基于光学层析技术的图像重建

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1、第23卷第6期光电技术应用Vo1．23，No．62008年12月ELECTRo—O峻ICTEC}{NoL(X；YAPPLICATl()ND∞ember2o08文章编号：1673—1255《2008)06—0060—04基于光学层析技术的图像重建刘桃丽，黎道武，万雄。(1．广东海洋大学软件学院，广东湛江524088；2．海军705厂，广东湛江524006；3．南昌航空大学，江西南昌330063)摘要：对于光学层析技术(OCT)的原理以及光学层析技术的2类传统算法进行了详尽的分析和阐述，对其各自的优缺点做了比较，并对目前在传统算法基础上发展起来的各

2、种新算法做了简单的介绍．关键词：图像重建；光学层析；反投影；Radon变换中图分类号：TB133文献标识码：AImageReconstructionBasedonOpticalComputeTomographyLIUTao-li，LIDao—wLl2，WANXiong31．~bt'twareInstituteofGuangdongC~eanUniversity，Zhaiang524088，Chian；2．Navy705Factory，Zhanjiang524006，China；3．NanchangAeronauticalUniversity，N

3、anchang330063，China)Abstract：TheprincipleoftheOpticalComputeTomography(OCT)andtwokindsofthetraditionalOCTalgo～rithmsarediscussedandtheiradvantagesanddisadvantagesarecompared，thenmanykindsofnewalgorithmsbasedonOCTinthelateryearsareintroduced．Keywords：imagereconstruction；Optic

4、alComputeTomography；backprojection；Radontranslate光学层析成像技术(OCT)是近几年发展起来投影数据)来重建物体内部结构的无损检测技术，也的一种新型的光学测量技术，它源于医学CT的基就是从投影重建图像．它的基础是Radon变换，核本理论和方法，可认为是医学CT技术在工业过程心是切片重建算法．从数学上讲，层析技术问题是一监测领域的自然延伸和发展，它的被测对象一般为个从多方向积分方程的反演层面原场的问题．快速变化的工业过程，例如在现代航空、航天、兵器Radon变换，它是1917年奥地利数学家Radon

5、和能源等领域，复杂气动流场中的温度或密度的定提出来的．Radon证明了下述定理：如图1所示，若量测试、导弹周围的流场分布、风洞里的温度和压力已知某函数／’(，)沿直线的线积分为分布等等．光学层析技术由于有着非接触、无干扰等=J一。。_厂(，y)dz=J。。(r，O)dzJ优点，在这类测试中得到了大力发展．=』=(，0+arctan孚d(1)1原理则有!apd1￡d1，)：。。0JrCOS(0—0)层析成像从广义上讲是指通过非接触方式获取(2)被测物内部特性的一种技术．它是将一个复杂的三式(1)称为雷唐变换，式(2)称为雷唐反变换．式(1)维立体

6、测量简化为对一系列层面的二维测量，进一实际上就是射线投影，而式(2)则是根据投影P反步再将复杂的二维问题简化为对平面上多方向一维。．重建-^厂(r，)·投影数据的测量，每个投影就是沿射线的积分值(即收稿日期：2008—10—27基金项目：国家自然科学基金(60577016)作者简介：刘桃丽(1981)，女，湖南郴州人，硕士，主要研究方向为光学信息处理及可编程逻辑器件第6期刘桃丽等：基于光学层析技术的图像重建61式中，-一r表示像素k的值；P为经过像素k的第i条射线投影；为可能经过像素的射线条数．这一重建算法的本质是把取白有限物体空间的投影均匀的

7、回抹(反投影)到射线所及的无限空间的各点之上，包括原先像素值为零的点，因此，经反投影重建后的图像除了保留原图像之外，还有像素值为1／n的灰雾背景，也被称为星状伪迹．可以预见，若能“去伪存真”，即把伪迹去除保留真像，则重建后的图像可臻完美．为达到此目的，可在输出端添加一个滤波器将伪迹滤除，但由于输出的是二维的图像，图1Radon公式中所用的坐标系统则此时的滤波器也应是二维的．但二维的滤波器实现起来是非常困难的，为了解决这一问题，提出了滤切片重建算法也称中心切片定理．在非衍射源波反投影重建算法．的情况下，其内容为：某图像f(z，)在视角为时2．1．

8、2滤波反投影重建算法的投影P。(oT)一维傅里叶变换给出f(，)的二维滤波反投影重建算法是先对投影数据作一维滤傅里叶变换F(60l，602)=(fD，