基于不完全投影數(shù)據(jù)的氣體擴(kuò)散分布重建迭代層析成像算法的研究.pdf

1、迭代層析成像算法在不完全投影數(shù)據(jù)的重建問題中應(yīng)用廣泛。光學(xué)遙感結(jié)合層析成像重建區(qū)域污染氣體分布是典型的少投影方向的不完全投影數(shù)據(jù)重建問題，由于光學(xué)儀器貴重，出于成本上的考慮，無(wú)法布置很多組射線束以形成復(fù)雜的交叉光路;同時(shí)氣體擴(kuò)散大多拖有很長(zhǎng)的尾峰，通常采用的迭代層析成像層析成像算法基本無(wú)法完成氣體擴(kuò)散分布的重建。
　　針對(duì)氣體擴(kuò)散分布重建面臨的不完全投影數(shù)據(jù)下重建問題，論文首先對(duì)傳統(tǒng)的層析成像重建算法，特別是迭代層析重建算法，包括

2、代數(shù)迭代類算法和統(tǒng)計(jì)迭代類算法進(jìn)行了大量研究，并分析了影響重建質(zhì)量的各種因素，為不完全投影數(shù)據(jù)的算法改進(jìn)提供了理論依據(jù)。在此基礎(chǔ)之上，論文深入探討了投影射線扇束構(gòu)型、雙投影方向下的高斯煙羽擴(kuò)散分布的重建，主要研究工作包括:
　　(1)引入先驗(yàn)矩陣和間隔性使用平滑濾波器的措施，改進(jìn)了包括:ART、MART、SART、MLEM等經(jīng)典迭代重建算法，改進(jìn)算法對(duì)氣體擴(kuò)散的整體峰形、峰值位置以及尾峰等都能夠達(dá)到較為理想的重建效果。
　　

3、(2)以高斯煙羽模型為測(cè)試對(duì)象，對(duì)改進(jìn)的迭代重建算法進(jìn)行了一系列詳盡的對(duì)比試驗(yàn)，分析射線構(gòu)型、松弛因子、平滑濾波器的選取、間隔濾波器策略這些因素對(duì)迭代重建結(jié)果的影響，并進(jìn)行了改進(jìn)迭代重建算法的抗噪分析，實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明算法改善了原有重建偽峰嚴(yán)重的問題，具有較強(qiáng)的抗噪性。
　　(3)實(shí)現(xiàn)了氣體擴(kuò)散層析成像重建GUI軟件，集成多種迭代重建算法，可選擇氣體擴(kuò)散分布參數(shù)、射線構(gòu)型以及各類重建判據(jù)，方便分析氣體擴(kuò)散分布中各因素對(duì)重建的影響以及重