多相流CT系統(tǒng)仿真優(yōu)化與重建算法.pdf

1、由于多相流在工業(yè)中的廣泛存在，多相流探測(cè)技術(shù)引起了人們的關(guān)注。對(duì)流體特征參數(shù)的準(zhǔn)確測(cè)量開(kāi)始成為研究的熱點(diǎn)。過(guò)程成像技術(shù)包括電學(xué)成像、X射線成像以及超聲成像等，其中CT成像技術(shù)由于其高清晰度的特點(diǎn)得到了廣泛的應(yīng)用。CT系統(tǒng)既適用于獲得工業(yè)領(lǐng)域的二維信息，也適用于醫(yī)學(xué)領(lǐng)域。 文章首先對(duì)多相流測(cè)量技術(shù)以及CT系統(tǒng)的基本理論進(jìn)行了簡(jiǎn)要的敘述，之后對(duì)系統(tǒng)優(yōu)化以及圖像重建算法進(jìn)行了研究。最后，進(jìn)行了實(shí)際系統(tǒng)的實(shí)驗(yàn)，對(duì)所得的數(shù)據(jù)進(jìn)行了分析與研

2、究。 (1)系統(tǒng)仿真與優(yōu)化 Geant4是由歐洲核子研究中心(CERN)主導(dǎo)開(kāi)發(fā)的基于蒙特卡羅(MonteCarlo)方法的高能粒子輸運(yùn)仿真軟件工具包?；诖塑浖瑢?duì)多相流CT系統(tǒng)仿真建模，構(gòu)建了系統(tǒng)的幾何物理模型，模擬實(shí)現(xiàn)了射線在系統(tǒng)中作用的物理過(guò)程的仿真。并且基于散射光子比例以及圖像質(zhì)量等優(yōu)化指標(biāo)分析，進(jìn)行了多相流CT成像系統(tǒng)的優(yōu)化設(shè)計(jì)，提出了關(guān)于射線源選取、射線源、探測(cè)器設(shè)置等具體的優(yōu)化設(shè)計(jì)方案。實(shí)驗(yàn)表明，優(yōu)化

3、的CT系統(tǒng)可有效地抑止散射光子，明顯改善了再構(gòu)圖像質(zhì)量。 (2)圖像重建算法 研究了反投影重建算法以及迭代重建算法，并且利用仿真實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行了圖像重建。最后從不同角度分別提出了改進(jìn)的圖像重建算法： >針對(duì)重建圖像存在部分圖像模糊的現(xiàn)狀，提出了使得圖像更加均一化的數(shù)據(jù)反演算法。任意一組測(cè)量數(shù)據(jù)都具有整個(gè)被測(cè)物體的信息，因此可以針對(duì)已有的數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，使得較弱的信號(hào)增強(qiáng)，進(jìn)而提高圖像重建的質(zhì)量。 >利用CT系