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【摘要】 目的：探討CT图像重建方法在半影成像中的应用效果。方法：把CT图像重建方法与半影成像相结合，以探索新的半影图像的处理方法。结果：断面重建效果较理想，重建图像可反映原始图像数据，但有噪声存在，且噪声信号对半影成像影响较明显。CT图像重建无需点扩展函数，在一定程度上避免了强干扰。结论：半影模拟成像与图像重建的结合，获得了较好的图像重建效果
惯性约束聚变实验，经探测氘氚靶丸的热核聚变释放出射线与粒子，从而得到聚变热核的内部信息。目前，中子成像用于该实验的诊断。中子成像技术包括编码成像与针孔成像[1-5]。编码成像包括半影成像。半影成像有针孔内径的尺寸比目标尺寸大的特点，使射线穿过率提高，相对压低了探测器灵敏度的下限，适用于低强度的中子图像诊断。作为相对复杂的编码成像技术，主要信息在半影区，其内每一点代表多个图像信息，图像信息可通过多个点记录，再由图像重建的方法获得图像信息。把CT图像重建方法与半影成像相结合，以探索新的半影图像的处理方法。现报道如下。
1 半影成像的图像数据处理
1.1 CT图像重建方法 CT图像重建技术应用广泛，其工作原理为：将一束平行X线经过被测物体，由于物体密度分布的差异获得投影面内X线的强度分布，然后，旋转X线入射方向从而获得多方向的强度分布，以行图像重建，获得物体的断层图像，多断层的图像重建进而得到该物体的三维重建图像。CT 图像重建方法有很多，对于滤波反投影法主要经原始图像获得多角度的投影强度分布，采取滤波反投影法以重建图像，该重建图像和投影的图像数量有关，投影所得图像幅数越多，伪像越少，然后经图像滤波后获得理想三维重建图像。
1.2 侧面图像诊断 为了获得指定方向的图像数据，采用在高能闪光x线源的斑点及等离子体的尺寸测量方法[6、7]。
1.3 CT图像重建方法在半影成像中的应用 半影成像针孔内径尺寸比物体尺寸大，且为圆形，所得图像信息存于半影区，经过图像的数据处理（成像系统点扩散函数），将圆形孔径近似为多边形，每条边即一个刀口法诊断系统，然后多角度提取数据，积分、微分计算后得到多方向投影分布，进而应用断层重建方法以重建CT图像。
2 结果
CT断面重建效果较理想，重建图像可充分反映源分布，但有噪声存在，即伪像。重建方法于图像中噪声信号较大，对半影成像影响较明显，诊断前需行噪声滤波。CT图像重建方法可容忍较强的噪声信号。由于断层重建无需点扩展函数，可自动挑取半影区内有用的图像数据，在一定程度上避免了强干扰。
3 讨论
半影成像用于中子与Y射线等辐射源的图像诊断，此种辐射源强度低，且尺寸小，当小针孔不能直接做出时才考虑应用。模拟计算时，CT图像重建采取滤波反投影法，投影图像应达到18-36幅甚至以上时，图像重建效果较好，但在实际设计中，此成像孔径有技术要求较高。为了方便计算，把编码孔的圆形孔径模拟为正多边形。圆形孔径理想，不透光，光辐射可在物体面内得到均匀辐射。先沿径线对半影图像进行微分，然后经CT图像重建，获得重建图像。所得重建结果可知，重建效果较理想，但相对于源图像，存在噪声，它是CT图像重建所固有的，可经专门噪声图像处理。对源图像的诊断，由于存在较多噪声信号，行噪声滤波为诊断前的重要步骤。噪声信号大约占图像信息的90%，对半影图像产生较大影像。CT图像重建可容忍较强的噪声信号。对半影成像的图像数据处理有多种方法，如果已知系统的点扩散函数，Wiener滤波与Lucy-Richardson 滤波方法为较常用的图像重建方法。比较重建结果，可见此两种方法，图像边沿较圆滑，锐力度下降，而CT图像重建方法可真实反映源图像信息。
综上，半影模拟成像与图像重建的结合，获得了较理想的图像重建效果，重建图像可有效反映原始图像数据，但有噪声存在。同时，图像重建无需点扩展函数，在一定程度上避免了强干扰。
参考文献
[1]Nugent K A．Coded imaging of thermonuclear neutron[J].Review of Scientific lnstr- ument ，1988，59(8)：1658—165.
