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、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)計及其計算機實現(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)計并實現(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價指標進行了客觀評價對比分析。仿真實驗結(jié)果表明，濾波反投影重建算法設(shè)計合理。
　　(2)扇形束投影重建算法設(shè)計及其計算機實現(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)，再運用平行束濾波反投影重建算法實現(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)計并實現(xiàn)了扇形束投影重建算法，仿真實驗結(jié)果表明，數(shù)據(jù)重排算法設(shè)計合理。
　　(3)二維CT圖像重建軟件設(shè)計與集成。針對平行束濾波反投影重建算法和扇形束投影重建算法，進行了二維CT圖像重建軟件設(shè)計，采用Visual C++6.0集成開發(fā)環(huán)境對兩種重建算法進行了集成開發(fā)，最后開發(fā)完成了射線CT重建軟件，能實現(xiàn)平行束與扇形束兩種投影數(shù)據(jù)的重建。采用真實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行測試驗證，測試結(jié)果表明