基于CBS的人体安检图像组合增强方法

在X射线人体康普顿背散射(CBS)安检系统中,图像的清晰度对于识别隐匿在人体上的违禁品非常重要.根据人体CBS图像的特点,从人眼视觉感知的特点出发,提出了一种图像组合增强方法,明显改善了图像质量,获得了层次清晰、轮廓分明、背景均匀的CBS图像.     

基于重投影的CT图像硬化伪影校正

在工业计算机断层成像(CT)技术中所用的X射线源通常是多能的,检测过程中只能获得多能投影数据,若直接重建图像则会出现硬化伪影,硬化伪影校正是提高重建图像质量的一重要步骤。本文采用重投影的方法来校正由于射线硬化导致重建图像出现的硬化伪影,通过硬化校正后的重建CT图像质量得到显著提高。     

基于半扇束扫描的CT图像迭代重建算法

为解决探测器尺寸受限导致的CT图像重建区域面积受限以及X射线辐射剂量较大问题,提出一种半扇束扫描模式下的CT图像迭代重建算法。该算法将探测器水平偏置,稀疏角度下采集物体投影数据,利用ART-TV迭代算法对投影数据进行重建,达到预设迭代次数后,输出重建图像。实验结果表明:半扫描可扩大重建面积,降低探测器成本;利用迭代重建算法,降低剂量的同时重建优质CT图像。     

具有加速因子的OSEM重建算法用于X射线荧光CT研究

有序子集最大期望值算法(Ordered Subsets Expectation Maximization,OSEM)具有较高的图像重建质量和较短的计算时间,已经被应用于内源CT(如SPECT、PET、同步辐射X射线荧光CT)的图像重建中。本文提出了一种具有加速因子的OSEM算法应用于X射线荧光CT的图像重建,通过引入加速因子h来调制校正因子的步长加快OSEM算法的收敛速度,研究了不同加速因子和不同子集数的AOSEM算法对重建图像质量的影响。计算机模拟及实验结果表明,在获得同等质量重建图像的同时,具有加速因子的OSEM算法的重建速度是常规OSEM的两倍。     

基于CBS人体安检图像的噪声滤除方法

为滤除处于开放环境下的CBS人体安检图像上的噪声干扰,针对CBS人体安检图像噪声数据类型,对比研究了不同噪声滤除方法在CBS人体安检图像的应用效果,提出了一种面向CBS图像的混合中值高斯噪声滤除方法,基于PSNR和MAE的量化实验结果证明了该方法在CBS人体安检成像上的有效性。     

X射线背散射透射一体成像系统设计

介绍了X射线检测技术在安检领域的应用情况,讨论了背散射成像系统组成结构。提出2种可经过一次扫描获得背散射图像与透射图像的一体机模型,并且搭建了相应的实验平台,完成了透射和背散射成像获取实验。特别是在双源结构平台上对藏匿在箱包中的TNT、硝酸铵爆炸物与水作为检材的透射、背散射图像内容做了对比说明;分析了单源并联一体机透射图像分辨率低的问题,为进一步改进背散射透射一体机图像信号噪声比和图像分辨率指出解决方法。     

工业CT图像的三维重建

工业CT图像三维重建是近年来工业CT技术研究的热点之一,将二维断层图像数据直接堆垒起来,结合阈值分割、线性内插等方法,获得了直观性较好的三维工业CT图像。通过对重建图像进行旋转、截取等操作,获得了不同方向、不同部位的三维图形。这种简单、快速的重建方法对更复杂的工业CT图像三维重建具有重要的指导意义。     

静态CT行包安检系统关键技术研究

本文介绍了安检用静态CT技术的基本原理,对基于超顺排碳纳米管技术的冷阴极X射线源、基于光子计数技术的多能谱X射线成像技术和安检用静态CT系统图像重建算法等进行了研究。冷阴极X射线源由基于超顺排碳纳米管技术的冷阴极X射线管、两套高压系统和1个控制系统组成,在130 kV以下可稳定工作。研制并测试了一款具有三能谱成像功能的光子计数型X射线探测器系统。对安检用静态CT系统图像重建算法进行了讨论,提出了一种解决方法。安检用静态CT系统关键技术的研究为安检用静态CT系统的研制提供了技术基础。     

