二維CT圖像重建算法研究.pdf

1、工業(yè)CT(Industrial Computed Tomography)是一種依據(jù)外部投影數(shù)據(jù)重建物體內(nèi)部結(jié)構(gòu)圖像的無損檢測技術(shù),具有高精度的數(shù)據(jù)重建、卓越的產(chǎn)品內(nèi)部結(jié)構(gòu)分析能力，被廣泛應(yīng)用于航空航天、汽車零部件、材料科學(xué)、精密鑄造等領(lǐng)域，并不斷拓展新應(yīng)用。CT圖像重建算法是CT技術(shù)的核心之一，重建算法的優(yōu)劣直接影響著重建質(zhì)量。濾波反投影(Filtered back-projection)重建算法是二維CT重建中的主流算法，基于平行束投

2、影和扇形束投影兩種數(shù)據(jù)，分別研究了平行束投影重建和扇形束投影重建，主要研究工作如下:
　　(1)平行束濾波反投影重建算法設(shè)計(jì)及其計(jì)算機(jī)實(shí)現(xiàn)。針對平行束投影數(shù)據(jù)，根據(jù)濾波反投影重建原理，設(shè)計(jì)并實(shí)現(xiàn)了R-L、S-L、Cosine、Hamming、Hanning五種濾波器，為了提高重建質(zhì)量，在反投影算法中實(shí)現(xiàn)了緊鄰內(nèi)插和線性內(nèi)插兩種內(nèi)插方式。選用Shepp-Logan頭部模型，分析了濾波器、內(nèi)插方式、投影數(shù)量等參數(shù)對重建結(jié)果的影響，采用

3、歸一化均方距離和峰值信噪比等圖像評(píng)價(jià)指標(biāo)進(jìn)行了客觀評(píng)價(jià)對比分析。仿真實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，濾波反投影重建算法設(shè)計(jì)合理。
　　(2)扇形束投影重建算法設(shè)計(jì)及其計(jì)算機(jī)實(shí)現(xiàn)。針對等角型和等距型兩種扇形束投影采集方式，研究了扇形束投影數(shù)據(jù)重排算法，分別將兩種形式的扇形束投影數(shù)據(jù)重新組合排列成平行束投影數(shù)據(jù)，再運(yùn)用平行束濾波反投影重建算法實(shí)現(xiàn)扇形束投影數(shù)據(jù)的圖像重建。選用Shepp-Logan頭部模型，分析了扇形束投影幾何參數(shù)和重排參數(shù)對重建結(jié)果的

4、影響，最后設(shè)計(jì)并實(shí)現(xiàn)了扇形束投影重建算法，仿真實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，數(shù)據(jù)重排算法設(shè)計(jì)合理。
　　(3)二維CT圖像重建軟件設(shè)計(jì)與集成。針對平行束濾波反投影重建算法和扇形束投影重建算法，進(jìn)行了二維CT圖像重建軟件設(shè)計(jì)，采用Visual C++6.0集成開發(fā)環(huán)境對兩種重建算法進(jìn)行了集成開發(fā)，最后開發(fā)完成了射線CT重建軟件，能實(shí)現(xiàn)平行束與扇形束兩種投影數(shù)據(jù)的重建。采用真實(shí)的等角扇形束投影數(shù)據(jù)對二維CT圖像重建軟件的性能進(jìn)行測試驗(yàn)證，測試結(jié)果表明