工業(yè)CT斷層數據體繪制技術中若干問題研究.pdf

1、作為全球公認的最佳工業(yè)無損檢測技術,工業(yè)CT目前已經在設計、加工、制造等領域獲得較為廣泛的應用?；诠I(yè)CT斷層圖像的三維體繪制技術是工業(yè)檢測領域中所急需的技術,利用它可以實現部件的三維檢測,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斷層數據帶有嚴重噪聲及光學傳輸函數對體繪制結果影響等因素,對工業(yè)CT斷層直接體繪制技術中若干關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數據去噪方法、面向工業(yè)CT數據性質和面

2、向繪制結果的光學傳輸函數設計方法、基于改進八叉樹的細粒度工業(yè)CT斷層數據并行體繪制方法及基于輔助序列的工業(yè)CT體數據的線特征提取等。
　　本文面向工業(yè)CT數據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,本文提出了基于結構相似性指數、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。實驗結果表明,本文提出的算法既能有效的去除工業(yè)CT斷層數據中的各種噪聲,又能盡量保持工業(yè)CT斷層數據中的細節(jié)信息不丟失。
　　高效準確的光學傳輸函數設計是工業(yè)CT斷層數據直接體繪制中另一個重要的科學問題,也是關鍵技術之一。本文從工業(yè)CT體數據本身的性質和中間繪制結果評價兩個不同角度對光學傳輸函數設計方法展開了深入的研究。對于帶有輕微偽影的體數據,本文提出的基于Fisher

4、準則的光學傳輸函數設計方法能夠提供令人滿意的繪制結果。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傳輸函數設計的方法。實驗結果表明,本文提出的方法能有效的進行光學傳輸函數設計。同時,本文把光學傳輸函數的設計轉化為函數尋優(yōu)問題,利用繪制結果圖像的質量評價結合基于自然選擇學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斷層數據體繪制技術如期望在工業(yè)生產中獲得大規(guī)模應用,一方面

5、需要很快的繪制速度,另一方面計算設備不能要求過高。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技術完成算法實現。實驗結果顯示,本文提出的方法在保持繪制質量不下降的基礎上,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數據高效稀疏表示形式,本文研究了工業(yè)CT體數據的線特征提取技術。通過改進楔形波變換進行快速線特