【摘 要】
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计算机分层成像技术(Computed Laminography,CL)是一种有效检测物体内部信息的无损检测技术,与计算机层析成像技术(Computed Tomography,CT)相比,它解决了板状构件成像时所存在的射线穿不透、成像空间受限等问题,CL技术适用于印刷电路板、集成芯片、航空材料等板状构件的无损检测。由于CL扫描结构的限制,导致投影数据不完备,重建图像中存在有限角伪影和混叠伪影,不能满
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计算机分层成像技术(Computed Laminography,CL)是一种有效检测物体内部信息的无损检测技术,与计算机层析成像技术(Computed Tomography,CT)相比,它解决了板状构件成像时所存在的射线穿不透、成像空间受限等问题,CL技术适用于印刷电路板、集成芯片、航空材料等板状构件的无损检测。由于CL扫描结构的限制,导致投影数据不完备,重建图像中存在有限角伪影和混叠伪影,不能满足工件的高精度无损检测需求。因此,研究CL图像重建算法进而提高重建图像质量具有重要现实意义。本文基于直线CL系统进行重建算法研究,重点探讨了CL滤波反投影(Filtered Back Projection,FBP)重建算法,分析了图像的重建效果并提出改进算法,主要研究内容如下:第一,推导了直线CL投影几何关系,实现了基于分层方向重建的直线CL解析重建算法。实验结果表明,相较基于断层方向的重建算法,基于分层方向的算法重建图像中混叠伪影减弱;较单向直线CL而言,正交直线CL投影数据信息更充足,重建效果更佳。第二,提出基于投影视角加权(View-Weighted,VW)的FBP算法(VW-FBP)。非焦平面中的高密度特征会对焦平面重建图像产生干扰,从而造成重建图像中的混叠伪影。本文通过计算不同投影视角分层图像间的不相似度,并对其进行加权,有效抑制了高密度特征对其它层的干扰现象,从而减少混叠伪影。进一步,分析了加权系数调整参数对重建图像质量的影响,实验结果表明,加权系数调整参数越大,图像中混叠伪影越少,图像越清晰,加权后的层灵敏度曲线的调制度增加了约0.2。第三,提出基于三方向滤波(Multidimensional Filtering,MF)的FBP算法(MFFBP)。FBP算法中的滤波函数对去除重建图像模糊有重要的作用,为了减少层与层之间的干扰,可在滤波部分增加层方向滤波,进而使图像中混叠伪影减少,图像更为清晰。文中采用了三种滤波函数分析滤波效果,仿真实验和实际实验表明,MF-FBP算法可以有效去除重建图像中的混叠伪影,Hanning窗和Hamming窗的重建效果最佳,层灵敏度曲线的调制度增加了0.165,选用Sinc窗的层灵敏度曲线的调制度增加了0.075,但重建图像存在过度锐化现象。
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