同步輻射CT技術研究及應用.pdf

1、本文首先總結概述了SR-CT技術的原理以及目前國內(nèi)外研究現(xiàn)狀。在此基礎上，對SR-CT技術進行了較系統(tǒng)全面和深入的研究；針對吸收系數(shù)相近的多組分材料，吸收成像無法分辨的情形，提出了衍射增強SR-CT方法。為獲得材料變形的三維位移場，提出了基于三維結構圖象的數(shù)字圖像相關法。作為SR-CT技術的應用，研究了泡沫鋁材料在準靜態(tài)壓縮過程中的內(nèi)部微結構演化及其相關的力學性能分析。 本人的主要研究內(nèi)容與創(chuàng)新之處：一、對SR-CT技術進行了系

2、統(tǒng)深入的研究，分析比較了適應于SR-CT技術的幾種不同重建算法，總結了不同算法的優(yōu)缺點，對算法中的參數(shù)進行了優(yōu)化，同時提出了一種優(yōu)化新算法——混合算法。分析研究了不完全投影數(shù)據(jù)SR-CT技術重建圖像的質(zhì)量，給出了重建圖像質(zhì)量與投影數(shù)據(jù)殘缺量之間的關系，同時提出了改善不完全投影數(shù)據(jù)重建圖像質(zhì)量的方法。對SR-CT技術的誤差進行了分析，給出了SR-CT技術誤差的四種基本形式。 二、研究了衍射增強SR-CT技術。針對吸收系數(shù)相近的多組

3、分材料(如復合材料、陶瓷材料等)，吸收成像技術往往無法清晰分辨各組分，為此對X射線衍射增強成像方法進行了實驗研究，并與SR-CT技術相結合，以提高重建圖像的襯度分辨率。實驗研究表明，該技術對不同元素間的邊界襯度有著增強作用，且增強效果明顯。 三、研究了數(shù)字圖像三維相關方法。在SR-CT技術獲取物體內(nèi)部三維結構圖像的基礎上，提出了三維位移場計算的數(shù)字圖像相關法，論述了數(shù)字圖像三維相關法原理，給出了其計算窗口的形式、大小以及相關系數(shù)

4、的擬合函數(shù)，并詳細介紹了整像素位移與亞像素位移的求解過程，最后通過模擬實驗證實了該方法的可行性。 四、應用SR-CT技術研究了泡沫鋁材料的壓縮變形行為。選取開孔及閉孔兩種不同孔結構的泡沫鋁材料作為研究對象，應用SR-CT技術對兩種不同孔結構泡沫鋁材料的壓縮變形行為進行了研究。獲得了壓縮過程中開孔及閉孔泡沫鋁材料內(nèi)部微結構的演化圖像，通過對演化圖像的處理與計算，分析了開孔及閉孔泡沫鋁材料的不同壓縮變形機理。 最后，總結全文