提高三维ICT成像空间分辨率的扫描方式及其重建算法

对三维工业计算机层析成像(Three Dimensional Industrial Computed Tomography, 3D-ICT)空间分辨率提高技术进行了研究, 提出了一种通过1/4面阵探测器偏置扫描提高成像空间分辨率的锥束3D-ICT扫描方式, 推导了它的基于平行束重排的滤波反投影重建算法.这种方法首先通过面阵探测器中心相对于旋转中心偏移四分之一个探测单元宽度的扫描结构获取二维投影序列, 再对其进行平行束投影重排, 最后利用平行射束特点实现投影水平方向采样频率加倍, 从而提高3D-ICT水平方向的重建空间分辨率.计算机仿真结果证明了该扫描方式和重建算法的正确性.利用该种方法, 可使3D-ICT水平方向重建空间分辨率提高近1倍.      

有限角度CT重建方法

计算机断层成像技术(Computed Tomography,CT)技术已经被广泛应用于医学诊断、工业无损探伤以及安全检查等领域.然而在实际应用中,很多情况下并不能采集到完全角度下的投影数据,例如成像系统设计的限制等.利用有限角度下的投影数据进行图像重建被称为X射线成像有限角度重建.本文介绍了两种有限角度CT迭代重建方法...     

等行频采样方式下的红外图像帧重建仿真研究

为了有效提高红外图像的分辨率,充分利用红外器件获得的扫描数据和相应的空间信息,文中重点研究了基于圆锥扫描的等行频采样方式下红外图像帧重建仿真。在介绍圆锥扫描机制下基于等行频采样机理的红外图像完整重建技术的基础上,进行了大量的重建图像仿真。仿真研究结果表明,这种技术能够获得较高分辨率的红外图像。     

序列图像超分辨率联合重建算法

序列图像超分辨率重建研究方法一般分为2类。第一类,将低分辨率图像配准和超分辨率重建视为相互独立的2个过程,对低分辨率图像进行配准之后再估计高分辨率图像。然而,低分辨率图像中的混叠分量会影响配准精度,进而影响图像超分辨率重建。第二类,图像配准和超分辨率重建联合实现的方法,此类方法考虑了配准和重建的相互关系,能够减轻混叠对配准的不利影响。本文主要针对第二类方法中的3种典型算法进行综述分析和研究。     

一种新的TR层析扫描投影重排算法

TR层析扫描可对超出射束范围的大尺寸构件进行检测,在工业CT领域有着重要的应用。目前使用的一种重建方法是在忽略扇角的影响下,将TR扫描正弦图直接重排成标准平行束正弦图,然后使用平行束的重建方法进行重建,这样导致重建图像存在一定误差。提出一种新的重排算法,通过坐标转换和插值计算,得到平行束正弦图中的各采样点在TR扫描正弦图中对应的映射点坐标及灰度信息,进而得到完整的平行束正弦图。通过仿真和试验,发现应用新算法得到的正弦图和重建图像均消除了边缘不光滑和伪影现象。新的重排算法能够消除现有重排算法的误差,使得TR扫描方法在扇束角较大时也能实现正确CT重建。     

固体火箭发动机内部缺陷高分辨率检测

针对固体火箭发动机的特点，对工业CT成像结果数据处理方法进行了有效的改进，采用S－L滤波函数进行滤波修正，建立图像重建算法，对同种材料物体通过锐化边缘提高缺陷的空间分辨率；对密度差别较大的不同材料，采用不同的滤波函数分别处理，得到清晰的图像后再叠加成完整的图像，方法简单可行，实现了固体火箭发动机内部缺陷高清晰度的检测。     

固体火箭发动机CT图像条状伪影校正

为了校正窄角扇束工业CT扫描重建的固体火箭发动机图像中的条状伪影,分析了条状伪影的产生原因.针对条状伪影是由重排和数据对齐后固体火箭发动机投影数据的非光滑连续性引起的,提出了条状伪影校正的两种算法.两种算法均以中间平移步数的投影数据为基准进行投影数据的重排,一种将重排和数据对齐过程分开处理;另一种将重排和数据对齐过程合并处理.为了验证两种条状伪影校正算法的有效性,采用窄角扇束工业CT对某型固体火箭发动机进行3种不同扫描步长的扫描和重建.结果表明重排和数据对齐过程分开处理的校正算法只有在小步长扫描的情况下重建效果较好,条状伪影较少;而重排和数据对齐过程合并处理的校正算法在3种不同的扫描步长下图像重建质量均较好,条状伪影较少.      

