變電壓X射線CT重建算法研究.pdf

1、XCT作為一項(xiàng)先近的無損探測(cè)技術(shù)，在工業(yè)、醫(yī)療等領(lǐng)域應(yīng)用廣泛。但是隨著科技發(fā)展，現(xiàn)代工件存在形狀不規(guī)則，厚薄差異大，材料多元化的共性。而常規(guī)的單電壓CT，由于能量固定和成像系統(tǒng)范圍限制，投影數(shù)據(jù)會(huì)出現(xiàn)由于能量過高導(dǎo)致的過曝光或是能量太低導(dǎo)致的欠曝光存在于同一幅圖像中的現(xiàn)象，此時(shí)復(fù)雜工件的投影信息是缺失的，嚴(yán)重影響復(fù)雜工件的結(jié)構(gòu)重建。為了獲得復(fù)雜工件的所有結(jié)構(gòu)信息，本文結(jié)合常規(guī) CT原理，通過改變電壓獲得一系列跟工件厚度相匹配的投影序列，

2、提出變電壓CT，從而實(shí)現(xiàn)復(fù)雜工件的CT成像。
　　論文在CT常規(guī)成像的前提下，分析固定電壓模式成像的局限性，提出變電壓 CT融合重建，通過融合利用最佳灰度帶提取出的有效信息，獲得工件完整的高動(dòng)態(tài)結(jié)構(gòu)投影數(shù)據(jù)，然后利用TV-ART算法重建，可以看出融合重建結(jié)果明顯優(yōu)于固定電壓CT成像，但是仍然存在由于融合誤差導(dǎo)致的偽影現(xiàn)象。
　　針對(duì)此問題，借鑒變電壓高動(dòng)態(tài)成像技術(shù)，提出變電壓 CT加權(quán)重建，重建過程將加權(quán)低電壓的重建圖像作為

3、相鄰高電壓重建的初值進(jìn)行重建，依此類推直到最高電壓，把投影序列中存在的結(jié)構(gòu)信息全部重建完畢，并通過仿真和實(shí)際實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證了該方法實(shí)現(xiàn)變電壓 CT的可行性。但是由于累加過程中，每幅投影數(shù)據(jù)中低質(zhì)量圖像的影響，不僅造成了結(jié)構(gòu)邊緣的不連續(xù)，還降低了收斂速度。
　　針對(duì)此問題，又提出了基于有效區(qū)域的變電壓 CT加權(quán)重建算法，唯一的區(qū)別是每次只重建有效區(qū)域，依次類推。接著根據(jù)比爾定律，提出了負(fù)對(duì)數(shù)變換的改進(jìn)方法，通過壓縮圖像的整體灰度顯示范圍，