大視場雙螺旋錐束CT掃描與重建

《大視場雙螺旋錐束CT掃描與重建》是依託重慶大學，由曾理擔任項目負責人的面上項目。

基本介紹

• 中文名：大視場雙螺旋錐束CT掃描與重建
• 項目類別：面上項目
• 項目負責人：曾理
• 依託單位：重慶大學

中文摘要

螺旋錐束CT（計算機斷層成像）具有掃描速度快、重建圖像解析度高且軸向一致性好等優點，已開始在醫學診斷和工業無損檢測上套用。但由於錐束掃描採用的面陣探測器尺寸較小，常規單螺旋錐束掃描方式的視場直徑受到限制。本項目研究一種大視場雙螺旋錐束CT掃描方式，能夠有效地利用較小尺寸的面陣探測器實現大工件的CT檢測，具有掃描速度快、投影冗餘少等優點。根據雙螺旋錐束CT掃描的特點，改進單螺旋錐束CT近似重建算法，提出偏心的雙螺旋錐束CT近似重建算法，不需重排投影數據，算法效率高。 將小波濾波器引入到雙螺旋錐束CT重建算法中，以解決投影數據的局部截斷問題。結合單螺旋錐束CT的精確重建算法，提出雙螺旋錐束CT精確重建算法。本項目的研究既有算法理論意義，又可套用於航空航天、鐵路機車等製造業的大型工件檢測，具有較大的套用價值。

結題摘要

傳統的螺旋錐束CT要求射線束在每個投影角下完全覆蓋待檢測區域的橫截面，因此，傳統螺旋錐束CT的視場區域受限於探測器尺寸。在工業CT中，有時會遇到大工件的檢測，此時就需要使用大面板探測器。但是由於技術條件的限制，使得面板探測器的尺寸有限。本項目主要研究採用小面板探測器檢測大工件的螺旋錐束工業CT的掃描方式及相應的重建算法，以及基於工業CT圖像的圖像邊緣提取和工件缺陷檢測技術等。主要的研究成果有：大視場雙螺旋錐束CT的改進FDK重建算法、Katsevich型重建算法和BPF型重建算法，大視場半覆蓋螺旋錐束CT的改進偏心FDK重建算法，有限角錐束CT和外部錐束CT的修正TVM重建算法，從螺旋錐束CT掃描數據直接重建物體輪廓特徵的小波算法；二維圖像邊緣提取的穩健統計尺度區域擬合模型，三維圖像邊緣提取的局部穩健統計C-V模型，基於小波定位及Facet模型的三維工業CT圖像邊緣檢測，CT體數據中三維裂紋邊緣提取的融合方法，基於Wedgelet的CT體數據線特徵提取，工業CT含噪圖像中的裂紋探測，工業CT重建圖像的體數據中工件內部裂紋面提取方法，鐵道貨車鑄件數字式射線圖像缺陷檢測方法，使用FLIT-LBP紋理運算元的模糊DR圖像增強算法等。發表學術論文29篇，其中在國際期刊上發表並被SCI收錄論文16篇，在國核心心期刊發表並被EI收錄11篇。申報發明專利2項。培養畢業博士生6人，碩士研究生15人。邀請多名國內外專家來訪報告並開展合作研究。多次出席國際國內學術會議並報告。本項目的部分研究成果已套用於貨車鑄件和發動機的工業CT/DR無損檢測設備中。