CT特征重建技术研究

传统的CT重建技术在检测物体内部细小缺陷时,具有噪声难以滤除、分辨率低、对比度差等特点,滤波器设计和实现具有难度.文中提出一种特征CT重建技术,能有效改善上述缺陷,它是以突现构件特征为目的的CT重建算法,重建图像的目的不是达到整体图像质量最好,而是从突现重建图像特征出发,达到重建图像作用.文中首先介绍了二维及三维特征CT重建算法理论,并通过详细分析、实验结果与参数计算的对比,验证了特征CT重建方法在高频信息、抗噪能力、滤波器设计及实现速度方面的明显优势.     

工业CT断层图像缺陷检测的可视化方法研究

针对工业CT断层图像缺陷检测中的传统二维图像处理方法,提出了将三维可视化技术应用于二维灰度图像缺陷检测领域的算法流程.应用该算法流程,系统能够充分利用CT断层灰度图像信息,获得清晰的三维视觉效果,从而显著增强了系统检测缺陷的能力.在大型工业CT图像重建与检查分系统中采用该算法流程取得了较为理想的效果.     

基于Pro/ENGINEER的产品开发

介绍了Pro／ENGINEER的基本功能：基于Pro／ENGINEER实现了由医用CT到桡骨三维模型的重建及基于图像的后视镜三维模型重建：利用行为建模技术实现了曲轴的优化设计，达到了减小振动、降低噪音、提高响应速度的目的。     

最小交叉熵图像重建算法

CT技术通过扫描和图像重建算法,获取被检物场断层图像.由于具有非侵入性、可视化等特点,该技术在工业领域获得广泛应用.为了提高CT系统重建图像的分辨率,提出一种信息扩充策略,并以此为基础采用两种最小交叉熵算法--MAP和SMART,对多相流CT系统进行图像重建.与传统ART算法相比,最小交叉熵算法有效提高了重建图像的分辨率,减少重构图像伪影.仿真和实验结果表明,基于信息扩充的SMART算法不仅改进了重建图像质量,而且提高了实时性.     

基于CUDA架构的FDK算法的研究

该文研究了一种利用GPU并行架构的CUDA来完成FDK三维图像重建算法的加速。分析了FDK三维图像重建算法的可并行性特点,设计了适合CUDA的并行方法,分别在算法加权、滤波和反投影3个阶段,实现FDK的加速。经过实验验证,该文提出的方法与算法与CPU单独实现图像重建相比,不仅获得了150倍以上的加速效果,并且两种方式完成的重建图像,质量接近,平均误差小于10~(-4)。由此可得出结论,利用GPU的三维锥束CT图像重建能够得到较满意的结果。     

CT数据三维重建及可视化技术的研究

根据CT图像特点,运用计算机图形、图像和三维可视化技术,开发了一套基于医用X-CT的三维重建原型系统,实现对二维有序CT的浏览、图像分割及重建图像显示等操作.介绍了系统的结构和各种算法的实现.试验结果表明,该系统满足临床辅助诊断和手术计划制定的要求.     

基于医用X-CT的三维重建系统研究

根据CT图像特点,运用计算机图形、图像和三维可视化技术,开发了一套基于医用X-CT的三维重建原型系统,实现对二维有序CT的浏览、图像分割及重建图像显示等操作.介绍了系统的结构和各种算法的实现.试验结果表明,该系统满足临床辅助诊断和手术计划制定的要求.     

基于图像灰度梯度特征的钢轨表面缺陷检测

利用机器视觉技术检测钢轨表面缺陷时,检测结果的准确性易受光照变化、钢轨表面反射不均和锈迹等因素的影响。为此,提出了基于图像灰度梯度特征的钢轨表面缺陷检测方法。首先,在设计钢轨表面缺陷检测装置的基础上,分析了钢轨图像中不同区域的灰度和梯度特征;然后,基于双边滤波思想设计了背景平滑滤波器,利用局部灰度和梯度变化信息自适应调整不同特征区域的平滑程度,对原图像平滑得到背景图像;最后,将原图像与背景图像差分,通过对差分图像阈值分割并利用连通区域标记法,实现钢轨表面缺陷检测。实验结果表明,该方法可以在凸显图像缺陷部分的同时,有效减弱光照变化、钢轨表面反射不均和锈迹的影响,对不同轨道环境下的疤痕和裂纹缺陷均取得了较好的检测效果,缺陷漏检率和误检率分别为5.79%和6.84%,具有一定的实用价值。     

锥束XCT重建算法的实现

计算机断层成像(CT)是一门用来获取观测目标断层图像的技术,它广泛地应用于医疗诊断和工业无损检测等领域.与CT系统其他部分比,重建算法是其核心,本文实现了锥束CT重建的三种算法:FDK算法、Katsev-ich算法和EM算法,并对这三种算法进行了比较研究.     

