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相似文献
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1.
罗守胜  杨建生  周铁 《计算物理》2013,30(6):799-807
基于反演Hilbert变换的Tricomi公式和双曲余弦函数Taylor展开,给出一种反演双曲余弦Hilbert变换(CHT)的数值算法,并应用于单光子发射计算机断层成像.利用Taylor展开将函数的CHT变换表示为其Hilbert变换和由各阶矩组成的修正项.利用Tricomi公式得到一个关于函数各阶矩的线性方程组.通过对方程组的截断,可以求得函数的有限阶矩,并得到函数的近似重建.通过数值实验与精确重建公式进行比较,验证了算法的有效性.  相似文献   

2.
Using scattered radiation as useful information to improve radioisotope image quality is a topic attracting many researchers. Some reports showed that incorporating scattered components offers a possibility to improve image quality. The general method is modeling scatter in multiple energy windows and incorporating that information into the reconstruction process. However, what the performance will be and how noise will behave when using scattered radiation in reconstruction are not yet well answered. In this paper, we investigate a method of modeling scatter in multiple energy windows in cases of a few projection views. The system performance is analyzed using singular value decomposition and resolution kernels. For noise behavior investigation, reconstructions are accomplished by estimating the variance of reconstructed voxel values and the effectiveness of using scatter is evaluated by resolution kernel analysis. The results show there are improvements in normalized mean-square error of the images and the resolution kernels. When photon counts fall below about one million, it is still effective to use scatter for some cases of a few projections  相似文献   

3.
The single photon emission computed tomography (SPECT) imaging system has shift-variant characteristics due to non-uniform attenuation of gamma-ray, collimator design, scattered photons, etc. In order to provide quantitatively accurate SPECT images, these characteristics should be compensated in the reconstruction. This paper presents a new method to correct the shift-variant characteristics, which is based on a continuous-discrete mapping model and filtered backprojection (FBP) method, in which the projection data are assumed to be acquired by narrow ray sum beams in the FBP method and the assumed data set is expressed as a linear combination of the actual projection data. Narrow ray sum beams are approximated by a weighted sum of the original sensitivity functions. Thus, at the reconstruction the projection data are first modified using an approximation and the FBP method is then applied to the corrected projection data and a SPECT image is reconstructed. We further propose a technique that requires the inversion of smaller matrices than the conventional algebraic method; the amount of calculation and memory space become smaller and the stability of the calculation is greatly improved as well. The results of the numerical simulations are also demonstrated.  相似文献   

4.
张凤生  王海峰  张阳 《光子学报》2009,38(7):1820-1825
将光学相干层析成像系统采样臂的光纤与聚焦系统和被测样品作为一个整体来模拟光学相干层析成像信号的形成机理.通过追迹采样光束中每一光子在聚焦系统和被测样品中的随机传输轨迹,来决定该光子对光学相干层析成像信号是否有贡献及贡献大小.对样品IntralipidTM的模拟结果与实验结果表明:1)高散射系数和弱前向散射是引起光学相干层析成像信号随测量深度增加迅速减弱的主要原因;2)对于确定的聚焦系统,光纤的数值孔径有一最佳取值范围.数值孔径太小,则光学相干层析成像信号很弱;数值孔径超出这一范围继续增大,光学相干层析成像信号变化很小.3)当光纤的光轴偏离聚焦系统的光轴h距离时,光学相干层析成像信号随h的增加而减弱.  相似文献   

5.
A new prototype of single photon imaging system based on wedge and strip anodes is developed. The prototype can directly measure the intensity and position information for an ultra-weak radiant source which takes on the character of single photons. The image of the ultra-weak radiant source can be reconstructed with a wedge and strip anodes detector and an electronic readout subsystem by photon counting and photon position sensitive detecting in a period of time. With proper evaluation, the prototype reveals a spatial resolution superior to 150μm, a 66-kHz maximal counting rate and a dark-count below 0.67 count /cm^2 s.  相似文献   

6.
SPECT (single photon emission computed tomography) images can visualize physiological functions directly and are diagnostically useful. The reconstruction methods based on the Continuous-Discrete (C-D) mapping model have an immediate effect on SPECT imaging because they employ photon detection kernels describing the photon transport from the body to the detector. However, in a spatially varying focal length geometry, the concentration of the sensitivity around the center of rotation of the detector causes a change in the response from the original image to the reconstructed image. As a result, a false hot spot often appears around the center of rotation. This paper presents a convenient method to repress the change by correcting the resolving kernels. Numerical simulations show that the method can reduce the false hot spots.  相似文献   

7.
结合量子力学计算与蒙特卡罗随机方法,发展了一种仿真实验方法.该方法通过对实验仪器不确定度的引入,对Schulz等在2003年开展的100MeV/uC6+与氦原子的碰撞电离实验(Nature,2003,422(6927):48.)进行了仿真模拟.结果表明,反应显微成像谱仪位置分辨、靶温度以及引出电场电压的细微的波动都能够...  相似文献   

