实验结果与分析52-56
• 5.6 本章小结56-57
• 第六章 总结与展望57-59
• 6.1 本论文完成的主要内容57
• 6.2 存在的问题与以后工作展望57-59
• 参考文献59-64
• 硕士期间发表的论文64-65
• 致谢65-66

【参考文献】

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本文编号：435923