多金属物体CT图像的金属伪影校正

针对多金属伪影的校正问题,本文通过仿真实验分析了多金属伪影的成因,并提出了一种基于投影校正的多金属伪影校正方法.该方法首先直接从投影域分割出金属区域,然后建立对金属区域投影值的校正模型,最后通过调整模型参数达到校正目的.模型以重建图像的灰度熵为目标函数,采用单纯形法迭代求解使熵最小时的校正参数.仿真和实际数据的实验结果表明,本文算法对多金属伪影的校正起到了良好的效果,且校正后的图像质量优于插值校正法.     

X射线CT环形伪影去除方法

为去除X射线CT图像中的环形伪影,建立了一种投影数据预处理方法。该方法通过对各角度投影数据逐一进行分段多项式拟合的方式建立异常探元的备选校正因子集合,再根据备选校正因子的概率密度分布确定最可几校正因子。介绍了方法的物理依据、原理及其实现步骤,并分析了其在复杂条件下的适应性。结果表明:该方法对稀疏环形伪影、密集环形伪影以及伴随强噪声污染的CT图像环形伪影均可去除;与中值滤波等方法相比,可以更好地保持图像的空间分辨率。该方法可用于多材质检测对象CT图像的处理。     

CT图像“条状”伪影校正方法研究

在CT重建中,当断层射线衰减系数的变化呈非连续性的跳跃变化,如一种材质密度远远大于另一种材质的密度时,CT图像中高密度物质周围就会产生条状伪影。利用重投影技术分别获取高密度物质和低密度物质的正弦图,低密度物质正弦图中的数据缺失区用线性插值技术进行平滑过渡。利用两幅正弦图分别进行CT重建,然后将两幅CT图像进行相加,得到校正后的图像。实验结果表明,该方法能有效抑制条状伪影,同时提高了图像对比度。     

两种CT成像环状伪影校正方法

探测器探元响应的不一致性导致计算机层析成像(CT)图像产生环状伪影,使得像质下降,影响了缺陷的判读以及图像的后续处理与量化分析.提出了两种CT成像环状伪影校正方法:基于特征识别的校正方法和基于B样条曲线拟合的校正方法.前者针对单个独立探元或者少数几个相邻探元存在突出响应不一致的情况.该方法首先识别出响应不一致探元的位置,然后在该位置执行局部中值滤波以消除正弦图中的竖直条纹.后者针对多个连续探元同时存在微小响应不一致的情况.该方法用B样条曲线拟合的方法确定各个探元的归一化增益系数,进而对探元的响应不一致性进行校正.两种方法各有特点,互为补充,共同组成较为完备的环状伪影校正体系.实验结果验证了两种方法的有效性.     

低能X射线工业CT图像杯状伪影校正

为了去除X射线工业CT图像中的杯状伪影,提高CT图像的识别能力和量化分析精度,提出一种基于分度投影和权函数的射束硬化校正方法。首先分析得出杯状伪影主要是由X射线连续谱穿过被测物体过程中出现的射束硬化所导致。然后扫描阶梯模型,采集不同厚度下的投影数据并求出线衰减系数,通过拟合曲线,得到硬化模型函数和权函数校正模型函数,并确定权函数。接着,扫描被测圆柱形工件,采集不同分度下的投影数据。最后,针对每一个分度投影数据,采用权函数与当前分度投影数据乘积的方法进行硬化校正。对含有杯状伪影的实际CT图像进行了校正实验,结果表明,与多项式拟合法相比,该方法校正后的灰度图像没有放大噪声,且信噪比提高3.29%,有效地消除了杯状伪影,同时较好地保留了图像边界细节。     

低能X射线工业CT图像杯状伪影校正

为了去除X射线工业CT图像中的杯状伪影,提高CT图像的识别能力和量化分析精度,提出一种基于分度投影和权函数的射束硬化校正方法。首先分析得出杯状伪影主要是由X射线连续谱穿过被测物体过程中出现的射束硬化所导致。然后扫描阶梯模型,采集不同厚度下的投影数据并求出线衰减系数,通过拟合曲线,得到硬化模型函数和权函数校正模型函数,并确定权函数。接着,扫描被测圆柱形工件,采集不同分度下的投影数据。最后,针对每一个分度投影数据,采用权函数与当前分度投影数据乘积的方法进行硬化校正。对含有杯状伪影的实际CT图像进行了校正实验,结果表明,与多项式拟合法相比,该方法校正后的灰度图像没有放大噪声,且信噪比提高3.29%,有效地消除了杯状伪影,同时较好地保留了图像边界细节。     

