工業(yè)CT斷層數(shù)據(jù)體繪制技術(shù)中若干問題研究.pdf

1、作為全球公認的最佳工業(yè)無損檢測技術(shù),工業(yè)CT目前已經(jīng)在設(shè)計、加工、制造等領(lǐng)域獲得較為廣泛的應(yīng)用?；诠I(yè)CT斷層圖像的三維體繪制技術(shù)是工業(yè)檢測領(lǐng)域中所急需的技術(shù),利用它可以實現(xiàn)部件的三維檢測,從而有效避免人的主觀因素帶來的檢測和分析誤差。本文針對工業(yè)CT斷層數(shù)據(jù)帶有嚴重噪聲及光學(xué)傳輸函數(shù)對體繪制結(jié)果影響等因素,對工業(yè)CT斷層直接體繪制技術(shù)中若干關(guān)鍵問題展開了深入研究,主要包括基于非局部特性的工業(yè)CT數(shù)據(jù)去噪方法、面向工業(yè)CT數(shù)據(jù)性質(zhì)和面

2、向繪制結(jié)果的光學(xué)傳輸函數(shù)設(shè)計方法、基于改進八叉樹的細粒度工業(yè)CT斷層數(shù)據(jù)并行體繪制方法及基于輔助序列的工業(yè)CT體數(shù)據(jù)的線特征提取等。
　　本文面向工業(yè)CT數(shù)據(jù)去噪過程既要有效去除各種噪聲,又不能丟失大量細節(jié)這一重要問題,主要利用非局部思想研究了工業(yè)CT斷層圖像的有效去噪方法。針對傳統(tǒng)非局部均值濾波算法中非最優(yōu)化計算、塊的距離計算容易受到噪聲影響等問題,本文提出了基于結(jié)構(gòu)相似性指數(shù)、Tchebichef矩、非下采樣Contourle

3、t等一系列改進算法,有效地提高了子塊之間相似度描述的準確性。實驗結(jié)果表明,本文提出的算法既能有效的去除工業(yè)CT斷層數(shù)據(jù)中的各種噪聲,又能盡量保持工業(yè)CT斷層數(shù)據(jù)中的細節(jié)信息不丟失。
　　高效準確的光學(xué)傳輸函數(shù)設(shè)計是工業(yè)CT斷層數(shù)據(jù)直接體繪制中另一個重要的科學(xué)問題,也是關(guān)鍵技術(shù)之一。本文從工業(yè)CT體數(shù)據(jù)本身的性質(zhì)和中間繪制結(jié)果評價兩個不同角度對光學(xué)傳輸函數(shù)設(shè)計方法展開了深入的研究。對于帶有輕微偽影的體數(shù)據(jù),本文提出的基于Fisher

4、準則的光學(xué)傳輸函數(shù)設(shè)計方法能夠提供令人滿意的繪制結(jié)果。針對利用傳統(tǒng)直方圖方法會丟失重要的空間信息這一問題,本文提出了利用核估計進行光學(xué)傳輸函數(shù)設(shè)計的方法。實驗結(jié)果表明,本文提出的方法能有效的進行光學(xué)傳輸函數(shù)設(shè)計。同時,本文把光學(xué)傳輸函數(shù)的設(shè)計轉(zhuǎn)化為函數(shù)尋優(yōu)問題,利用繪制結(jié)果圖像的質(zhì)量評價結(jié)合基于自然選擇學(xué)說的粒子群算法進行優(yōu)化,獲得了良好的繪制效果。
　　一般而言,工業(yè)CT斷層數(shù)據(jù)體繪制技術(shù)如期望在工業(yè)生產(chǎn)中獲得大規(guī)模應(yīng)用,一方面

5、需要很快的繪制速度,另一方面計算設(shè)備不能要求過高。本文通過對常用多種工業(yè)CT體繪制方法在性能上進行了充分地比較和分析的基礎(chǔ)上,提出了利用改進八叉樹的細粒度并行體繪制方法,利用CUDA技術(shù)完成算法實現(xiàn)。實驗結(jié)果顯示,本文提出的方法在保持繪制質(zhì)量不下降的基礎(chǔ)上,繪制時間明顯縮短,因此更適用于工業(yè)CT實時繪制的場合。
　　最后,為了獲得工業(yè)CT數(shù)據(jù)高效稀疏表示形式,本文研究了工業(yè)CT體數(shù)據(jù)的線特征提取技術(shù)。通過改進楔形波變換進行快速線特