锥束CT利用平板探测器获取物体的二维射线投影,并通过三维重建得到物体在扫描范围内的所有切片图像。它与传统的二维CT相比,具有扫描速度快、空间分辨率高和射线利用率高等优点,在工业无损检测和医学应用领域中都有广阔的应用前景,是当今国际CT研究领域的热门课题之一。 重建切片质量的优劣是影响CT应用效果和应用范围的重要因素。本文针对锥束工业CT系统,重点研究了影响重建切片图像质量的因素及其校正技术。主要研究内容和成果如下: 1、系统安装参数校准:在分析投影中心偏移、探测器旋转、倾斜和射线源到旋转中心距离等安装参数对重建切片的影响基础上,根据锥束CT投影特点研究出了基于实验的安装参数初步测量方法,然后提出了一种“基于细琴弦重建切片质量评估的黄金分割搜索法”来确定各安装参数的精确值,最后推导出了各安装参数误差校正方法,实验结果证明该方法能消除切片中的环形伪影并能有效地提高测量精度。 2、探测器输出校正:首先分析了X射线光场不均匀现象、探测器暗电流现象、响应不一致现象和坏像素的产生原因及其对重建切片质量的影响,然后根据CT成像原理和光子与物质作用原理建立了探测器输出模型,并推导出了暗场校正图像、增益校正图像、光场校正图像和坏像素图像、坏像素校正模板图的获取方法,以及光场、暗场、增益不均匀和坏像素校正方法。最后用蜡模试件扫描重建实验证明了该方法能有效消除切片伪影。 3、射束硬化校正:在分析射束硬化现象的成因及其对重建切片质量影响的基础上,针对单材质零件提出了实际扫描与仿真投影相结合的多项式拟合校正法,完成了CAD模型配准、吸收曲线的生成和射束硬化校正方法等关键技术的研究,最后用阶梯圆柱试件扫描重建实验证明了该校正方法能有效消除射束硬化的影响。