CT重构中射线硬化的校正研究

在工业CT(ComputedTomography)重构中,由于射束硬化使得重建图像中出现"杯状"伪影。为了消除这种影响,提出了一种校正方法。该方法基于Beer理论,根据多色射束和数据,首先拟合出等效单色射束和数据,然后进行卷积反投影重构。这种方法不仅较好地消除了射线硬化的影响,同时也使重构图像的信息损失不大。     

高能X射线基材料分解法基材料选择方法

选择基材料是高能双能X射线基材料分解法的重要环节。为了解基材料对材料识别精度的影响,确定选择基材料的方法和原则,利用美国国家标准与技术研究院（NIST）给出的材料的线性衰减系数,选择不同基材料,分析计算了各种待检测材料的原子序数和电子密度及相对误差。归纳总结出选取基材料的临近原则,即基材料与待检测材料的原子序数接近,能提高待检测材料原子序数和电子密度的分解计算精度。在此基础上,提出了四能基材料分解法。理论计算表明四能基材料分解法比双能基材料分解法对多种材料的整体识别精度更高,更适合用于多种材料同时存在情况下的识别与检测。运用蒙特卡罗方法模拟验证了四能基材料分解法用于实际的可行性。     

高能X射线基材料分解法基材料选择方法

选择基材料是高能双能X射线基材料分解法的重要环节。为了解基材料对材料识别精度的影响,确定选择基材料的方法和原则,利用美国国家标准与技术研究院(NIST)给出的材料的线性衰减系数,选择不同基材料,分析计算了各种待检测材料的原子序数和电子密度及相对误差。归纳总结出选取基材料的"临近原则",即基材料与待检测材料的原子序数接近,能提高待检测材料原子序数和电子密度的分解计算精度。在此基础上,提出了四能基材料分解法。理论计算表明四能基材料分解法比双能基材料分解法对多种材料的整体识别精度更高,更适合用于多种材料同时存在情况下的识别与检测。运用蒙特卡罗方法模拟验证了四能基材料分解法用于实际的可行性。     

X射线TICT在复合材料工件检测中的射束硬化拟合校正研究

X射线TICT中,X射线透射物质时,发生了能谱硬化现象。使图像重建时出现伪影。因此必须进行修正。文中对X射线硬化现象进行了分析,探讨了X射线TICT在检测复合材料工件中, X射线射束和与透射厚度的关系, 并根据Beer定律和X射线与物质作用的特点, 通过获取X射线射束和数据,首先拟合出射束和与透射厚度的关系式, 然后推导出X射线射束和校正为单色射线射束和的等效厚度与透射厚度的关系及其等效方法, 最终得出X射线TICT在检测复合材料工件中X射线等效单色射线的衰减系数的射束硬化拟合值, 再对此衰减系数拟合值进行卷积反投影重构, 即可有效消除X射线TICT在检测复合材料工件中射束硬化造成的影响。     

上海光源X射线成像及其应用研究进展

作为具有国际先进水平的第三代同步辐射光源,上海光源的X射线亮度比普通X光管高12~16个量级,基于它的X射线成像具有高空间分辨、高衬度分辨和快时间分辨的特点,同步辐射X射线可对样品实现原位、无损、高分辨、三维和动态成像,而且可以实现相位衬度成像,从而将X射线成像的应用领域拓展到软组织、聚合物等低Z材料。自2009年正式向用户开放以来,上海光源已在生物医学、材料科学、古生物学、土壤学等领域取得了一大批重要研究成果。为更好地支持用户,上海光源X射线成像组在定量成像、CT成像、快速CT重构等成像方法学领域开展了较为全面、系统的研究,大幅提高了实验效率和对不同样品的适应性。本文简要介绍了上海光源X射线成像方法学发展及相关应用研究进展。     

