工業(yè)CT投影數(shù)據(jù)預(yù)處理及代數(shù)重建算法的研究
本文關(guān)鍵詞:工業(yè)CT投影數(shù)據(jù)預(yù)處理及代數(shù)重建算法的研究,,由筆耕文化傳播整理發(fā)布。
【摘要】:CT圖像重建算法利用獲取的投影數(shù)據(jù)重建圖像,是工業(yè)CT檢測(cè)的關(guān)鍵技術(shù)。在實(shí)際ICT系統(tǒng)中,由于機(jī)械誤差等的影響,實(shí)際旋轉(zhuǎn)中心往往會(huì)與理想旋轉(zhuǎn)中心產(chǎn)生偏移,給圖像重建帶來(lái)一定困難。此外,環(huán)形偽影也是影響重建圖像質(zhì)量的主要因素。因此,對(duì)投影數(shù)據(jù)進(jìn)行預(yù)處理是非常有必要的。本文主要針對(duì)以上投影中心校正和環(huán)形偽影校正問(wèn)題展開(kāi)研究,主要工作如下:1.對(duì)偏移的旋轉(zhuǎn)中心進(jìn)行校正。在分析已有中心校正方法的基礎(chǔ)上,提出了一種改進(jìn)的幾何校正方法,首先利用標(biāo)定模板求出旋轉(zhuǎn)中心的偏移量,然后通過(guò)幾何關(guān)系定位出準(zhǔn)確的旋轉(zhuǎn)中心,最后對(duì)固體火箭發(fā)動(dòng)機(jī)模擬件采集到的投影數(shù)據(jù)進(jìn)行校正并重建,實(shí)驗(yàn)證明了該方法的可行性及有效性。2.對(duì)環(huán)形偽影進(jìn)行校正。首先簡(jiǎn)單介紹了環(huán)形偽影的成因,特征及其對(duì)重建圖像的影響,分析比較現(xiàn)有的幾種環(huán)形偽影校正方法,然后提出三次均勻B-樣條擬合的環(huán)形偽影校正方法,經(jīng)實(shí)驗(yàn)證明,利用本文方法進(jìn)行環(huán)形偽影校正具有很好的效果,且保持了圖像的細(xì)節(jié)。3.建立錐束CT迭代重建數(shù)學(xué)模型,詳細(xì)介紹ART重建算法的重建原理和重建步驟,并且在ART算法的基礎(chǔ)上,研究了SART以及OS-SART算法,并具體闡述了SART算法的重建過(guò)程,最后對(duì)固體火箭發(fā)動(dòng)機(jī)模擬件及變矩器導(dǎo)輪進(jìn)行重建,根據(jù)重建結(jié)果對(duì)三種算法的優(yōu)缺點(diǎn)進(jìn)行了詳細(xì)比較。
【關(guān)鍵詞】:工業(yè)CT 迭代重建 中心校正 環(huán)形偽影
【學(xué)位授予單位】:中北大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】:碩士
【學(xué)位授予年份】:2016
【分類號(hào)】:TP391.41
【目錄】:
- 摘要4-5
- Abstract5-10
- 第一章 緒論10-16
- 1.1 課題的研究背景、目的及意義10-11
- 1.2 國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀11-15
- 1.2.1 中心校正的國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀及發(fā)展動(dòng)態(tài)11-12
- 1.2.2 環(huán)形偽影校正的國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀及發(fā)展動(dòng)態(tài)12-14
- 1.2.3 CT圖像代數(shù)重建算法的國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀14-15
- 1.3 論文的主要內(nèi)容15-16
- 第二章 CT重建的理論基礎(chǔ)16-22
- 2.1 CT重建的物理基礎(chǔ)16-18
- 2.1.1 X射線的性質(zhì)16-17
- 2.1.2 Beer定律17-18
- 2.2 CT重建的數(shù)學(xué)基礎(chǔ)18-20
- 2.2.1 Radon變換18-19
- 2.2.2 Radon反變換19-20
- 2.3 錐束成像系統(tǒng)20-21
- 2.4 本章小結(jié)21-22
- 第三章 旋轉(zhuǎn)中心校正技術(shù)研究22-34
- 3.1 CT系統(tǒng)旋轉(zhuǎn)中心22-23
- 3.2 旋轉(zhuǎn)中心偏移對(duì)圖像質(zhì)量的影響23
- 3.3 旋轉(zhuǎn)中心校正方法23-30
- 3.3.1 迭代校正法23-26
- 3.3.2 幾何校正法26-27
- 3.3.3 投影正弦圖法27-30
- 3.4 改進(jìn)的幾何校正法30-31
- 3.5 實(shí)驗(yàn)結(jié)果與分析31-33
- 3.5.1 S-L模型仿真實(shí)驗(yàn)31-32
- 3.5.2 實(shí)際實(shí)驗(yàn)結(jié)果32-33
- 3.6 本章小結(jié)33-34
- 第四章 環(huán)形偽影校正技術(shù)研究34-46
- 4.1 環(huán)形偽影的產(chǎn)生原因34
- 4.2 環(huán)形偽影特征及影響34-36
- 4.3 環(huán)形偽影的校正方法36-39
- 4.3.1 改變掃描方式校正法36
- 4.3.2 暗場(chǎng)和增益不一致校正法36-38
- 4.3.3 投影正弦圖的校正38-39
- 4.4 三次均勻B -樣條擬合校正39-43
- 4.4.1 三次均勻B -樣條曲線39-41
- 4.4.2 算法原理和步驟41-43
- 4.5 實(shí)驗(yàn)結(jié)果與分析43-44
- 4.6 本章小結(jié)44-46
- 第五章 代數(shù)重建(ART)算法研究46-57
- 5.1 ART算法基本思想46-47
- 5.2 ART算法的收斂性及影響收斂的因素47-50
- 5.2.1 ART算法的收斂性47-48
- 5.2.2 影響ART算法收斂的因素48-50
- 5.3 SART算法50-51
- 5.4 OS-SART算法51-52
- 5.5 實(shí)驗(yàn)結(jié)果與分析52-56
- 5.6 本章小結(jié)56-57
- 第六章 總結(jié)與展望57-59
- 6.1 本論文完成的主要內(nèi)容57
- 6.2 存在的問(wèn)題與以后工作展望57-59
- 參考文獻(xiàn)59-64
- 碩士期間發(fā)表的論文64-65
- 致謝65-66
【參考文獻(xiàn)】
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本文關(guān)鍵詞:工業(yè)CT投影數(shù)據(jù)預(yù)處理及代數(shù)重建算法的研究,由筆耕文化傳播整理發(fā)布。
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