论文部分内容阅读
在工业CT系统中,系统旋转中心与重建旋转中心偏离使得重建图像边缘模糊,系统空间分辨率和尺寸测量精度下降。因此,对旋转中心的精确定位显得尤为重要。本文详细介绍和分析了基于投影正弦图的两种旋转中心定位方法的原理和特点。通过实际CT投影数据实验表明,此类方法简单高效,但是,在定位精度和抗干扰方面都有不足之处。相对角法受到空气噪声、随机噪声和体积效应的影响,精度较低。投影正弦图重心法中投影图左右两侧空气噪声不均会严重影响定位精度。在此基础上提出了基于投影正弦图的边缘法,其定位旋转中心精度高于其他方法,能达到亚像素级,但是仍然不满足高精度CT系统对旋转中心定位精度的要求。针对基于投影正弦图法精度不高的问题,本文分析了原因并研究了旋转中心偏移量与重建CT图像边缘响应函数和点扩展函数之间的关系。通过实际CT图像实验研究,发现系统旋转中心偏移量与点扩展函数极大值在一定范围内成高斯函数分布关系。在此基础上,提出了一种通过拟合点扩展函数极值求旋转中心偏移量的方法,简称PSF法。通过大量的实际CT图像实验验证,在图像像素尺寸接近CT系统空间分辨力极限条件下,本文提出的PSF法定位精度仍能达到10-2像素级,比常用的基于投影正弦图的旋转中心定位法精度提高一个数量级。经过PSF法校正旋转中心偏移量能明显提高系统空间分辨率。最后讨论了本文提出的PSF法的适应性,分析了图像信噪比、图像环形伪影以及由探测器串扰引起的伪影对该方法定位精度影响。通过实际CT图像实验表明:图像信噪比、环形伪影和由串扰引起的边缘伪影均会影响旋转中心定位精度,但是该方法定位精度仍能达到10-2像素级,并远高于其他方法的定位精度。因此本文提出的方法能精确定位旋转中心位置并具有较强的适应性。