大型工业CT中X射线硬化校正的一种方案

介绍了大型工业CT的一种多色X射线硬化校正方法。该方法利用一个标准函数将多色投影值转化为单色投影值。定义了一些参数来证明该方法适用于大型工业CT的硬化校正,并对参数进行了优化。通过模拟实验,这种校正方法在不需要先验知识,使用单色重建算法的前提下,仍能大大减小CT重建图像的硬化伪像。     

一种γ射线康普顿背散射工业CT系统的设计方案

提出一种γ射线康普顿背散射工业ＣＴ系统的设计方案，介绍了该系统的技术指标、探测器系统、γ放射源系统、机械扫描系统、数据采传系统和图像重建原理。     

Compressed sensing and Otsu’s method based binary CT image reconstruction technique in non-destructive detection

This paper tries to address the problem of binary CT image reconstruction in non-destructive detection with an algorithm based on compressed sensing(CS) and Otsu's method, which could reconstruct binary CT image of test object from incomplete detection data. According to binary CT image characteristics, we employ Splitbregman method based on L1/2regularization to solve piecewise constant region reconstruction. To improve the reconstructed image quality from incomplete detection data, we utilize a priori knowledge and Otsu's method as the optimization constraint. In our study, we make numerical simulation to investigate our proposed method,and compare reconstructed results from different reconstruction methods. Finally, the experimental results demonstrate that the proposed method could effectively reduce noise and suppress artifacts, and reconstruct high-quality binary image from incomplete detection data.     

三投影CT钢管截面的二值图像重建研究

尺寸检测是保证钢管质量的重要环节,相关在线快速检测技术是目前钢管生产中亟待解决的技术难题。射线CT成像技术作为一种高效图像检测手段,能通过重建钢管截面图像获取钢管的大部分尺寸参数,特别适合对钢管质量进行检测和控制。为减少检测时间,实现钢管尺寸的在线检测和控制,本工作研究采用多源多探测器的CT扫描方式,实现了投影数据的快速获取,并根据钢管截面空间域和像素域的特点,对最大后验概率(MAP)图像重建算法进行了修正,实现了不完全投影数据条件下截面图像的重建。模拟试验的结果表明,修正后的MAP算法可做到最少3组投影下的钢管截面图像重建,得到的尺寸精度基本满足国家标准的要求,这一方法具有一定的理论和实际意义。     

CT图像重建方法在半影成像中的应用

CT图像重建方法和半影成像是两种传统的辐射图像诊断方式。将CT图像重建方法应用到半影图像数据处理中,探索出一种新的半影图像处理方法。在新的半影编码孔图像数据处理中,首次应用了与图像诊断系统点扩散函数无关的编码孔图像处理方法,解决了传统编码孔图像处理中由于图像诊断系统点扩散函数不确定带来的技术难题。在理论研究的基础上进行了半影模拟成像及图像重建,获得了理想的研究结果。     

A simulation study on the influence of scattered X-rays in energy-resolved computed tomography

In computed tomography (CT), scattered X-rays are known to cause image quality degradation including low contrast and poor uniformity. Energy-resolved CT (ERCT) is a specialized imaging method that utilizes the measured energy distribution and intensity of detected X-rays when creating images. The influence of scatter in ERCT is expected to differ from conventional CT, which only relies on energy (charge) integration during detection. Monte Carlo simulations were performed with different X-ray beam qualities and contrast agents to determine the influence of scatter on ERCT images. The simulation geometry included a 16 cm diameter cylindrical polymethylmethacrylate phantom containing a 1 cm diameter region filled with iodine or gold contrast agent solution at the center. A detector array collected the photon energy, position, and number of scattering. The image contrast and scatter artifact in the simulated ERCT images were compared as a function of photon energy range. Results show that the scatter artifact in ERCT is correlated to energy and is affected by the beam hardness. Care should be taken while obtaining ERCT images in the low-energy region, specifically near the K-edge of iodine.     

