多能X射線CT統(tǒng)計(jì)重建算法研究.pdf

1、計(jì)算機(jī)層析成像技術(shù)（Computerized Tomography，簡(jiǎn)稱CT）是目前最先進(jìn)的無損檢測(cè)技術(shù)之一，在很多方面都得到了廣泛的應(yīng)用。由于其具有重建圖像無影像重疊、空間和密度分辨率高等特點(diǎn)，因此在工業(yè)檢測(cè)和醫(yī)療診斷方面應(yīng)用更為廣泛。
　　傳統(tǒng)的CT重建算法基于X射線源為單能的假設(shè)，然而在工業(yè)和醫(yī)用CT中所用的X射線源通常是多能的，獲得的是多能的投影數(shù)據(jù)，直接用多能投影數(shù)據(jù)進(jìn)行圖像重建將產(chǎn)生硬化偽影；如果待測(cè)物體由多種材質(zhì)組成

2、且材質(zhì)之間密度差異大，射線將被高密度物質(zhì)大量吸收，致使產(chǎn)生不完全的投影數(shù)據(jù)，使用傳統(tǒng)CT重建算法進(jìn)行重建，則將產(chǎn)生金屬條狀偽影。投影數(shù)據(jù)和重建算法的不一致導(dǎo)致了硬化偽影和金屬偽影。
　　本文基于統(tǒng)計(jì)重建算法，結(jié)合多能X射線，通過構(gòu)建多能X射線CT投影測(cè)量值模型和目標(biāo)模型，推導(dǎo)了多能X射線CT統(tǒng)計(jì)重建算法。本算法中，投影數(shù)據(jù)遵從泊松分布，并且假設(shè)待測(cè)物體由已知的若干材質(zhì)組成，將線性衰減系數(shù)表示為質(zhì)量衰減系數(shù)與密度的乘積。通過仿真實(shí)驗(yàn)

3、和實(shí)際數(shù)據(jù)驗(yàn)證，本文提出的方法對(duì)金屬偽影和硬化偽影都有較好的抑制，較逼真地反映了工件的原始結(jié)構(gòu)信息。但是在高密度物質(zhì)周圍模糊、對(duì)比度不夠高。針對(duì)上述問題，對(duì)上述算法進(jìn)行改進(jìn)：利用分割算法對(duì)圖像進(jìn)行分割，獲取圖像信息，將圖像信息引入多能X射線CT統(tǒng)計(jì)重建算法中，同時(shí)加入罰函數(shù)，加強(qiáng)圖像邊緣和細(xì)節(jié)信息，得到基于先驗(yàn)的多能X射線CT統(tǒng)計(jì)重建算法。實(shí)驗(yàn)表明，使用該算法重建的圖像，不僅硬化偽影和金屬偽影得到很好的抑制，而且高密度物質(zhì)周圍圖像模糊降