基于双能CT系统的物质密度识别算法研究

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1、中国科学技术大学硕士学位论文基于双能CT系统的物质密度识别算法研究姓名：王辉申请学位级别：硕士专业：模式识别与智能系统指导教师：康南生20100501摘要X射线装置已被证实具有揭示物质的分子或原子特性的能力，是一种重要的物质识别方法，它渗透到多学科，涉及探测技术，电子技术，计算机技术等领域，被广泛应用到工业，农业及生物医学等方面，同样这种特性对于探测违禁品也是非常重要的，是一种非常有效的安全检查方法，已广泛地应用于车站，机场等重要场所，但是目前的检测系统仅仅能够探测出行李货物中的金属物品，对毒品／爆炸物等

2、危害更大的物质则无法检测出来，本论文的支撑项目为国家自然科学基金重点项目《高速X光锥束三维成像与新型散射方法探测毒品／爆炸物的原理及应用研究》，希望通过对高速X光解析重建方法的研究，为探测毒品／爆炸物提供新的思路，为我国安检事业的发展添砖加瓦。由于传统的单能X射线探测方法，只能从投影的图像中看到物体的基本形状，不能确定出物体内部的物质成分或密度，而密度是区分不同物质的依据之一，所以密度识别在探测毒品／爆炸物领域起到非常重要的作用，由于现在的CT图像重建算法都是建立在X射线束为单色的前提下的，但是实际使用的

3、X射线束为多色的X射线束，因此会产生射线束硬化效应，所以在应用中要消除射线束硬化带来的影响。本文针对连续谱x射线CT系统，提出了一种物质密度的识别方法一基于双能量曲线的物质密度识别算法，首先通过得到的高、低能投影值标定出物质的双能量曲线图，然后采用反向查找的方法确定被探测物质的厚度，最后利用滤波反投影重建算法重建出物质电子密度的分布，不仅能够消除射线束硬化效应的影响，而且得到的物质密度精确度也相对较高，并结合skyscanl076CT机试验平台，验证了该算法的正确性。关键字：双能量；连续谱X射线；计算机断

4、层成像技术；密度；毒品检测；硬化效应；AbstractX—raydeviceisasignificanttechniquetoidentifysubstance，whichhasdemonstratedtheabilitytocharacterizeamaterialatthemolecularandatomiclevel．It．．hasbeenpenetratedintomulti—disciplines，such：．asbranchesofDetectionTechnology．ElectronisT

5、echnology,ComputersandSOon．Nowithasbeenwidelyappliedtoindustry,agricultureandbio-medical．Thisabilityisalsoparticularlyimportantfordetectingillicitmaterials．whichhasbeenprovedaneffectivesecurityinspectionmethodandhasbeenappliedinpublictrafficstations．butth

6、ecurrentinspectionsystemcanonlydetectmetalsubstances，thedrugandexplosives，moredangerousmaterialCannotbedetected．Therefore，thesupportprojectofthispaperis<

7、plosivesdetectionmethodbasedonscattering>>，Throughin—depthstudyinthereconstructionmethodsofhigh—speedX—ray,thepaperwantstoproposenewideasofdetectingdrugandexplosion，andtomakesomecontributionforthedevelopmentofsecuritycheckofchina．Asthetraditionalmonochrom

8、aticX·raydetectionmethodscanonlyseethebasicshapesoftheobjectfromtheimageoftheprojection，Butcan’tidentifythematerialcompositionordensity'howeVer，thedensityisoneofthebasesdistinguishbetweendifferentsubstances，SOtheden