ICT辅助涡轮叶片内冷通道多余物检测方法

为了实现涡轮叶片内冷通道多余物的无损检测与高精度提取,以工业计算机断层扫描技术为检测手段,基于刚性变换与正弦投影之间的关系,求得待测试件与标准试件断层图像方位上的位移参数,对测试件断层正弦图与标准件对应断层正弦图进行配准,提取出多余物正弦图并重建出多余物断层图像.实验证明该方法能有效识别出叶片内冷通道内的多余物,相比传统的基于CT(computed tomography)图像的多余物提取算法,该算法在投影域内进行,不受投影数据不完全、扫描系统偏差以及重建伪影的影响,具有更高的准确性.      

CT机检测对机器性能的评定

1 CT机的组成和工作原理 CT机的主要部件及构造:CT机主要由X线球管、探测器、DAS数据采集系统、交流稳压系统、扫描架、扫描床、直流高压柜、计算机数据处理及图像重建系统和影像输出设备等组成.     

适用于爆炸物CT检测重建图像去噪新算法

场旅客行李爆炸物CT检测成像过程中不可避免地受到噪声影响,对重建图像的去噪处理是爆炸物CT检测技术中的一个重要环节。针对机场旅客行李隐藏爆炸物快速检测、重建图像质量要求和引入的噪声特点,提出了一种有效的图像去噪算法将小波包分析与快速中值滤波相结合,并且对小波包系数运用一种新的阈值去噪方法。实验结果表明,该算法能更有效地去除重建图像的噪声并保持图像的边缘细节。     

CT local reconstruction of solid rocket motor based on PI-POCS-TVM

In order to test the defects of solid rocket motor (SRM) accurately and efficiently, the computed tomography (CT) inspection scheme for SRMs defects was investigated and a CT local reconstruction algorithm called prior information projection onto convex sets total variation minimization (PI-POCS-TVM) was developed. The SRM was first inspected by industrial CT (ICT) to generate a low resolution SRM image used as the prior information, then high resolution local inspection was carried out for SRM's defects. To validate the effectiveness of the CT inspection scheme for SRMs defects, one SRM was inspected by a narrow fan beam ICT system. Filtered back projection (FBP) algorithm, POCS, POCS-TVM and PI-POCS-TVM algorithms were applied to reconstruct CT images. The performance of these algorithms was also compared. Results demonstrated the effectiveness of the CT inspection scheme for SRM's defects. Moreover, the PI-POCS-TVM algorithm has better local reconstruction image quality than the other three algorithms, showing great significance for accurate measurement of SRM's defects.      

高轨目标掩星成像相位恢复技术研究

高轨目标掩星成像通过观测高轨卫星对恒星的遮掩过程,实现对高轨目标的成像.该方法采用望远镜线性阵列观测高轨目标遮掩恒星过程中恒星亮度变换,获得高轨目标在地面的投影,通过相位恢复方法可计算得到卫星轮廓图样,具有成像分辨力高,设备制造难度小等优点,在高轨目标成像领域具有较好应用前景.本文分析利用掩星成像方法对高轨目标成像的可行性,重点对掩星成像过程的相位恢复方法进行改进,根据掩星成像特点对输入输出算法进行优化,仿真结果表明：改进后的相位恢复方法可显著提高图像恢复质量和掩星成像方法的空间分辨力.     