基于硬件实现的锥束CT图像重建系统的存储机制设计

为了实现三维锥束CT图像重建加速系统的小型化,建立了基于FPGA的三维图像重建系统。并对该系统中所采用的FDK重建算法所需的数据存储量和数据传输量以及由SDRAM、SRAM和FPGA内部缓存组成的存储系统的数据吞吐率进行了研究。首先,根据FDK算法的滤波与反投影两个步骤介绍了三维锥束CT图像重建系统的数据规模。接着,介绍了一种以SDRAM为外部主存,以SRAM为外部缓存和以FPGA内部SRAM资源作为内部高速缓存的存储机制。然后,介绍了该存储机制的实现方法以及测试方法。最后对该三维图像重建系统的数据吞吐能力进行了测试,并将之与FDK算法所需的数据传输量进行了对比分析。试验结果表明:该存储机制的数据连续存取速度为151.9MB/s,数据随机存取速度为100MB/s,基本满足小规模的三维图像重建的数据存储与传输带宽的要求。     

小型TCT空间分辨本领的研究

描述一台低能窄束γ射线ＴＣＴ装置。整个系统使用虚拟仪器控制程度ｌａｂＶＩＥＷ进行控制、数据采集和重建。对系统的空间分辨率与扫描步长，扫描角度的关系进行了研究并给出相关的实验结果。     

全帧CCD探测器CT扫描数据读出与拖影校正研究

以光纤耦合全帧CCD方式制作的X射线探测器在实验室高精度X射线CT扫描中广泛应用。由于X射线的强穿透特性,全帧CCD探测器通常工作在无快门模式,图像拖影是该模式下必定存在的伪影。本文针对全帧CCD探测器CT扫描图像拖影校正进行研究,提出了非曝光行校正法校正投影图像拖影,避免了利用暗像元校正法校正投影图像拖影时可能会带来的条形伪影;针对动态曝光CT扫描,设计了基于辐射屏蔽的投影图像感兴趣区域快速读出模式,通过降低电荷转移时间有效抑制投影图像拖影的产生,提高探测器有效信号动态范围。实验结果表明：应用非曝光行校正法能有效校正投影图像拖影、提高投影图像质量;采用投影图像感兴趣区域快速读出模式可有效解决动态曝光CT扫描图像拖影校正难题。     

缪子对小尺寸中低原子序数物质三维成像技术的模拟研究

缪子成像是一种利用天然本底辐射中极具穿透力的缪子射线通过散射或透射技术对高原子序数Z或隐藏物体进行无损成像的技术。当前的研究对象是大尺寸的高Z物质,而针对小尺寸的中低Z物质的成像技术在国内鲜见报道。本文提出了一种针对小尺寸中低Z物质的三维成像技术,利用Geant4软件模拟了缪致次级粒子的产生过程,模拟结果表明次级粒子主要为电子和γ光子,通过缪致次级粒子与入射缪子符合探测技术筛选入射缪子径迹,利用有限角度成像算法对待测物体进行了三维图像重建,结果表明,该技术适合于小尺寸的中低Z物质成像,尤其对小尺寸中Z物质的重建效果明显,重建图像可区分08 cm的凹槽。     

环形移位悬浮存储器体系并行处理结构快速三维CT图像重建实验系统

ＣＴ（ＣｏｍｐｕｔｅｒｉｚｅｄＴｏｍｏｇｒａｐｈｙ）图像重建是一种运算量很大的数据处理过程。特别是三维ＣＴ，其巨大的运算量成为该技术发展的主要障碍之一。采用并行处理技术提高运算速度被公认为是解决这一问题的最好途径。本文具体介绍了采用多处理器并行处理技术实现三维ＣＴ高速图像重建的“环形移位悬浮存储器”并行图像重建系统ＰＩＲＳ－４（４－ｐｒｅｅｅｓｓｏｒＰａｒａｌｌｅｌＩｍａｇｅＲｅｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎＳｙｓｔｅｍ）的体系结构和硬件、软件设计，包括系统结构与配置、交叉开关网络的设计以及控制模块的硬件细节，系统工作流程、卷积反投影图像重建算法描述、操作系统与编程语言的选择、仿ＥＭＳ方式的原理和浮点数的直接内存读写等。并给出了在ＰＩＲＳ－４上实现ＣＴ图像重建的实验结果及分析。