基于平板成像器件的三维CT重建算法与应用研究(可复制论文).pdf

摘要大面积非晶硅平板探测器诠ひ低干渖湎叱上窳煊得到越来越多的应用。基于脑补斓繤型三维计算机层析成像技术。—觳馑俣瓤欤ǔ上裰柿坎患狢N7⒒猚俣扔攀疲种噪声同时提高图像重建的质量。本文以由平板探测器得到的二维投影数据为研究对象,提出了一种对投影数据分别进行高频和低频两次滤波的投影预处理方法,然后将分别重建的图像叠加最终得到高质量的重建图像。在此基础进一步将图像小波分解理论引入,提出对投影数据进行小波分解,其次分别对高频和低频进行两次滤波的投影预处理,然后经小波重构将分别重建的图像叠加最终得到高质量的重建图像。由算法的仿真实验结果表明,重建图像质量得到明显改善,系统噪声得到抑制。针对,近似重建算法重建精度不高,如何使锥形束图像重建安排锥形束的定点轨迹以满足数据完备性条件,提供足够的信息以完成完整的三维重建的问题,在不提高现有系统复杂程度的前提下,讨论了一种新的垂直双圆周扫描轨道在工业中的应用,提出了相应的慕惴ǎ袢∥锾逋队暗耐瓯甘荩提高重建的精度。关键词:锥束投影预处理数据完备性平板成像器
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三型糧型茫籐甚’原创性声明本人郑重声明:所呈交的学位论文,是本人在指导教师的指导下,独立进行研究所取得的成果。除文中已经注明引用的内容外,本论文不包含其他个人或集体已经发表或撰写过的科研成果。对本文的研究作出重要贡献的个人和集体,均已在文中以明确方式标明。本声明的法律贵任由本人关于学位论文使用权的说明本人完全了解中北大学有关保管、使用学位论文的规定,其中包括:①学校有权保管、并向有关部门送交学位论文的原件与复印件:②学校可以采用影印、缩印或其它复制手段复制并保存学位论文;⑨学校可允许学位论文被查阅或借阅;④学校可以学术交流为目的,复制赠送和交换学位论文;⑤学校可以公布学位论文的全部或部分内容C苎宦畚脑诮饷后遵守此规定承担。论文作者签名:日期:签名;导师签名:
髀中北大学学位论文课题研究目的及意义锥束三维是技术的前沿研究领域。医用从湎遚降ス庾觕约罢缱觕的迅速发展充分显示了其在医用上的重要作用。工业上,在复杂构件的壁厚测量,内部细节的检测,零件的内部缺陷,及先进材料的密度分布情况的研究中,以其成像清楚,无接触等特点,显示出广阔的前景。同二维扇束相比,相对于单层或多层螺旋来讲锥形束有以下几点优势:更高的数据获取效率,更高的空间分辨率,更高的射线利用率。这对医学影像诊断和工业无损检测有着重要的意义。近年来平板成像器件的出现使得在锥束三维重建算法方面的研究竞争更加的激烈。随着微电子集成工艺的发展,基于非晶硅—猣技术的大面积平板探测器获得了发展,并应用到了湎叱上窳煊颉8輝射线转换成电荷的方式不同,可分为直接转换和非直接转换两重数字平板探测器。采用直接转换方式的平板探测器和使用非晶硒—氲继宀牧希芍苯咏玿射线光子转换成电荷,并通过高压电场收集电荷,具有非常好的固有清晰度。非直接转换的平板探测器是通过两个步骤来探测湎叩模菏紫仁褂蒙了覆牧例如碘化铯蛴ü獠牧例如氧化硫吸收湎撸⒆;晃9猓喝缓笸ü蔷Ч韫獾缍ü苷罅薪ü庾;晃5绾伞A街址绞的平板探测器在湎哒丈涔讨校紫仁堑绾傻牟欢匣郏缓蟊环蔷Ч璞∧ぞ骞傻缏范脸觯⑼瓿赡J;唬滞枷瘛对于三维,不论是~片片平面叠成的,还是锥形束一次产生的三维图像,显然比现有的二维能更全面的反应物体内部的分布情况。但是通过线阵探测器获得物体每层图像,然后累叠的三维图像空间三个方向的分辨率不一样,每一片的分辨率比累叠方向的分辨率要好,且由于不同层的数据是在不同时刻多次扫描、多次二维重建获得的,在物体内部是运动的脏器,或者物体外部在运动的情况下,都将带来难以弥补的影响。而通过平板成像器件锥形束扫描物体,只用一次扫描、一次重建就可获得完整的三维图像,则不存上述问题。而且锥形束产生三维图像的效率要比二维重建和重叠的假三维图像
出障碍:一是应怎样安排锥形束的定点轨迹,才能提供足够的信息以完成完整的三维重算法。他们还给出了重建物体的条件一“每一个和物体相交的平面,都和射线的扫描轨中北大学学位论文要高的多。因此它在实际应用中具有更深远的意义。但是,基于平板成像器件的锥形束图像重建的方法,也存在以下两个方面的突建:二是在投影数据不完备的情况下,如何能更精确的重建三维图像“本课题的目的在于对以上在锥形束图像重建中遇到的问题进行分析和研究,最后能找到一些解决问题的行之有效的方法,并最后应用于实际之中,推动平板成像器件在医学影像和工业无损检测中更好的应用。国内外的研究现状近年来,三维锥束在医学和工业上得到越来越广泛的应用,同时锥束图像重建算法也在迅速发展。这些算法包括解析算法和迭代算法。其中,解析算法又分为近似