8.
偏振门用于对散射介质成像的蒙特卡罗模拟研究   总被引:1,自引:1,他引:1  
李伟  何永红  马辉 《光子学报》2008,37(3):518-522
通过蒙特卡罗模拟研究偏振光在散射介质中的传播,对通过散射介质的偏振光的强度分布进行模拟,分析了偏振门和空间滤波对成像的影响.模拟结果表明,对于Rayleigh散射体,偏振门与空间滤波可以减小散射光的影响,提高图像对比度,圆偏振光入射比线偏振光具有更高的对比度.对于Mie散射粒子,偏振门的作用有限,不同偏振光的结果差别不大.对双组分的散射介质也进行了模拟,偏振门在这种体系中仍能提高图像对比度.  相似文献   

9.
基于蒙特卡罗模拟的射束硬化校正方法   总被引:3,自引:0,他引:3  
传统的射束硬化校正方法, 通常需要针对每一种材料测量该材料对射线的吸收曲线. 由于吸收曲线对实验条件有很大的依赖性, 每当改变X光机电压或者被测工件的材料等条件时,需要重新测量吸收曲线才能完成硬化校正过程. 这种方法费事费时. 本文提出了基于蒙特卡罗模拟计算物质吸收曲线的硬化校正方法. 实验中, 分别用本方法和传统的硬化校正方法对铝工件进行硬化校正, 经过比较, 确认本方法是有效的. 然后用该方法对不同材料(铝、铁和铜)的工件进行校正. 实验结果表明, 本方法能有效消除各种材料工件图像中的硬化伪影, 是快速的和切实可行的.  相似文献   

10.
采用蒙特卡罗方法对中子针孔成像系统进行了点扩展函数(PSF)的模拟研究, 利用高斯拟合的数学方法分析比较了几种不同条件下该系统的PSF。 研究结果表明, 在偏离量较小时, 利用高斯拟合得到的中子针孔成像系统的PSF是可行的, 而采用挡板可以很显著地减少拟合误差和提高其空间分辨率。 The point spread function (PSF) of a pinhole imaging system for fast neutron has been studied through Monte Carlo method. The PSFs under different conditions have been obtained and analyzed by fitting the simulating data with Gauss function. As the results show, when the excursion is little, the PSF obtained by Gauss function fitting is feasible. A baffle will reduce the error and improve the spatial resolution remarkably.  相似文献   

11.
应用Geant4系统对中子针孔成像的点扩展函数进行了模拟研究.建立了点扩展函数的数学模型,并将其分布图像与能量沉积数据的分布图像作了比较,可看出点扩展函数与能量沉积数据吻合得较好.研究结果表明,在一定偏移量范围内,拟合得到的点扩展函数更好,能得到较好的图像分辨率.通过对不同入射能量在一定偏移量入射下的点扩展函数讨论认为,入射能量增大虽然会增强图像的对比度,但会降低分辨率.  相似文献   

12.
单链DNA在受限环境中伸展的Monte Carlo模拟   总被引:1,自引:0,他引:1  
将MonteCarlo方法和键长涨落算法相结合,模拟了受限于两平行平面间的单链DNA分子在外力作用下的伸展以及撤除外力以后弛豫的动力学过程,研究了受限程度对DNA分子的伸展长度及弛豫过程的影响.结果表明,随着受限程度的增加,DNA分子链的构象更加伸展,这主要是由于随着平面间距的减少,DNA分子不同链段之间流体力学相互作用将会被平面屏蔽所致,受限程度不同时DNA分子的弛豫过程进一步证实了这一点.DNA分子的伸展长度(即末端距)随着流速的变化关系与文献给出的实验结果及其对此所做的理论分析是基本一致的.  相似文献   

13.
初步探讨利用X射线成像反推核爆当量.建立特征环小孔几何模型,采用MCNP4C进行模拟,从模拟源面积,Ec的选取,环宽、等效温度及X射线入射角度的影响等方面对蒙特卡罗模拟进行讨论.在模拟时宜选取源面积S0=6.25π cm2、能量截断值Ec=2×10-8 MeV,需考虑能量响应和角度响应.对等效温度为1.4 keV和3.8 keV、X射线入射角度为0°,1°,2°,3°,4°,5°,6°的特征环小孔模型分别进行模拟,给出根据这些模拟结果反推核爆当量的具体方法.  相似文献   

14.
Computed tomography has been proven to be useful for non-destructive inspection of structures and materials. We build a three-dimensional imaging system with the photonically generated incoherent noise source and the Schottky barrier diode detector in the terahertz frequency band(90-140 GHz). Based on the computed tomography technique, the three-dimensional image of a ceramic sample is reconstructed successfully by stacking the slices at different heights. The imaging results not only indicate the ability of terahertz wave in the noninvasive sensing and non-destructive inspection applications, but also prove the effectiveness and superiority of the uni-traveling-carrier photodiode as a terahertz source in the imaging applications.  相似文献   

