γ相機中編碼孔徑準直器設(shè)計及數(shù)字圖像重建.pdf

1、γ相機是一種γ射線成像設(shè)備，廣泛應(yīng)用在核探測、核醫(yī)學、核輻射、環(huán)境監(jiān)控以及國家安全等方面?，F(xiàn)代γ相機朝著高靈敏度、高分辨率、高信噪比（SNR）以及攜帶方便等方向發(fā)展。編碼孔徑代替?zhèn)鹘y(tǒng)的平行孔和針孔準直器順應(yīng)了這種發(fā)展趨勢，近些年來，成為γ射線成像領(lǐng)域研究的熱點。 本論文的核心工作是γ相機中編碼孔徑準直器設(shè)計及其數(shù)字圖像重建的研究。首先從編碼孔徑成像技術(shù)基本原理出發(fā)，根據(jù)不同的編碼孔徑成像的特點及實驗室現(xiàn)有的探測器，綜合考慮實際成

2、像中視場、分辨率以及靈敏度等技術(shù)指標的要求，優(yōu)化設(shè)計出了用于γ相機中高靈敏度，高空間分辨率的修正均勻冗余陣列（ModifiedUniformly Redundant Arrays，MURA）（11×11）嵌套編碼板，并歸納出編碼孔徑準直器設(shè)計的一般流程。 基于泊松統(tǒng)計模型，得出了二維和三維編碼孔徑最大似然－期望最大化（maximum likelihood –expectation maximization , MLEM）統(tǒng)計迭代

3、重建算法。根據(jù)二維MLEM 算法的特點，提出了合理迭代次數(shù)的估計方法。采用計算機模擬實驗比較了MLEM 和傳統(tǒng)相關(guān)解碼兩種算法重建圖像的質(zhì)量。 設(shè)計的MURA 嵌套編碼板應(yīng)用到γ相機成像系統(tǒng)中，實驗結(jié)果表明：視場和幾何分辨率指標與理論預期值基本吻合；采用兩種重建算法能夠恢復出點源可視化圖像，且選取合適迭代次數(shù)，MLEM 算法比相關(guān)解碼算法重建圖像整體質(zhì)量要好，實驗結(jié)果與計算機模擬結(jié)果一致，驗證了編碼孔徑成像技術(shù)方案的可行性及ML