工業(yè)CT斷層數(shù)據(jù)體繪制技術(shù)中若干問(wèn)題研究.pdf

1、作為全球公認(rèn)的最佳工業(yè)無(wú)損檢測(cè)技術(shù),工業(yè)CT目前已經(jīng)在設(shè)計(jì)、加工、制造等領(lǐng)域獲得較為廣泛的應(yīng)用?；诠I(yè)CT斷層圖像的三維體繪制技術(shù)是工業(yè)檢測(cè)領(lǐng)域中所急需的技術(shù),利用它可以實(shí)現(xiàn)部件的三維檢測(cè),從而有效避免人的主觀因素帶來(lái)的檢測(cè)和分析誤差。本文針對(duì)工業(yè)CT斷層數(shù)據(jù)帶有嚴(yán)重噪聲及光學(xué)傳輸函數(shù)對(duì)體繪制結(jié)果影響等因素,對(duì)工業(yè)CT斷層直接體繪制技術(shù)中若干關(guān)鍵問(wèn)題展開(kāi)了深入研究,主要包括基于非局部特性的工業(yè)CT數(shù)據(jù)去噪方法、面向工業(yè)CT數(shù)據(jù)性質(zhì)和面

2、向繪制結(jié)果的光學(xué)傳輸函數(shù)設(shè)計(jì)方法、基于改進(jìn)八叉樹(shù)的細(xì)粒度工業(yè)CT斷層數(shù)據(jù)并行體繪制方法及基于輔助序列的工業(yè)CT體數(shù)據(jù)的線特征提取等。
　　本文面向工業(yè)CT數(shù)據(jù)去噪過(guò)程既要有效去除各種噪聲,又不能丟失大量細(xì)節(jié)這一重要問(wèn)題,主要利用非局部思想研究了工業(yè)CT斷層圖像的有效去噪方法。針對(duì)傳統(tǒng)非局部均值濾波算法中非最優(yōu)化計(jì)算、塊的距離計(jì)算容易受到噪聲影響等問(wèn)題,本文提出了基于結(jié)構(gòu)相似性指數(shù)、Tchebichef矩、非下采樣Contourle

3、t等一系列改進(jìn)算法,有效地提高了子塊之間相似度描述的準(zhǔn)確性。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明,本文提出的算法既能有效的去除工業(yè)CT斷層數(shù)據(jù)中的各種噪聲,又能盡量保持工業(yè)CT斷層數(shù)據(jù)中的細(xì)節(jié)信息不丟失。
　　高效準(zhǔn)確的光學(xué)傳輸函數(shù)設(shè)計(jì)是工業(yè)CT斷層數(shù)據(jù)直接體繪制中另一個(gè)重要的科學(xué)問(wèn)題,也是關(guān)鍵技術(shù)之一。本文從工業(yè)CT體數(shù)據(jù)本身的性質(zhì)和中間繪制結(jié)果評(píng)價(jià)兩個(gè)不同角度對(duì)光學(xué)傳輸函數(shù)設(shè)計(jì)方法展開(kāi)了深入的研究。對(duì)于帶有輕微偽影的體數(shù)據(jù),本文提出的基于Fisher

4、準(zhǔn)則的光學(xué)傳輸函數(shù)設(shè)計(jì)方法能夠提供令人滿意的繪制結(jié)果。針對(duì)利用傳統(tǒng)直方圖方法會(huì)丟失重要的空間信息這一問(wèn)題,本文提出了利用核估計(jì)進(jìn)行光學(xué)傳輸函數(shù)設(shè)計(jì)的方法。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明,本文提出的方法能有效的進(jìn)行光學(xué)傳輸函數(shù)設(shè)計(jì)。同時(shí),本文把光學(xué)傳輸函數(shù)的設(shè)計(jì)轉(zhuǎn)化為函數(shù)尋優(yōu)問(wèn)題,利用繪制結(jié)果圖像的質(zhì)量評(píng)價(jià)結(jié)合基于自然選擇學(xué)說(shuō)的粒子群算法進(jìn)行優(yōu)化,獲得了良好的繪制效果。
　　一般而言,工業(yè)CT斷層數(shù)據(jù)體繪制技術(shù)如期望在工業(yè)生產(chǎn)中獲得大規(guī)模應(yīng)用,一方面

5、需要很快的繪制速度,另一方面計(jì)算設(shè)備不能要求過(guò)高。本文通過(guò)對(duì)常用多種工業(yè)CT體繪制方法在性能上進(jìn)行了充分地比較和分析的基礎(chǔ)上,提出了利用改進(jìn)八叉樹(shù)的細(xì)粒度并行體繪制方法,利用CUDA技術(shù)完成算法實(shí)現(xiàn)。實(shí)驗(yàn)結(jié)果顯示,本文提出的方法在保持繪制質(zhì)量不下降的基礎(chǔ)上,繪制時(shí)間明顯縮短,因此更適用于工業(yè)CT實(shí)時(shí)繪制的場(chǎng)合。
　　最后,為了獲得工業(yè)CT數(shù)據(jù)高效稀疏表示形式,本文研究了工業(yè)CT體數(shù)據(jù)的線特征提取技術(shù)。通過(guò)改進(jìn)楔形波變換進(jìn)行快速線特