15.
裴香涛  王翔  邵鹏  黄文浩 《光子学报》2008,37(4):625-630
采用蒙特卡罗方法分析了光子在树脂中的输运过程,建立了紫外光单点固化模型,并进行了单点固化过程的模拟计算,通过曝光固化实验验证了该算法的可靠性.理论模拟和实验结果表明,当曝光能量达到临界值,固化点的高度和直径随曝光时间、功率的增大呈对数关系增大.利用该算法可以模拟各种不同光强分布的曝光固化过程,为加工分辨率的提高和工艺参量的优化提供理论基础.  相似文献   

16.
LED梯度折射率封装结构的蒙特卡罗模拟   总被引:2,自引:1,他引:1  
针对封装胶中掺杂纳米颗粒以及采用梯度折射率的LED封装模式,用蒙特卡罗方法模拟光在胶体中的传播,分析散射系数对透光率的影响.结果表明,透光率随散射系数增大而减小.对于固定的封装层数,各层均采取最佳折射率值时,透光率可以达到最大.梯度折射率值逐渐减小的多层纳米掺杂封装结构,透光率高于传统的封装模式,能够提高LED的出光效率.  相似文献   

17.
余仁勇  金尚忠  梁培  岑松原  王乐 《光子学报》2014,39(12):2200-2203
针对封装胶中掺杂纳米颗粒以及采用梯度折射率的LED封装模式,用蒙特卡罗方法模拟光在胶体中的传播,分析散射系数对透光率的影响.结果表明,透光率随散射系数增大而减小.对于固定的封装层数,各层均采取最佳折射率值时,透光率可以达到最大.梯度折射率值逐渐减小的多层纳米掺杂封装结构,透光率高于传统的封装模式,能够提高LED的出光效率.  相似文献   

18.
基于蒙特卡罗模拟方法的光源用LED封装光学结构设计   总被引:1,自引:0,他引:1  
颜峻  于映 《发光学报》2004,25(1):90-94
为满足正在兴起的LED照明光源的设计优化要求,必须探索适合LED光学结构设计的有效方法。引进蒙特卡罗(Monte Carlo)随机模拟方法对常规形式发光二极管(LED)的光学封装结构进行模拟,得出了LED的光强分布,并进行实际测量,模拟结果与实验所得结果吻合较好,证明蒙特卡罗方法是进行LED光源光学结构设计的一种有效工具,可以以此作为LED光源的设计优化手段。重点探讨了此方法模拟中的随机数构造、优化;LED模型;仿真的计算机实现,仿真结果的验证;结构优化的思路等问题。  相似文献   

19.
从漫射高光谱中可以获得被测物体成分、结构及其分布等信息。采用光纤光谱仪获取漫射高光谱是一种常用的方法。Monte Carlo方法在研究光在浑浊介质的传播方面得到了广泛的应用。然而,使用Monte Carlo方法研究漫射高光谱时,必须考虑实际的检测条件对信号采集的影响。将光纤参数引入到Monte Carlo模型中,研究了光纤参数对被检测光学信号的影响。仿真结果表明,孔径角和半径增大,检测的漫射高光谱随之增大,而光纤与被测物质表面的距离小于1 mm时对漫射高光谱的影响在一定程度上可以忽略。进一步研究发现存在固定的修正系数使不同孔径角的光纤所采集的漫射高光谱转化为孔径角为π/2的光纤对应的信号。同时,得到了实际光纤孔径角范围内的修正系数拟合曲线。不同半径的光纤通过面积归一化可以得到很好的一致性。研究检测光纤参数对漫射高光谱的影响对实际测量有重要的指导意义,而且不同光纤所对应的检测结果可以通过修正系数和面积归一化进行移植。  相似文献   

20.
蒙特卡罗模拟是放射性测井一种重要的数值模拟方法,利用通用程序MCNP可方便地建立各种地层模型,为放射性测井研究提供了简便有效的方法。借助于蒙特卡罗方法建立随钻条件下地层模型,正演模拟随钻方位伽马成像特征。结果表明,随钻方位伽马成像图呈现正弦线特征,利用成像图可准确反演井眼相对倾角和放射性地层厚度;井眼相对倾角越大,放射性地层厚度越厚,成像图的正弦线高度值及在井轴方向上的展布高度值越大;井眼尺寸对利用成像图求取井眼相对倾角没有影响,但对计算放射性地层厚度有影响,仪器偏心对利用成像图求取井眼相对倾角和放射性地层厚度都有较大影响,若伽马计数满足测井计数统计性,可忽略井眼流体对成像图的影响。  相似文献   

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