[2]刘东剑，唐昶环，安竹，等．中子半影成像在ICF中的运用[J].中国科技论文在线，2005.207—219．
[3] RouyerA.A new simple method for decoding penumbra image：the filtered autocorre- lation[J].Review of Scientific Instruments，2003，74(3)：1234—1236．
[4]Disier L，Rouyer A，Wilson D C，et at．High-resolution neutron imaging of laser imploded DT targets[J].Nuclear Instruments and Methods in Physics Research A，2002，4a9(1—3)：496-502．
[5]Disdier L，Rouyer A，Fedotof A，et a1．Neutron imaging of ICF target plasmas [J].Reviewof Scientific Instruments，2003，74(3)：1832-1836．
[6]STEPHEN L， DARRYL D. Development of a dynamic spot size diagnostic for flash radiographic X·ray sources[C]//Pulsed Power Conference.[S.I.]：[S.N.]，2003．
[7]VLADIM IR Y S.Measurements of micro-focus spot size(0.005-0.1)in X—ray tubs and lens[J].SPIE，2005.15974：1—8．
惯性约束聚变实验，经探测氘氚靶丸的热核聚变释放出射线与粒子，从而得到聚变热核的内部信息。目前，中子成像用于该实验的诊断。中子成像技术包括编码成像与针孔成像[1-5]。编码成像包括半影成像。半影成像有针孔内径的尺寸比目标尺寸大的特点，使射线穿过率提高，相对压低了探测器灵敏度的下限，适用于低强度的中子图像诊断。作为相对复杂的编码成像技术，主要信息在半影区，其内每一点代表多个图像信息，图像信息可通过多个点记录，再由图像重建的方法获得图像信息。把CT图像重建方法与半影成像相结合，以探索新的半影图像的处理方法。现报道如下。
1 半影成像的图像数据处理
1.1 CT图像重建方法 CT图像重建技术应用广泛，其工作原理为：将一束平行X线经过被测物体，由于物体密度分布的差异获得投影面内X线的强度分布，然后，旋转X线入射方向从而获得多方向的强度分布，以行图像重建，获得物体的断层图像，多断层的图像重建进而得到该物体的三维重建图像。CT 图像重建方法有很多，对于滤波反投影法主要经原始图像获得多角度的投影强度分布，采取滤波反投影法以重建图像，该重建图像和投影的图像数量有关，投影所得图像幅数越多，伪像越少，然后经图像滤波后获得理想三维重建图像。
1.2 侧面图像诊断 为了获得指定方向的图像数据，采用在高能闪光x线源的斑点及等离子体的尺寸测量方法[6、7]。
1.3 CT图像重建方法在半影成像中的应用 半影成像针孔内径尺寸比物体尺寸大，且为圆形，所得图像信息存于半影区，经过图像的数据处理（成像系统点扩散函数），将圆形孔径近似为多边形，每条边即一个刀口法诊断系统，然后多角度提取数据，积分、微分计算后得到多方向投影分布，进而应用断层重建方法以重建CT图像。
2 结果
CT断面重建效果较理想，重建图像可充分反映源分布，但有噪声存在，即伪像。重建方法于图像中噪声信号较大，对半影成像影响较明显，诊断前需行噪声滤波。CT图像重建方法可容忍较强的噪声信号。由于断层重建无需点扩展函数，可自动挑取半影区内有用的图像数据，在一定程度上避免了强干扰。
3 讨论
半影成像用于中子与Y射线等辐射源的图像诊断，此种辐射源强度低，且尺寸小，当小针孔不能直接做出时才考虑应用。模拟计算时，CT图像重建采取滤波反投影法，投影图像应达到18-36幅甚至以上时，图像重建效果较好，但在实际设计中，此成像孔径有技术要求较高。为了方便计算，把编码孔的圆形孔径模拟为正多边形。圆形孔径理想，不透光，光辐射可在物体面内得到均匀辐射。先沿径线对半影图像进行微分，然后经CT图像重建，获得重建图像。所得重建结果可知，重建效果较理想，但相对于源图像，存在噪声，它是CT图像重建所固有的，可经专门噪声图像处理。对源图像的诊断，由于存在较多噪声信号，行噪声滤波为诊断前的重要步骤。噪声信号大约占图像信息的90%，对半影图像产生较大影像。CT图像重建可容忍较强的噪声信号。对半影成像的图像数据处理有多种方法，如果已知系统的点扩散函数，Wiener滤波与Lucy-Richardson 滤波方法为较常用的图像重建方法。比较重建结果，可见此两种方法，图像边沿较圆滑，锐力度下降，而CT图像重建方法可真实反映源图像信息。
综上，半影模拟成像与图像重建的结合，获得了较理想的图像重建效果，重建图像可有效反映原始图像数据，但有噪声存在。同时，图像重建无需点扩展函数，在一定程度上避免了强干扰。
参考文献
[1]Nugent K A．Coded imaging of thermonuclear neutron[J].Review of Scientific lnstr- ument ，1988，59(8)：1658—165.
[2]刘东剑，唐昶环，安竹，等．中子半影成像在ICF中的运用[J].中国科技论文在线，2005.207—219．
[3] RouyerA.A new simple method for decoding penumbra image：the filtered autocorre- lation[J].Review of Scientific Instruments，2003，74(3)：1234—1236．
[4]Disier L，Rouyer A，Wilson D C，et at．High-resolution neutron imaging of laser imploded DT targets[J].Nuclear Instruments and Methods in Physics Research A，2002，4a9(1—3)：496-502．
[5]Disdier L，Rouyer A，Fedotof A，et a1．Neutron imaging of ICF target plasmas [J].Reviewof Scientific Instruments，2003，74(3)：1832-1836．
[6]STEPHEN L， DARRYL D. Development of a dynamic spot size diagnostic for flash radiographic X·ray sources[C]//Pulsed Power Conference.[S.I.]：[S.N.]，2003．
[7]VLADIM IR Y S.Measurements of micro-focus spot size(0.005-0.1)in X—ray tubs and lens[J].SPIE，2005.15974：1—8．