CT断层扫描检测法是通过获取物体在不同角度的射线投影值进而重建其横截面图像的无损检测方法,在医学、工业、农业等领域都起到良好的使用效果。本文研究了工业CT技术的成像原理和方法,构建一套木材断层扫描CT系统,并从硬件构成、图像重建算法、软件开发、应用实例四个方面对该系统做了详尽的阐述与分析。木材断层扫描CT系统硬件部分是无损检测设备的主体,主要由扇形X射线发射器、等距平板探测器、载物平台、计算机、支架车和防护系统构成。前三者共同构成数据采集系统,与医学CT不同,该系统发射器和探测器位置固定不动,采集数据过程中,样本置于载物台中心并匀速转动,获取各旋转角度的投影数据,并存储于数据文件中。防护系统的铅室和防护衣对X射线有一定屏蔽作用,减少操作者受到辐射伤害。图像重建算法决定CT系统成像的质量和效率,是本文重要的研究部分。目前图像重建算法主要有代数迭代法和反投影成像法两种。本文通过对CT技术成像原理的研究,以卷积反投影重建算法为理论基础,提出一种反投影坐标快速算法,该算法由投影坐标值计算、投影数据采集与存储、投影数据处理和滤波反投影计算四部分构成。投影坐标值仅在第一次图像重建时计算一次并存储于数据文件中,以后每次反投影成像,可根据数据文件中投影坐标值直接提取对应的投影数据与滤波函数作卷积运算,提高计算机运算效率,从而完成图像重建工作。由于单一图像只反映一个角度下断层结构,本文又完成了立体图像三视图的重建工作。采用扫描多个断层,等间距插层的方法重建三切面图像和透视图,实现木材内部结构特征的全方位观察与研究。木材断层扫描CT系统的软件部分是对图像重建算法的实现,软件的兼容性和运行效率决定系统的可行性和有效性。本文编写的软件是以C++语言为基础,基于Windows系统的Visual Studio 2010编程环境下开发的,各功能块的实现主要是对反投影坐标快速算法的延伸和重建图像的处理与分析。软件总体功能框架分为五个模块,分别为数据采集与存储模块、反投影成像模块、图像处理模块、图像分析与储存模块和调色板模块。各模块下又有多个对话框,实现模块下的子功能。为给用户良好的视觉感受和操作体验,对软件做了包装处理,如美化主界面、启动界面和帮助系统等。为检验实验室研制的木材断层扫描CT系统的可行性和有效性,选择多种材性、结构、形状、大小不同的木质材料进行扫描实验和实例分析,从旋转中心校正、横切面图像重建、正弦图像重建、三切面视图和透视图重建四个方面阐述了检测结果。结果表明,重建断层图像清晰度高,图像测量误差范围在1%以内,三切面视图和透视图为木材内部缺陷的观察与定位提供了可靠的依据。本文旨在研发一种木材断层扫描CT系统,并详尽的阐述了该系统的研制过程和木材检测方法,最后通过应用实例证明该系统的可行性和有效性,在木材科学研究、木材无损检测、木材加工与利用等领域可发挥较大作用。