基于UG模型的文物CT投影仿真研究
发布时间：2022-01-20 08:14
近年来,文物数字化成为了一个研究热点。传统的文物数字化建模通常利用三维激光扫描设备获取文物表面的点云数据,无法对文物的内部结构进行有效建模。工业CT技术是一种先进的成像技术,能够在无损情况下获取物体的内部结构信息,为文物内部结构数字化建模提供了一种有效手段。文物数字化建模的第一步是获取其CT投影数据。实际中,由于工业CT设备昂贵导致扫描成本较高,且随意移动或接触文物易对文物造成二次破坏,因此有必要通过仿真的方法获取文物的CT投影数据,进而对文物模型进行各种方式的“扫描”,为后续文物模型的图像重建及三维数字化建模研究提供理想的支撑数据。本文研究工作主要包括:（1）实现了UG模型文物CT投影仿真。针对UG建立的单材质文物模型,在进行仿真时首先获取模型实体标识,然后利用UG/Open API函数对实体对象进行射线与物体求交,并根据交点序列来确定射线穿过物体的路径长度,结合模型材质名称寻找数据库中对应的衰减系数,计算投影数据。在此基础上,针对多材质文物模型,首先对模型进行遍历,获取每种材质的实体对象并将其保存在集合中,在进行投影仿真时,对集合中的每一个实体对象分别进行单材质投影仿真,将结果进行...
【文章来源】：西北大学陕西省 211工程院校
【文章页数】：78 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
常见CT系统成像原理图
是首要解决的问题，它是整个仿真系统的基础。制相互协调工作。本节主要介绍三个仿真要素数的实现做铺垫。建模们对射线源几何模型的定义主要包括形状、大小模型还需要定义相应的射线光谱、射线强度、激源是一个点光源，如果射线源足够小且几何形状可以忽略。然而，实际中由射线源的形状和大小须要考虑在内的。通常情况下我们所使用的射线状组合而成，如矩形或者椭圆，如图 5 所示，其般焦点尺寸在 2~4mm，最终获得的投影图像是
(a) 多材质茶壶模型 (b) 单材质花瓶模型图 8 两种 UG 模型3.2.2 仿真系统空间坐标系转换CT 投影仿真系统中射线源、探测器和检测样本三个部分在空间上是相的，可以通过系统定义的坐标系来构建三者之间的空间关系，并通过坐标间模拟三者协调工作时的运动情况。系统牵涉到的坐标系有：WCS--世界坐标系；GCS--旋转支架坐标系；PCS--检测样本坐标系；R源坐标系；DCS--探测器坐标系；射线源和探测器一起固定在旋转支架上，与支架同步转动。坐标系之间是可以相互转换的，其可通过一组转换方程式来描述，下面之间的一些相互转化：（1）旋转支架坐标系变换为世界坐标系
【参考文献】：
期刊论文
[1]现代射线技术与文物保护/考古应用研究[J]. 魏龙,陈刚,冯向前,黎刚,刘宝东,王宝义. 敦煌研究. 2018(02)
[2]基于联合投影数据的动态锥束CT伪影消除算法[J]. 职少华,蔡剑梅,段嘉毓,牟轩沁. 中国体视学与图像分析. 2017(03)
[3]X射线分析技术在文物保护工作中的应用[J]. 王阳. 文物春秋. 2017(02)
[4]改进的多层螺旋CT线性插值算法[J]. 万欣,刘锡明,苗积臣,吴志芳. 清华大学学报(自然科学版). 2016(12)
[5]基于椭球包围盒的锥束CT三维加权重建算法[J]. 杨亚飞,张定华,黄魁东,时稳龙,张才鑫. 仪器仪表学报. 2016(11)
[6]基于交替投影的CT图像重建算法[J]. 韩永欣,王建,刘立,庞彦伟. 中国医学影像技术. 2016(10)
[7]一种基于MPI和OpenMP的剖分遥感影像并行分割方法[J]. 杜根远,张火林,苗放. 计算机应用与软件. 2016(09)
[8]X射线探伤技术在文物保护及考古绘图中的应用[J]. 高秀华. 文物修复与研究. 2016(00)
