工业x射线ct用art算法图像重建及误差分析

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1、分类号：043密级：公开专业学位研究生学位论文工业X射线CT用ART算法图像重建论文题目(中文)及误差分析Imagereconstructionanderroranalysisof论文题目(外文)ARTalgorithmforX-rayICT研究生姓名饶松学科、专业物理学·核能与核技术工程研究方向工业CT图像重建学位级别硕士导师姓名、职称李公平教授论文工作起止年月2013年9月至2016年5月论文提交日期2016年5月论文答辩日期2016年5月学位授予日期校址：甘肃省兰州市原创性声明本人郑重声明：本人所呈交的学位

2、论文，是在导师的指导下独立进行研究所取得的成果。学位论文中凡引用他人已经发表或未发表的成果、数据、观点等，均已明确注明出处。除文中已经注明引用的内容外，不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写过的科研成果。对本文的研究成果做出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。本声明的法律责任由本人承担。论文作者签名：日期：关于学位论文使用授权的声明本人在导师指导下所完成的论文及相关的职务作品，知识产权归属兰州大学。本人完全了解兰州大学有关保存、使用学位论文的规定，同意学校保存或向国家有关部门或机构送交论文的纸质版和电

3、子版，允许论文被查阅和借阅；本人授权兰州大学可以将本学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用任何复制手段保存和汇编本学位论文。本人离校后发表、使用学位论文或与该论文直接相关的学术论文或成果时，第一署名单位仍然为兰州大学。本学位论文研究内容：□可以公开□不宜公开，已在学位办公室办理保密申请，解密后适用本授权书。(请在以上选项内选择其中一项打“√”)论文作者签名：导师签名：日期：日期：工业X射线CT用ART算法图像重建及误差分析中文摘要工业CT技术在考古、无损检测以及军工等领域有着广泛的运用，从20世

4、纪中期以来，随着CT技术理论的提出，该项技术得到长足的发展，已经成为全球公认最好的无损检测方法。利用射线在多个角度下，对不同物质的衰减程度不同，CT技术可以得到物体内部的信息，从而观察物体中的缺陷以及物质的材料。理论上，该技术不受物体形状、材质、大小的影响，重建结果直观准确。本文采用ART重建算法，实现了平行束、扇束以及锥束条件下的图像重建。在平行束及扇束条件下，重建对象断层为空心圆，其像素大小为128×128，选取合适的各项参数，优化重建图像质量。对该重建结果进行分析，发现在物体边界的像素值与原始值的偏差较物体

5、内部的偏差更大，同时选取模型噪声较小的正方形作为重建对象，发现图像质量得以较大的改善。将C++编写的ART重建算法运用到实际实验中，实现了初步的图像重建，验证了程序的可靠性，并在进行相关校正和优化后，图像分辨率能够达到亚毫米量级。在锥束CT图像重建研究中，重建对象为空心球体，其体素大小为128×128×128，选取合适的参数进行图像重建，并对重建结果进行分析，发现在Z=116的切片图中有条状伪影，在条状伪影上，其模拟得到的体素值与原始值偏差很大。研究表明，产生条状伪影的原因是投影数据中存在疵点，为了验证上述结论，

6、以人体经典头部模型sheep-logan为例，在其中心切片对应的投影数据中加入两个疵点（疵点对应的投影值与临近投影值相差很大），重建结果发现在中心切片图中出现两条条状的伪影。一般的，在实际实验中，由于CT系统各个硬件的不足，易产生条状伪影。文中最后论述了在模拟过程中投影疵点的来源。关键词：CT，ART算法，像素值偏差，条形伪影IImagereconstructionanderroranalysisofARTalgorithmforX-rayICTAbstractIndustrialCTtechnologyhasb

7、eenwidelyusedinmedicaldiagnosis,non-destructivetestingandnationaldefenseandotherfields.SincetheCTtheorywasproposedinthemidnineteenthCentury,thistechnologyhasbeendevelopedrapidly,andithasbecometheworld'smostrecognizedthebestnondestructivetestingtechnology.Thea

8、ttenuationdegreeofdifferentmaterialstotheXrayisdifferent,andtheinformationoftheobjectcanbeobtainedbyusingtherayprojectionatmultipleangles,hence,thedefectsintheobjectcanbeobservedandthetyp