基于直线扫描的X射线分层重建算法研究

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X射线透照成像过程中,在对板状工件进行CT扫描成像时,由于工件的长度和厚度比值较大,当射线束与构件接近平行时,使得射线束透射强度减弱,图像重建效果较差,难以应用到多层印刷板或者太阳能电板检测的工业环境中。而CL成像技术的线型扫描方法,可以解决板状构件成像质量较差的问题,但射线源和探测物的一次相反运动只能实现被检测物指定深度层的清晰成像,要获取被检测物不同深度层的结构信息需要多次相反运动,增加了时间成本,无法在一些如安检或者是工业流水线检测等对实时检测要求比较高的工业环境中得到应用。针对上述问题,本文开展了基于直线扫描的X射线多视角成像以及多视角图像聚焦成像重建算法的研究,提出了一种基于直线扫描的X射线分层重建的方法。在图像信息采集系统中,仅需被检测物沿直线通过检测区域便可实现对目标物的多视角成像,提取有效的多视角图像信息进行合成孔径成像,实现目标物不同深度层的重建,验证了本文方法的可行性。由于合成孔径成像结果中重建图像不仅包含目标物信息,其散焦区域也包含干扰信息,这使得目标物图像比较模糊,重建质量较差。针对这一问题,本文开展了基于聚焦区域增强的算法研究,该算法利用合成孔径的散焦原理对重建图像进行三分图标记,运用聚焦区域提取算法实现目标物和遮挡物分离,有效增强了目标物的可识别性。通过实验对该算法进行验证,所得实验结果表明本文提出的基于直线扫描的X射线分层重建算法可以有效去除散焦引起的模糊,实现较好的重建效果。因此,本方法对于板状构件可以实现任意深度层的重建,有较强的实时性,可用于多层板状构件的快速成像检测,提高被遮挡物的可识别性,在一些工业检测中有较大的应用前景。
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