基于濾波反投影圖像重建的碭山果樹蟲洞無(wú)損檢測(cè)研究
發(fā)布時(shí)間:2021-07-12 02:26
碭山縣被譽(yù)為“水果之鄉(xiāng)”,擁有安徽省百分之七十左右的果樹資源,其中包括近六萬(wàn)余棵的逾百年古梨樹,果樹的健康與水果的產(chǎn)量直接影響著當(dāng)?shù)剞r(nóng)民的經(jīng)濟(jì)收益。但以天牛為主的甲殼類蟲害的幼蟲常常在果樹上鉆洞取食,通過(guò)果樹外觀很難辨別,致使果樹長(zhǎng)勢(shì)衰減,甚至?xí)构麡渲滤?嚴(yán)重地影響了當(dāng)?shù)厝藗兊慕?jīng)濟(jì)收益以及工作人員對(duì)古樹保護(hù)工作的進(jìn)行。因此,需要一種工具在田間對(duì)果樹進(jìn)行活體掃描,通過(guò)掃描判斷果樹是否遭受病蟲的侵害。計(jì)算機(jī)斷層掃描技術(shù)具有能夠清晰地呈現(xiàn)出被檢物體斷層圖像的優(yōu)點(diǎn),被廣泛應(yīng)用于工業(yè)、醫(yī)療行業(yè)。目前,國(guó)內(nèi)雖開始將斷層技術(shù)應(yīng)用于活木無(wú)損檢測(cè)行業(yè),但還僅僅停留于研究階段并未研制出成熟的便攜式檢測(cè)設(shè)備。為更好地解決果樹蟲洞無(wú)損檢測(cè)問(wèn)題,本文為探究研制便攜式果樹無(wú)損檢測(cè)儀器相關(guān)理論方法展開工作。本文的主要工作如下:(1)探究了不同濾波函數(shù)、插值方法對(duì)濾波反投影算法的影響。為探究不同濾波函數(shù)、插值方法對(duì)重建圖像質(zhì)量的影響,本文在MATLAB8.4環(huán)境下選取Hanning、Hamming、Cosine、S-L、R-L五種典型濾波函數(shù)以及最鄰近插值法、線性插值法、三次樣條插值法三種常用插值方法分別在投影數(shù)據(jù)...
【文章來(lái)源】:安徽農(nóng)業(yè)大學(xué)安徽省
【文章頁(yè)數(shù)】:69 頁(yè)
【學(xué)位級(jí)別】:碩士
【部分圖文】:
圖2-1?X射線強(qiáng)度衰減示意圖??
I?7!?丨?/?=?V,二;+?一,??A?義?//4?//5?…從??Ar??圖2-2射線穿過(guò)非均勻物體袞減示意圖??Fig.?2-2?Schematic?diagram?of?ray?attenuation?through?an?inhomogeneous?object??將式(2-2)進(jìn)行變換,并取對(duì)數(shù)可得:??p?=?ln(—)?=?^?/jf,Ax?(2-3)??I?n=l??當(dāng)Ax趨于0時(shí),可將上式改寫成如下積分形式:??p?=?ln(y)?=?^?nndx?(2-4)??其中,L為穿過(guò)非均勻物體的直線,p可以看為投影數(shù)據(jù)。山于每個(gè)單元的衰減系??數(shù)不同,可將衰減系數(shù)與掃描面建立關(guān)系,>?寫為若獲得多個(gè)角度下的P??值,可通過(guò)反積分求出被積函數(shù)/v〇c._r;),即對(duì)應(yīng)掃秒面每個(gè)單元的衰減系數(shù)。根據(jù)??投影重建圖像的過(guò)程就是根據(jù)衰減系數(shù)nj■得出彳丨描層的密度分布閣像的過(guò)程。??2.2圖像重建的基本理論??2.2.1?Radon變換及逆變換??Radoii變換證明了二維或三維物體的密度nj以通過(guò)無(wú)限個(gè)投影來(lái)確定,足CT??成像的基礎(chǔ),于1917年由數(shù)學(xué)家雷頓(Radon)提出。本文主要對(duì)二維圖像ifi讓進(jìn)??行研宄,岡此下面主耍介紹二維Radon變換@1。??假設(shè)某_??斷層內(nèi)部連續(xù)且各個(gè)單元點(diǎn)的衰減系數(shù)為/(x,_y),根據(jù)上?節(jié)式(2-4)??nJ?知,投影數(shù)椐力/(x,.v)在這條射線線上的線性積分。投影值的獲取如閣2-3所示。??9??
