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计算机断层成像技术（Computed Tomography，CT）以其能够在不损伤扫描物体的前提下获得物体的内部结构信息的优点，在临床医学检查、工业器件损伤检测、材料成分分析、科学研究等方面占据了至关重要的位置。关于CT的研究大体上可以分为改进CT重建图像质量和在保证CT重建图像质量的前提下进行其他方面的改进。 本文致力于在实验室已有micro-CT成像系统基础上从软件算法方面提升重建图像质量，主要工作可以分为以下几点： （1）为了提高重建图像的分辨率，提出了一个基于单图像超分辨率的micro-CT重建图像分辨率提高框架。该框架利用已有的基于双字典稀疏重建的单图像超分辨率方法，在正弦域或投影域进行单图像超分辨率重建，再通过滤波反投影算法重建得到分辨率提高的重建图像。最后进行了仿真数据和实测数据实验对分辨率提升效果进行了验证。 （2）为了提高重建图像的对比度，提出了一种基于极坐标变换的micro-CT环形伪影去除方法。首先将直角坐标系下的重建图像转换到极坐标系下，然后通过将原图像低通滤波图与原图像的差异图转换到极坐标系下及相应的阈值来确定极坐标系下条形伪影所在位置，再之后根据确定的伪影位置选择附近的正常像素来修正伪影，再将图像转换到直角坐标系下。最后进行了仿真数据实验和实测数据实验对本算法的环形伪影去除效果进行了验证。 （3）为了提高重建图像的对比度，有效区分相应软组织，结合了非局部均值滤波（Non-localMeans，NLM）算法和双能CT多材料分解（Multi-Material Decomposition，MMD）算法形成基于NLM-MMD的双能CT重建方法。该方法首先对两个能谱下的重建图像进行非局部均值滤波，然后根据测得的各种基材料在相应能谱下的吸收系数，利用双能CT多材料分解方法将两个能谱重建图像按照每三种基材料一组分解成相应的基材料组合并确定最佳的分解方案，最后进行了实测数据实验对双能CT材料分解的效果进行了验证。 （4）为了综合提高重建图像质量，本文将上述三种方法结合形成一套micro-CT重建图像质量综合提高方法。首先对重建图像进行分辨率提高，然后校正重建图像中的环形伪影，最后对两个能谱下的分辨率提高及环形伪影校正后的数据进行双能CT多材料分解。并对二维情况下micro-CT重建图像质量综合增强效果进行了验证。