多能X射線CT統(tǒng)計重建算法研究.pdf

1、計算機層析成像技術（Computerized Tomography，簡稱CT）是目前最先進的無損檢測技術之一，在很多方面都得到了廣泛的應用。由于其具有重建圖像無影像重疊、空間和密度分辨率高等特點，因此在工業(yè)檢測和醫(yī)療診斷方面應用更為廣泛。
　　傳統(tǒng)的CT重建算法基于X射線源為單能的假設，然而在工業(yè)和醫(yī)用CT中所用的X射線源通常是多能的，獲得的是多能的投影數(shù)據(jù)，直接用多能投影數(shù)據(jù)進行圖像重建將產(chǎn)生硬化偽影；如果待測物體由多種材質組成

2、且材質之間密度差異大，射線將被高密度物質大量吸收，致使產(chǎn)生不完全的投影數(shù)據(jù)，使用傳統(tǒng)CT重建算法進行重建，則將產(chǎn)生金屬條狀偽影。投影數(shù)據(jù)和重建算法的不一致導致了硬化偽影和金屬偽影。
　　本文基于統(tǒng)計重建算法，結合多能X射線，通過構建多能X射線CT投影測量值模型和目標模型，推導了多能X射線CT統(tǒng)計重建算法。本算法中，投影數(shù)據(jù)遵從泊松分布，并且假設待測物體由已知的若干材質組成，將線性衰減系數(shù)表示為質量衰減系數(shù)與密度的乘積。通過仿真實驗

3、和實際數(shù)據(jù)驗證，本文提出的方法對金屬偽影和硬化偽影都有較好的抑制，較逼真地反映了工件的原始結構信息。但是在高密度物質周圍模糊、對比度不夠高。針對上述問題，對上述算法進行改進：利用分割算法對圖像進行分割，獲取圖像信息，將圖像信息引入多能X射線CT統(tǒng)計重建算法中，同時加入罰函數(shù)，加強圖像邊緣和細節(jié)信息，得到基于先驗的多能X射線CT統(tǒng)計重建算法。實驗表明，使用該算法重建的圖像，不僅硬化偽影和金屬偽影得到很好的抑制，而且高密度物質周圍圖像模糊降