不完全X光投影數(shù)據(jù)的代數(shù)重建算法研究.pdf

1、X光投影技術(shù)自從上個(gè)世紀(jì)70年代以來獲得了迅速的發(fā)展，可以檢測出物體的二維、三維密度分布圖像，以此來確定物體內(nèi)部的幾何結(jié)構(gòu)、性質(zhì)、位置、大小等，被國際無損檢測界公認(rèn)為最佳的無損檢測手段。本文以國家自然科學(xué)基金重點(diǎn)項(xiàng)目“高速X光錐束三維成像與新型散射方法探測毒品/爆炸物的原理及應(yīng)用研究”為背景，主要研究物體的重建算法，包括解析重建算法和代數(shù)重建算法兩種形式?，F(xiàn)行可實(shí)用的X光投影系統(tǒng)多采用完全投影數(shù)據(jù)的解析重建算法，而實(shí)際中由于要求快速的檢

2、查行李包裹通常很難檢測到或者無法檢測到完全的投影數(shù)據(jù)，該算法將無能為力，而代數(shù)重建算法則適合于不完全投影數(shù)據(jù)的重建，但其最大缺點(diǎn)是重建速度慢。 如何提高代數(shù)重建算法的重建速度，同時(shí)兼顧圖像重建質(zhì)量，一直是國際上許多學(xué)者追求的目標(biāo)。為了達(dá)到這個(gè)目標(biāo)，本文研究了二維平行束不完全投影數(shù)據(jù)下代數(shù)重建算法的圖像重建速度和圖像重建質(zhì)量，并提出了一種基于POCS約束的代數(shù)重建算法，改進(jìn)了圖像的重建速度和重建質(zhì)量。同時(shí)實(shí)現(xiàn)了三維錐束投影的代數(shù)重

3、建算法，并利用Blob函數(shù)作為迭代柵格的基函數(shù)對(duì)物體的重建質(zhì)量有了一定的改進(jìn)。本文具體的工作包括以下幾個(gè)方面： (1)分析了X光投影重建的研究現(xiàn)狀，介紹了X光投影重建的物理數(shù)學(xué)基礎(chǔ)，分析了射線束的三種掃描結(jié)構(gòu)的優(yōu)缺點(diǎn)。 (2)介紹了代數(shù)重建算法的原理，實(shí)現(xiàn)了ART算法的重建，并給出了圖像重建質(zhì)量的兩套評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)。 (3)提出了一種基于POCS約束的ART重建算法，改進(jìn)了投影系數(shù)矩陣的計(jì)算，在反投影的過程中對(duì)不完全投