迭代算法在ICT中的应用研究及几何失真的标定

论文题目: 迭代算法在ICT中的应用研究及几何失真的标定

论文类型: 硕士论文

论文专业: 通信与信息系统

作者: 赵凤勇

导师: 孙怡

关键词: 工业,代数迭代算法,重建,几何失真,定标

文献来源: 大连理工大学

发表年度: 2005

论文摘要: 工业CT(ICT)技术是在无损状态下检测物体断层的灰度图象,以其灰度来分辨被检测断面内部的几何结构、材质情况、缺陷种类等。ICT技术应用领域十分广泛,国际上各主要工业发达国家已把ICT技术广泛地应用于航天、航空等部门的无损检测与逆向工程等研究。ICT检测不受检测物体的材料、形状和表面状况的影响,可以精确地给出检测物体的二维和三维图象,是目前国际上公认的最有效的无损测量手段。代数重建方法将图象重建问题转化为求解线性方程组的问题,当投影数据不完全时,可以把丢失的数据看作是缺少了若干方程,这就在某种程度上忽略了数据不全的问题,因而适合于不能获得完整投影数据场合的图象重建。由CT系统几何失真导致的伪影不仅降低了重建图象的质量而不利于检测,而且严重影响工业CT机的整体性能的提高。所以有必要对伪影进行定标。本文主要研究了CT重建算法中的代数迭代重建算法,实现了代数迭代算法中的几种算法,给出了算法的实现过程,并通过对经典的Shepp-Logan头模型的计算机仿真重建实验详细分析了影响迭代算法重建质量和重建速度的几个因素,给出了重建结果。理论分析和重建的仿真实验说明了代数重建算法是CT成像的最有效方法之一,它在某些特殊的重建场合具有显著的优点。本文的另一个主要的工作就是研究工业CT的几何失真定标。本文首先分析了CT扫描系统中几种典型的伪影,讨论了系统的几何失真对重建图象的影响,最后提出了一种几何失真的定标方法,并详细地阐述了定标原理。该方法的特点是只需一个含有四个球状物体的模板在一个角度下的投影,即可计算出能够完全描述扫描系统失真状态的六个参数,并且不需要对任何一个参数加以限制。实验室计算机仿真结果证明了本方法的准确性,进而证明了本方法在CT系统几何失真定标方面的可行性和有效性。

论文目录:

摘要

Abstract

1 绪论

1.1 引言

1.1.1 工业CT技术

1.1.2 迭代重建算法与几何失真的定标

1.2 迭代重建算法与几何失真定标当前研究现状

1.3 本文的主要工作

1.4 章节安排

2 工业CT迭代算法的研究

2.1 CT技术基本原理

2.2 CT图像的重建算法

2.3 迭代算法的基本思想

2.4 ART重建算法研究

2.4.1 ART算法简介

2.4.2 ART算法的实现

2.4.3 ART重建结果

2.5 其它迭代算法

2.5.1 MART重建算法

2.5.2 SIRT重建算法

2.5.3 SART重建方法

2.6 影响迭代算法重建速度及重建质量的若干因素

2.6.1 基本图象函数的选择

2.6.2 松弛因子的选择

2.6.3 加权因子的选择

2.6.4 投影角度的缺失

2.6.5 投影数据中的噪声影响

3 工业CT系统几何失真的定标

3.1 CT系统的伪影

3.2 几何失真对CT系统重建的影响

3.2.1 CT系统理想的几何关系

3.2.2 CT系统几何失真的几种情况

3.2.3 几何失真对CT重建图象的影响

3.3 CT系统几何失真定标模板的设计

3.4 几何失真定标的原理

3.4.1 原理

3.4.2 φ和θ的定标

3.4.3 Δz的定标

3.4.4 η，Δx,Δy的定标

3.5 几何失真定标的模拟

结论

参考文献

附录A 校正原理推导—射线源失真

附录B 校正原理推导—转台失真

附录C 校正原理推导—探测器失真

攻读硕士学位期间发表学术论文及获奖情况

致谢

发布时间: 2008-06-30

参考文献

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