锥束XCT重建算法的实现

计算机断层成像（CT）是一门用来获取观测目标断层图像的技术，它广泛地应用于医疗诊断和工业无损检测等领域。与CT系统其他部分比，重建算法是其核心，本文实现了锥束CT重建的三种算法：FDK算法、Katsevich算法和EM算法，并对这三种算法进行了比较研究。     

应用变权全变分重建抑制CT金属伪影

提出一种基于变权全变分(RWTV)迭代重建的金属伪影校正算法以抑制CT系统重建图像中出现的金属伪影。该算法应用自定义的权值函数对全变分模型做加权惩罚,生成权值全变分模型;通过交替解权值全变分最小化过程和更新权值步骤实现变权全变分重建算法。应用该算法对数值模型和临床图像前向投影生成的投影数据分别进行了重建实验。数值模型实验结果表明:在60个采样角度下,用提出算法重建的图像具有最高的空间分辨率特性;且信噪比值较平滑插值金属伪影校正算法、全变分约束最优化算法的重建结果分别高出17.523 6和7.145 2dB。临床数据实验结果表明:该算法重建结果有效抑制了CT金属伪影,清晰重建出颅骨内的细节解剖结构,极大提高了重建图像的质量。     

炭素制品缺陷的X射线自动检测技术研究

针对炭素制品X光图像的特点,对其缺陷的提取与识别技术进行了研究,给出了目标边界提取算法和基于小波变换的图像增强算法,实现了图像的背景去除及增强处理。在此基础上,为排除噪声干扰的影响,采用数学形态学和迭代阈值分割相结合的方法从背景去除后的图像中提取出缺陷区域,取得了良好的效果。对缺陷特征选择及识别方法进行了研究,设计了基于遗传策略的特征选择和基于BP神经网络的缺陷识别算法,计算表明:缺陷正确识别率可达95%以上。采用上述技术开发完成了一套炭素制品缺陷X射线自动检测系统。     

非接触式视频应变测量系统设计

在材料拉伸试验中,传统的机械式引伸计应变测量存在很多缺陷.文中从硬件搭建和软件算法编制两方面设计了非接触式视频应变测量系统.该系统以图像测量技术为基础,具有非接触式、全场景测量、可视化好、智能性高、应用广泛等诸多优点,实现了材料在加载过程应变的实时测量.测量技术应用亚像素边缘检测算法,系统应变测量结果具有较高精度.     

图像处理在医用纱布表面缺陷检测中的应用

针对医用纱布表面缺陷的特点,研究缺陷检测算法。运用迭代算法对图像进行预处理,有效地去除噪声对图像的影响。采用了一种特殊的图像分割方法即基于数学形态学的分割技术对图像进行边缘检测及分割,保证了边缘检测的连续性,能够分割出完整的缺陷目标图像。利用提取的纱布表面缺陷图像中的形态学特征对缺陷进行分类,实现纱布表面破洞、缺经、断纬等缺陷的识别目的。通过MATLAB软件对一些医用纱布图像进行测试,验证了该方法的可行性和准确率。     

一种基于Log-Gabor滤波器的虹膜识别算法分析及实现

本文旨在分析一种基于道格曼原理,利用Log-Gabor滤波器对虹膜特征进行信息提取来识别的虹膜识别算法,并对算法加以实现。虹膜特征定位使用道格曼算子,分割虹膜图像,然后利用Log-Gabor滤波器对特征进行提取。Log-Gabor滤波器的优势在于,Log-Gabor滤波器可以克服传统Gabor滤波器因为存在直流分量而导致的最大带宽被限制在一倍频以内等问题,它可以构建为任意带宽,是一种具有最小空间区域的滤波器。最后,本文还给出了一种用来实现匹配的识别算法,就是比较汉明距离。经过对数据库的虹膜图像进行仿真,本文的虹膜识别算法易于实现,并且有着较好的识别效果和稳定性。     