基于均值-方差联合检验的航迹欺骗干扰识别

以集中式融合结构雷达网为研究背景,从电子战飞机(ECAV)产生虚假航迹的原理出发,针对真/假航迹空间分布差异,提出了基于均值-方差联合检验的航迹欺骗干扰识别技术。首先分析了真/假航迹的统计特性差异,然后利用多个时刻航迹的坐标差,并通过坐标差的协方差阵对角化和归一化处理来构造检验样本,最后利用似然比统计检验的方法实现了虚假航迹的识别。仿真结果表明该技术能够对航迹欺骗干扰进行有效的识别,在雷达测距精度、测角精度变化的条件下仍能保持较高的识别率。     

高光谱图像压缩感知投影与复合正则重构

压缩感知理论提供了一种新的数据获取和压缩思路,能有效地把计算负担从编码端转移到解码端。高光谱数据具备数据稀疏性、空间相关性和谱间相关性,结合这3类先验知识,提出了一种基于复合正则化的高光谱图像压缩感知投影与重构方法。该方法的编码端只需要一个简单的投影操作;在重构算法实现中,基于变量分裂的思想,把具备多个正则项的优化问题转化成多个简单的优化问题,并用迭代方式求解。实验结果表明,本文算法在高光谱图像重构上能获得更高的峰值信噪比和更好的重构效果。该方法具备极低的编码复杂度,适用于资源受限的机载和星载高光谱成像平台。     

保持弱细结构特征的SAR图象模拟退火重构方法

模拟退火 ( SA)算法最先由 White R G.用于合成孔径雷达 ( SAR)图象的降斑处理。该算法在重构均匀区域和强结构区效果有很大提高 ,但也有缺点 ,尤其是过分模糊弱细结构。本文提出了一种改进的方法 ,在 SA算法中融入了边沿检测和增强步骤 ,使弱细结构得以增强并在退火过程中保持。为配合此方法 ,采用平稳下降的指数温度规划取代对数形式。通过仔细调整算法过程 ,可使新方法保留 SAR图象中的很多细小结构 ,而不使其他均匀的和强结构场景性能恶化 ,同时也没有引入其他缺陷。改进的算法更加适于中、低分辨率的 SAR图象降斑处理     

工业计算机断层成像系统转台旋转中心的确定

构建一个工业CT(computed tomography)成像系统,转台旋转中心的确定是非常关键的步骤,其定位误差会引起CT图像上的伪影.在详细分析了现存旋转中心确定方法不足的基础上,提出了一种新方法,该方法基于正弦图数据的冗余性,通过计算将正弦图数据总和均分的位置来定位旋转中心.相对现有算法,该方法无须使用模体,亦无需知晓任何几何参数,且基本不受随机噪声影响.实际的实验数据验证了该方法的有效性.      

基于压缩感知的频率和DOA联合估计算法

波达方向（DOA）估计是阵列信号处理的一个重要问题,针对信号的DOA估计问题,本文基于压缩感知理论,提出了一种新的频率和角度联合估计算法。首先利用方向波数的空间稀疏性,建立过完备稀疏字典,然后利用压缩采样阵列结构通过求解最优化问题得到方向波数的高分辨估计,最后利用最优空域滤波实现信号到达角度和频率的配对。相对于传统算法,该算法能够实现多信号DOA的高分辨估计,且经过压缩采样后降低了运算量,仿真验证了该算法的正确性与有效性。     

空间多分辨率模糊目标跟踪

提出了一种新的模糊目标跟踪算法--CPDA算法。这个算法在空间多分辨率框架下应用概率数据互联算法,在粗分辨率上实现模糊目标跟踪。在不同虚警密度的模糊目标环境下,利用仿真实验分析了CPDA算法的跟踪性能,同时将其与单分辨率上的联合概率数据互联方法进行了性能比较。仿真结果表明,CPDA算法的跟踪性能在达到与单分辨率上JPDA算法同样性能的条件下,能够以较小的计算量跟踪模糊目标。