變換為:??G(R養(yǎng)「」g(s鄭-r-伽ds?(2-15)??J—00??若令?w?=?7?cos沒,v?=?/?sin?0,如下圖所示,則?7?.s.?=?7?(xcos沒+?ysin?沒)=以v?+vy。??可得:??6’(兄灼=仁]廣2?鄭一辦辦=廠(《,、,)|fl=定值(2-16)??上式表明ft:?y?x軸成沒的投影的Fourier變換與該圖像沿0的進(jìn)線R上的二維??Fourier變換的似相等。如果獲得全部的投影變換,則/^,v)也將隨之確定。??V’???山??圖2-4?(w,v)和(及,沒)的關(guān)系??Fig.?2-4?I'hc?relationship?between?(z/,?v)?and?(R^O)??11??
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]木材CT斷層圖像中的年輪自動(dòng)檢測(cè)方法研究[J]. 董義華,臺(tái)流臣. 林業(yè)機(jī)械與木工設(shè)備. 2019(03)
[2]樣條插值法在AIS數(shù)據(jù)修復(fù)中的應(yīng)用研究[J]. 周彩,劉衛(wèi)東,萬(wàn)冠華,袁也. 中國(guó)水運(yùn).航道科技. 2018(04)
[3]基于Matlab的圖像分割[J]. 李楊靜,劉藝航,王梓,王迎港,宋琳琳. 無(wú)線互聯(lián)科技. 2018(15)
[4]超聲波檢測(cè)在實(shí)際生產(chǎn)中的應(yīng)用[J]. 楊年,宋瑞祥. 科技與創(chuàng)新. 2018(06)
[5]斷層掃描技術(shù)在木材無(wú)損檢測(cè)中的應(yīng)用[J]. 葛浙東,侯曉鵬,李早芳,周玉成. 木材工業(yè). 2016(03)
[6]聲發(fā)射技術(shù)在木材加工領(lǐng)域的應(yīng)用[J]. 申珂楠,趙海龍,丁馨曾,李明. 世界林業(yè)研究. 2015(01)
[7]基于可見光圖像處理的雙射流直流電弧等離子體放電穩(wěn)定性分析[J]. 金鋒,李鵬,葛楠. 高電壓技術(shù). 2014(07)
[8]CT圖像重建濾波反投影算法中指數(shù)濾波器的研究[J]. 駱巖紅. 計(jì)算機(jī)科學(xué). 2014(S1)
[9]基于改進(jìn)的數(shù)學(xué)形態(tài)學(xué)邊緣檢測(cè)算法研究[J]. 王東霞,許偉昶. 實(shí)驗(yàn)室研究與探索. 2014(02)
[10]腦部MR圖像多閾值處理與邊緣檢測(cè)[J]. 黃晶晶. 計(jì)算機(jī)與數(shù)字工程. 2013(10)
博士論文
[1]基于TDLAS技術(shù)的燃燒火焰場(chǎng)分布二維重建研究[D]. 夏暉暉.中國(guó)科學(xué)技術(shù)大學(xué) 2017
[2]基于核磁共振成像的梨果品質(zhì)無(wú)損檢測(cè)方法研究[D]. 周水琴.浙江大學(xué) 2013
碩士論文
[1]微波無(wú)損成像系統(tǒng)及金屬缺陷邊界識(shí)別方法研究[D]. 李延斌.電子科技大學(xué) 2018
[2]混合失真圖像的無(wú)參考質(zhì)量評(píng)價(jià)方法研究[D]. 牛欣宇.哈爾濱工業(yè)大學(xué) 2017
[3]CT濾波反投影算法重建精度研究[D]. 李媛.中北大學(xué) 2017
[4]基于X射線成像技術(shù)的木竹材密度與水分檢測(cè)研究[D]. 王卿平.內(nèi)蒙古農(nóng)業(yè)大學(xué) 2016
[5]二維CT圖像重建算法研究[D]. 毛小淵.南昌航空大學(xué) 2016
[6]非圓軌跡的CT解析重建算法研究[D]. 胡婷.中北大學(xué) 2016
[7]基于細(xì)胞反向投影的木材缺陷斷層重建的研究[D]. 吳彤.東北林業(yè)大學(xué) 2016
[8]基于平均中值離差的二維最小誤差分割算法研究[D]. 宋斌.湘潭大學(xué) 2015
[9]X射線數(shù)字成像檢測(cè)缺陷快速識(shí)別技術(shù)研究[D]. 趙志強(qiáng).蘭州理工大學(xué) 2014
[10]濾波反投影圖像重建算法中插值和濾波器的研究[D]. 張斌.中北大學(xué) 2009
本文編號(hào):3279003
【文章來(lái)源】:安徽農(nóng)業(yè)大學(xué)安徽省
【文章頁(yè)數(shù)】:69 頁(yè)
【學(xué)位級(jí)別】:碩士
【部分圖文】:
圖2-1?X射線強(qiáng)度衰減示意圖??