卷板加工特征快速提取的应用研究

论述了卷板成形加工特征实时提取系统的基本原理,采用了多线程同步机制实现图像采集和图像处理的并行执行,设计了具有细节保护特性的混合滤波器,在有效去除混合噪声的同时也很好地保护了图像的细节,然后采用了迭代阈值算法对图像进行了有效的分割,获得二值图像,最后使用图像形态学的腐蚀算法实现了工件轮廓的提取,实验结果表明该图像特征提取系统具有较高的定位精度和较快的处理速度,能够满足二般的工业实时处理要求.     

多断层融合的肺CT肿瘤靶区超分辨率重建

针对由曝光不均、噪声等因素引起的病灶区CT数据漏检、边界模糊等问题,设计了一种多方向神经网络(NN)插值算法。通过融合各断层层内和层间信息,对病灶区进行精确超分辨率重建。首先,将预测网络拓展为多方向三维空间;然后,根据肿瘤特殊灰度分布特征,设计最优初始权值;最后,预测漏检数据,提高病灶区分辨率。将本文算法与当前具有代表性的3种超分辨率重建算法PCGLS法、180°线性插值、单方向神经网络方法进行比较,结果表明:本文方法实时性更好,迭代次数平均减少25.9%,重建图像病灶区定位更精确,空间分辨率更高,质心偏离度平均降低27.1%,中心偏离度平均降低23.0%,病灶面积平均减少21.5%,平均PSNR提高了1.59 dB。本算法不但适用于肺部CT图像,也可以根据具体图像特征推广到其他生物信号和遥感图像等领域中。     

基于改进ECT的隔热材料胶层无损检测研究

电容层析成像(ECT)技术是能显示被测物场的二维或三维介质分布图像的实时检测技术,基于平面阵列传感器的ECT系统为陶瓷多孔隔热材料缺陷检测提供一种新的技术途径。本文针对陶瓷多孔隔热材料粘结胶层的缺陷无损检测问题,提出了一种基于改进的电容层析成像方法。首先在分析平面阵列传感器ECT检测系统模型及成像原理的基础上,提出了一种改进初值的Landwebe迭代图像重建算法;进一步将该算法应用到基材表层与隔热材料之间的粘结胶层的缺陷检测领域,并通过实验验证了采用基于改进ECT的无损检测方法在陶瓷多孔隔热材料粘结胶层缺陷检测中应用的有效性;同时与采用传统ECT成像算法的检测实验进行比较。结果表明本文提出的改进ECT算法对胶层缺陷图像重建质量具有较大幅度的提高。     

基于机器视觉石英晶片外观的缺陷检测方法

针对石英晶片的外观缺陷检测技术的不足,提出一种基于机器视觉开发软件对石英晶片外观缺陷检测方法,对石英晶片生产过程中出现的外观缺陷进行了分析,提出了缺陷检测的流程,建立了基于几何特征的模板定位算法和基于Blob算法的缺陷分析算法,实现了对图像的获取、边缘检测、定位、识别和斑点分析,在C#环境下对其图像处理技术利用机器视觉软件进行了开发,搭建了石英晶片的外观缺陷检测实验平台,通过摄像机实现了石英晶片的外观图像的捕获,利用视觉软件获得石英晶片的外观质量,最后对此系统进行了测试。实验表明:该石英晶片外观缺陷检测方法具有检测速度快、精确度达到99.7%、匹配误差小于0.3等优点,可满足现场使用的要求。     

基于纹理特征的磁瓦表面缺陷提取

为了达到准确有效地提取磁瓦表面缺陷的目的,针对磁瓦图像纹理特征,设计了一种陷波滤波器来增强缺陷目标并抑制背景纹理,然后通过自适应中值滤波来消除噪声,最后利用Canny边缘检测方法提取出磁瓦表面存在的缺陷。通过实验表明,该方法能有效地提取多种磁瓦内外表面缺陷,通用性好,为后续缺陷特征的提取和识别分类奠定了良好的基础。