工业CT在工件检测中X射线硬化校正

X射线工业CT中,由于X射线能谱具有多色性,X射线在透射物质时,能量较低的射线优先被吸收,X射线能量越高,衰减系数越低。也即较高能量的X射线的衰减系数比较低能量的X射线的衰减系数小。射线随透射厚度增大,变得更易穿透,也就是发生了能谱硬化现象。由于射线硬化现象使图像重建时出现伪影,因此必须修正。文中对X射线硬化现象进行了分析,探讨了在均匀物质中,X射线射束和与透射厚度的关系。并根据Beer定律和X射线与物质作用的特点,通过获取X射线射束和数据,拟合出射束和与透射厚度的关系式。然后得出在同一透射厚度时,X射线射束和校正为单色等效射束和的关系及其等效方法。最终得出X射线等效单色射线的衰减系数的拟合值。再对此衰减系数拟合值进行卷积反投影重构,即可有效消除X射线射束硬化的影响。     

基于分段硬化曲线的X射线CT射束硬化校正方法

研究了X射线CT射束硬化的形成机理,分析了射束硬化校正的常用方法,建立了以投影灰度为自变量的射束硬化校正模型,从而降低了射束硬化校正的计算难度。分析了采用多项式拟合射束硬化曲线的优缺点,提出一种基于多项式的分段硬化曲线表达新方法。该方法首先采用过原点的多项式曲线拟合硬化数据,然后通过所得多项式曲线的曲率变化,判断该曲线在拟合区间两端是否出现振荡,并对振荡部分的多项式曲线采用幂函数曲线进行替换,同时保证各段曲线在连接点处C1连续(曲线的C1连续定义为, 两条曲线交于一点且在交点处的一阶导数相等)。计算机CT仿真实验结果表明,该方法对理想CT图像和含噪CT图像的射束硬化校正,均表现出良好的稳定性,并可基本消除射束硬化造成的伪影。     

发光玻璃在X射线实时成像系统中的应用

介绍了以铽（Ｔｂ）激活的高密度发光玻璃和光导纤维发光玻璃的特性。它应用在Ｘ射线实时成像系统中,可大大改善空间分辨能力。用它做的转换屏比一般晶粒状荧光物质做的厚得多,特别适合用于高能Ｘ射线实时成像系统     

发光玻璃在X射线实时成像系统中的应用

介绍了以铽(Tb)激活的高密度发光玻璃和光导纤维发光玻璃的特性。它应用在X 射线实时成像系统中,可大大改善空间分辨能力。用它做的转换屏比一般晶粒状荧光物质做的厚得多,特别适合用于高能X射线实时成像系统。     

发光玻璃在X射线实时成像系统中的应用

 介绍了以铽(Tb)激活的高密度发光玻璃和光导纤维发光玻璃的特性。它应用在X 射线实时成像系统中,可大大改善空间分辨能力。用它做的转换屏比一般晶粒状荧光物质做的厚得多,特别适合用于高能X射线实时成像系统。     

抑制傅里叶变换法恢复的X射线相衬像中的伪影

在基于光栅的X射线相衬信号的恢复方法中,主要有相移法和傅里叶变换法两种方法.相移法具有精度高、噪声小的优点,但由于至少需要三幅图像才能恢复出相衬信号,样品所受的辐射剂量大.而傅里叶变换法只需一幅图像即可恢复出物体的相衬信号,具有快速、实时的优点,但恢复出的信号精度低,易受伪影影响.因此,本文利用两幅图像傅里叶变换法恢复X射线相衬信号,该方法能够有效地抑制相衬信号中由于频谱混叠所产生的伪影.另外,通过增加载波条纹的频率,能够拉大频域中的频谱间隔,从而进一步抑制伪影的产生.     

现代实验室型X射线荧光元素分布成像和形态分析技术的研究进展

近年来,随着X射线光源、单色、聚焦及探测系统的发展,在实验室可借助低功率X射线光源开展X射线荧光(XRF)和X射线吸收谱(XAS)分析.液体金属射流源等新型X射线光源系统、闭合反馈系统、电荷耦合元件和方孔微通道板等技术和计算方法的进步促进了聚焦扫描型、全场型和XRF计算机断层扫描等实验室型XRF元素空间成像技术的发展....     

复合组分材料的X射线定量相衬成像研究

对复合组分材料的应用和需求日益广泛,但如何精确地测量其定量结构信息仍是一个亟待解决的难题.建立了复合组分结构模型,利用X射线同轴相衬成像和相位恢复方法,分别进行了计算机模拟和实验研究,系统地分析了复合组分材料不同的密度差异对X射线相衬成像和相位恢复精度的影响以及噪声对定量相位恢复的影响.实验结果表明,利用X射线定量相衬...