基于面阵探测器的锥束XCT重建算法研究

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计算机断层成像是指通过对物体多角度下的X射线扫描获得采集数据并把这些数据转变成截面的图像的成像技术,其中锥束CT具有扫描速度快、图像分辨率较高、辐射利用率高等优点,成为CT的研究热点和发展方向。本文针对面阵探测器下采集到的投影数据特点,首先讨论了X射线成像的原理,然后阐述了二维等距扇束CT和三维锥束CT的重建原理与算法,最后研究了CT重建滤波器的设计和去除工业CT中环形伪影的方法。论文研究内容主要分为三部分:1.讨论了Radon变换,详细阐释了二维和三维Radon变换在图像重建中的具体形式;同时对中心切片定理,做了初步的解释;以Radon变换和投影定理为基础,分析了滤波反投影结构算法和等距扇束CT的重建算法。2.研究了CT重建滤波器的设计,通过分析CT滤波器的定义,推导出一种新的滤波器的定义形式;通过与常用的R-L滤波器、S-L滤波器、余弦窗滤波器和RL-SL混合滤波器对比、验证,得出新的滤波器的重建效果最接近原图像.3.研究推导了圆轨迹锥束CT重建的FDK算法,分析了算法的误差;利用常见的改进加权因子的方法,把由于锥角大小限制而对重建结果产生的影响减到最小;为了去除工业CT中由于探测器像元的缺陷引起的环形伪影,分析了环形伪影的特征,并提出了极坐标法和正弦图修正法,很好的去除了重建图像的伪影。
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