近年来,面向公共交通的恐怖活动、毒品走私等恶性事件在全球范围内不断发生,公共安全成为世界各国关注的焦点,安检需求逐年提升。CT型行李物品机是爆炸物和毒品的有效检测设备,而单层螺旋CT设备由于其快速的三维检查能力,紧凑的设备体积和相对较低的成本,得到了越来越多的关注,并具有良好的市场前景。本文针对这类产品所涉及的核心重建算法进行了系统的研究,主要研究内容为双能量单层螺旋CT重建算法,以及用双能DR图像对CT图像进行修正的方法。本文研究了目前单层螺旋CT型物品机的检查流程和重建方式,分析了其中存在的z方向分辨率低和近似重建产生的层间螺旋伪影等问题,为解决这些问题,提出了新的应用于单层螺旋双能CT的重建算法。1.针对单层螺旋CT提出了ART+3DTV重建算法。通过对ART+TV方法进行推广,利用CT数据在三维方向的连续性,在ART循环中引入3DTV最小化进行约束,使单层36°投影的有限角问题能够快速收敛,减少了每层重建所需的投影数据,使可重建层数增多到原来的5-10倍,并且大大减少了层间螺旋伪影。2.针对实际物品机系统中双能CT+双能DR结合的扫描方式,提出了利用DR投影修正CT重建结果的方法。该方法利用ART重建过程使两套数据集在几何上相容,又利用康普顿-光电效应方法对双能投影数据进行分解,消除了不同的采集系统能谱相应不同的影响,使两套数据在物理意义上统一。DR对CT重建结果进行修正后,重建精度明显提高。此外,由于该算法计算量巨大,需要通过算法并行化使重建速度接近实用。本文利用GPU实现了对新的重建算法进行了加速,最终重建256×256×256的行李数据材料信息的总时间为46秒,已能够适用于算法调试工作,并满足一定的检查通过率。