γ相機(jī)中編碼孔徑準(zhǔn)直器設(shè)計(jì)及數(shù)字圖像重建.pdf_第1頁(yè)
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1、γ相機(jī)是一種γ射線成像設(shè)備,廣泛應(yīng)用在核探測(cè)、核醫(yī)學(xué)、核輻射、環(huán)境監(jiān)控以及國(guó)家安全等方面?,F(xiàn)代γ相機(jī)朝著高靈敏度、高分辨率、高信噪比(SNR)以及攜帶方便等方向發(fā)展。編碼孔徑代替?zhèn)鹘y(tǒng)的平行孔和針孔準(zhǔn)直器順應(yīng)了這種發(fā)展趨勢(shì),近些年來(lái),成為γ射線成像領(lǐng)域研究的熱點(diǎn)。 本論文的核心工作是γ相機(jī)中編碼孔徑準(zhǔn)直器設(shè)計(jì)及其數(shù)字圖像重建的研究。首先從編碼孔徑成像技術(shù)基本原理出發(fā),根據(jù)不同的編碼孔徑成像的特點(diǎn)及實(shí)驗(yàn)室現(xiàn)有的探測(cè)器,綜合考慮實(shí)際成

2、像中視場(chǎng)、分辨率以及靈敏度等技術(shù)指標(biāo)的要求,優(yōu)化設(shè)計(jì)出了用于γ相機(jī)中高靈敏度,高空間分辨率的修正均勻冗余陣列(ModifiedUniformly Redundant Arrays,MURA)(11×11)嵌套編碼板,并歸納出編碼孔徑準(zhǔn)直器設(shè)計(jì)的一般流程。 基于泊松統(tǒng)計(jì)模型,得出了二維和三維編碼孔徑最大似然-期望最大化(maximum likelihood –expectation maximization , MLEM)統(tǒng)計(jì)迭代

3、重建算法。根據(jù)二維MLEM 算法的特點(diǎn),提出了合理迭代次數(shù)的估計(jì)方法。采用計(jì)算機(jī)模擬實(shí)驗(yàn)比較了MLEM 和傳統(tǒng)相關(guān)解碼兩種算法重建圖像的質(zhì)量。 設(shè)計(jì)的MURA 嵌套編碼板應(yīng)用到γ相機(jī)成像系統(tǒng)中,實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明:視場(chǎng)和幾何分辨率指標(biāo)與理論預(yù)期值基本吻合;采用兩種重建算法能夠恢復(fù)出點(diǎn)源可視化圖像,且選取合適迭代次數(shù),MLEM 算法比相關(guān)解碼算法重建圖像整體質(zhì)量要好,實(shí)驗(yàn)結(jié)果與計(jì)算機(jī)模擬結(jié)果一致,驗(yàn)證了編碼孔徑成像技術(shù)方案的可行性及ML

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