二维ct图像重建算法研究

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1、学校代码：10406分类号：TG115.28学号：130080402014南昌航空大学硕士学位论文(学位研究生)二维CT图像重建算法研究硕士研究生：毛小渊导师：敖波副教授申请学位级别：硕士学科、专业：测试计量技术及仪器所在单位：测试与光电工程学院答辩日期：2016年6月授予学位单位：南昌航空大学TheResearchontheTwo-dimensionalCTImageReconstructionAlgorithmADissertationSubmittedfortheDegreeofMaster

2、OnMeasuringandTestingTechnologiesandinstrumentsbyMaoXiaoyuanUndertheSupervisionofAssociateProf.AoBoSchoolofTestingandOpto-ElectronicEngineeringNanchangHangkongUniversity,Nanchang,ChinaJune,2016摘要工业CT(IndustrialComputedTomography)是一种依据外部投影数据重建物体内部结构图像的

3、无损检测技术,具有高精度的数据重建、卓越的产品内部结构分析能力，被广泛应用于航空航天、汽车零部件、材料科学、精密铸造等领域，并不断拓展新应用。CT图像重建算法是CT技术的核心之一，重建算法的优劣直接影响着重建质量。滤波反投影(Filteredback-projection)重建算法是二维CT重建中的主流算法，基于平行束投影和扇形束投影两种数据，分别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)平行束滤波反投影重建算法设计及其计算机实现。针对平行束投影数据，根据滤波反投影重建原理，设

4、计并实现了R-L、S-L、Cosine、Hamming、Hanning五种滤波器，为了提高重建质量，在反投影算法中实现了紧邻内插和线性内插两种内插方式。选用Shepp-Logan头部模型，分析了滤波器、内插方式、投影数量等参数对重建结果的影响，采用归一化均方距离和峰值信噪比等图像评价指标进行了客观评价对比分析。仿真实验结果表明，滤波反投影重建算法设计合理。(2)扇形束投影重建算法设计及其计算机实现。针对等角型和等距型两种扇形束投影采集方式，研究了扇形束投影数据重排算法，分别将两种形式的扇形束投影数

5、据重新组合排列成平行束投影数据，再运用平行束滤波反投影重建算法实现扇形束投影数据的图像重建。选用Shepp-Logan头部模型，分析了扇形束投影几何参数和重排参数对重建结果的影响，最后设计并实现了扇形束投影重建算法，仿真实验结果表明，数据重排算法设计合理。(3)二维CT图像重建软件设计与集成。针对平行束滤波反投影重建算法和扇形束投影重建算法，进行了二维CT图像重建软件设计，采用VisualC++6.0集成开发环境对两种重建算法进行了集成开发，最后开发完成了射线CT重建软件，能实现平行束与扇形束两种

6、投影数据的重建。采用真实的等角扇形束投影数据对二维CT图像重建软件的性能进行测试验证，测试结果表明，本文设计的算法完全可以满足二维CT重建需求。关键词：CT，滤波反投影，滤波器，重排算法，数据内插IAbstractIndustrialcomputedtomography(ICT)isanondestructivetestingtechniqueforreconstructingtheinternalstructureofanobjectbasedontheexternalprojectiondat

7、a,itowingtotheadvantagesofhighprecisondatareconstruction,excellentproductinternalstructureanalysiscapability.Itiswidelyusedinaerospace,automotiveparts,materialsscience,precisioncastingandotherfields,andnewapplicationswillbedeveloped.CTimagereconstruct

8、ionalgorithmisoneofthecoretechnologyofCT,thequalityofthereconstructionalgorithmdirectlyaffectsthequalityofthereconstruction.Filteredback-projection(FBP)reconstructionalgorithmisthemainstreamalgorithmintwo-dimensionalCTreconstruction,parallelbe