ct外问题的原理与算法综述

《ct外问题的原理与算法综述》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在工程资料-天天文库。

1、屮国体视学与阁像分析2017,03(22),320-326DOI:10.13505/j.1007-1482.2017.22.03.009CT外问题的原理与算法综述郭雨濛曾理重庆大学数学与统计学院重庆大学工业CT无损检测教育部工程研宄中心导出/参考文献关注分享收藏打印摘要：本文主要研究计算机断层成像(computedtomography,CT)的外部重建问题。首先，介绍丫CT外问题的原理以及在医学、工业等领域的应用背景。然后介绍了CT外问题的特点以及相关算法的发展状况。最后，对CT外问题的发展进行了展

2、望。关键词：CT;外问题;图像重建;作者简介：郭雨濛(1990-),男(汉)，河北，博士生。研宄方向:CT图像重建。作者简介：曾理，教授。E-mail:drlizeng@cqu.edu.cn收稿日期：2017-08-12基金:国家自然科学基金(No.61771003和No.61471070)ReviewontheprincipleandalgorithmsoftheexteriorproblemofCTGUOYumeneZENGLiCollegeofMathematicsandStatistics，

3、ChongqingUniversity;Abstract：Inthispaper,wediscusstheexteriorproblemofcomputedtomography(CT).First,weintroducetheprincipleandtheapplicationbackgroundoftheexteriorprobleminmedical，industrialandotherfields.Second,weintroducethecharacteristicsoftheproblem

4、andthedevelopmentofrelatedreconstructionalgorithms.Finally,weforecastthefuturedevelopmentoftheexteriorproblem.Keyword：CT;exteriorproblem;imagereconstruction;Received：2017-08-120引言作为一种重耍的无损检测技术，传统的CT成像在医学、工业、农业、安全检查、航天、地球物理等方面己经得到越来越广泛和深入地应用Xiil。传统的CT成像

5、需要采集完备的投影数据，然后重建得到高质量的断层图像。但是在不冋的砬用背景下，由于监测环境、射线能量、物体体积和形状等因素的限制，扫描得到的投影数据往往是不完备的，这使得重建图像产生伪影，影响实际应用。CT不完备投影图像重建问题可分为稀疏投影重建、有限角投影重建、内部投影重建（内问题）和外部投影重建（外问题）等问题。如图1所示，CT外问题是指探测器只采集得到穿过物体外部（图1阴影部分）的投影数据，并用这部分采集得到的投影数据重建物体的外部环形区域（图1阴影部分）。CT外问题与内问题的区别在于：内问题

6、采集得到的投影数据是穿过物体内部的部分，并且只重建内部的部分，而外问题采集得到的投影数据是穿过物体外部的部分，并且只重建外部的部分。CT外问题是一种典型的投影数据不完备的图像重建问题，在医学、工业等领域具有重要的应用价值。I形轨道物体阁1CT外问题的扫描结构示意阁下载原阁1CT外问题的应用背景CT外问题最早应用于医学领域U1。在早期的CT成像中，扫描心脏及周围组织时，单次扫描所花的时间可能需要儿分钟，心脏的跳动会影响投影数据的获取，从而使重建结果带有伪影和运动模糊。如果只对心脏外部的组织感兴趣时，排

7、除一个足够大的包含心脏的区域，此区域外的组织可以看作是静止的，只用穿过外部组织的投影数据进行重建外部的组织，心脏的跳动就不会引起伪影，这就产生了CT外部问题。随着CT技术的发展，单次扫描的时间大大缩短，心脏的跳动己经不是主要的问题。管状物(如管道等)在工业中被大量的使用，其无损检测对防止灾难事故的发生及减少经济损失具有重要的意义。常用的检测方法奋:渗透检测边1,涡流检测M漏磁检测121，电磁超声检测［8］和射线检测［9-10］等。其屮工业CT成像基于计算机图像处理技术，实现检测图像的数字化和实时化，

8、具有影像不重叠、检测图像清晰、检测灵敏度高等优点。工业CT对管状物进行检测时，经常会出现下面的情况:待重建管状物直径大于探测器阵列尺寸而导致可采集X射线束无法完全覆盖物体断面;管状物内物质较厚或内部含有流动物质(如使用屮的管道内部含有流动液体等物质)，X射线无法有效穿透管状物的内部或受到内部流质的干扰。为了解决上述问题，通常只扫描并重建感兴趣的物体外部环形区域，从而引起了大口径管状物的CT外问题。CT外问题能够用较低能量的射线检测较大直径的管状物外部环形区域，适用于检