[9]双能CT技术在小尺寸青铜器病害诊断中的应用研究[J]. 刘圆圆,李元吉,郑鹏,张少君,岳会国. 原子能科学技术. 2015(10)
[10]一种用于CT偏置扫描重建的指数型加权函数[J]. 杜乙,王贤刚,向新程. 清华大学学报(自然科学版). 2015(01)
硕士论文
[1]虚拟CT系统中探测器成像仿真技术研究[D]. 闫岩.中北大学 2010
[2]虚拟CT系统成像过程仿真技术研究[D]. 陈平.中北大学 2009
[3]锥束CT仿真系统关键技术研究[D]. 黄魁东.西北工业大学 2006
本文编号：3598481
【文章来源】：西北大学陕西省 211工程院校
【文章页数】：78 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
常见CT系统成像原理图
是首要解决的问题，它是整个仿真系统的基础。制相互协调工作。本节主要介绍三个仿真要素数的实现做铺垫。建模们对射线源几何模型的定义主要包括形状、大小模型还需要定义相应的射线光谱、射线强度、激源是一个点光源，如果射线源足够小且几何形状可以忽略。然而，实际中由射线源的形状和大小须要考虑在内的。通常情况下我们所使用的射线状组合而成，如矩形或者椭圆，如图 5 所示，其般焦点尺寸在 2~4mm，最终获得的投影图像是
(a) 多材质茶壶模型 (b) 单材质花瓶模型图 8 两种 UG 模型3.2.2 仿真系统空间坐标系转换CT 投影仿真系统中射线源、探测器和检测样本三个部分在空间上是相的，可以通过系统定义的坐标系来构建三者之间的空间关系，并通过坐标间模拟三者协调工作时的运动情况。系统牵涉到的坐标系有：WCS--世界坐标系；GCS--旋转支架坐标系；PCS--检测样本坐标系；R源坐标系；DCS--探测器坐标系；射线源和探测器一起固定在旋转支架上，与支架同步转动。坐标系之间是可以相互转换的，其可通过一组转换方程式来描述，下面之间的一些相互转化：（1）旋转支架坐标系变换为世界坐标系
【参考文献】：
期刊论文
[1]现代射线技术与文物保护/考古应用研究[J]. 魏龙,陈刚,冯向前,黎刚,刘宝东,王宝义. 敦煌研究. 2018(02)
[2]基于联合投影数据的动态锥束CT伪影消除算法[J]. 职少华,蔡剑梅,段嘉毓,牟轩沁. 中国体视学与图像分析. 2017(03)
[3]X射线分析技术在文物保护工作中的应用[J]. 王阳. 文物春秋. 2017(02)
[4]改进的多层螺旋CT线性插值算法[J]. 万欣,刘锡明,苗积臣,吴志芳. 清华大学学报(自然科学版). 2016(12)
[5]基于椭球包围盒的锥束CT三维加权重建算法[J]. 杨亚飞,张定华,黄魁东,时稳龙,张才鑫. 仪器仪表学报. 2016(11)
[6]基于交替投影的CT图像重建算法[J]. 韩永欣,王建,刘立,庞彦伟. 中国医学影像技术. 2016(10)
[7]一种基于MPI和OpenMP的剖分遥感影像并行分割方法[J]. 杜根远,张火林,苗放. 计算机应用与软件. 2016(09)
[8]X射线探伤技术在文物保护及考古绘图中的应用[J]. 高秀华. 文物修复与研究. 2016(00)
[9]双能CT技术在小尺寸青铜器病害诊断中的应用研究[J]. 刘圆圆,李元吉,郑鹏,张少君,岳会国. 原子能科学技术. 2015(10)
[10]一种用于CT偏置扫描重建的指数型加权函数[J]. 杜乙,王贤刚,向新程. 清华大学学报(自然科学版). 2015(01)
硕士论文
[1]虚拟CT系统中探测器成像仿真技术研究[D]. 闫岩.中北大学 2010
[2]虚拟CT系统成像过程仿真技术研究[D]. 陈平.中北大学 2009
[3]锥束CT仿真系统关键技术研究[D]. 黄魁东.西北工业大学 2006
本文编号：3598481
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