I?7!?丨?/?=?V,二;+?一,??A?義?//4?//5?…從??Ar??圖2-2射線穿過(guò)非均勻物體袞減示意圖??Fig.?2-2?Schematic?diagram?of?ray?attenuation?through?an?inhomogeneous?object??將式(2-2)進(jìn)行變換,并取對(duì)數(shù)可得:??p?=?ln(—)?=?^?/jf,Ax?(2-3)??I?n=l??當(dāng)Ax趨于0時(shí),可將上式改寫成如下積分形式:??p?=?ln(y)?=?^?nndx?(2-4)??其中,L為穿過(guò)非均勻物體的直線,p可以看為投影數(shù)據(jù)。山于每個(gè)單元的衰減系??數(shù)不同,可將衰減系數(shù)與掃描面建立關(guān)系,>?寫為若獲得多個(gè)角度下的P??值,可通過(guò)反積分求出被積函數(shù)/v〇c._r;),即對(duì)應(yīng)掃秒面每個(gè)單元的衰減系數(shù)。根據(jù)??投影重建圖像的過(guò)程就是根據(jù)衰減系數(shù)nj■得出彳丨描層的密度分布閣像的過(guò)程。??2.2圖像重建的基本理論??2.2.1?Radon變換及逆變換??Radoii變換證明了二維或三維物體的密度nj以通過(guò)無(wú)限個(gè)投影來(lái)確定,足CT??成像的基礎(chǔ),于1917年由數(shù)學(xué)家雷頓(Radon)提出。本文主要對(duì)二維圖像ifi讓進(jìn)??行研宄,岡此下面主耍介紹二維Radon變換@1。??假設(shè)某_??斷層內(nèi)部連續(xù)且各個(gè)單元點(diǎn)的衰減系數(shù)為/(x,_y),根據(jù)上?節(jié)式(2-4)??nJ?知,投影數(shù)椐力/(x,.v)在這條射線線上的線性積分。投影值的獲取如閣2-3所示。??9??
變換為:??G(R養(yǎng)「」g(s鄭-r-伽ds?(2-15)??J—00??若令?w?=?7?cos沒,v?=?/?sin?0,如下圖所示,則?7?.s.?=?7?(xcos沒+?ysin?沒)=以v?+vy。??可得:??6’(兄灼=仁]廣2?鄭一辦辦=廠(《,、,)|fl=定值(2-16)??上式表明ft:?y?x軸成沒的投影的Fourier變換與該圖像沿0的進(jìn)線R上的二維??Fourier變換的似相等。如果獲得全部的投影變換,則/^,v)也將隨之確定。??V’???山??圖2-4?(w,v)和(及,沒)的關(guān)系??Fig.?2-4?I'hc?relationship?between?(z/,?v)?and?(R^O)??11??
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]木材CT斷層圖像中的年輪自動(dòng)檢測(cè)方法研究[J]. 董義華,臺(tái)流臣. 林業(yè)機(jī)械與木工設(shè)備. 2019(03)
[2]樣條插值法在AIS數(shù)據(jù)修復(fù)中的應(yīng)用研究[J]. 周彩,劉衛(wèi)東,萬(wàn)冠華,袁也. 中國(guó)水運(yùn).航道科技. 2018(04)
[3]基于Matlab的圖像分割[J]. 李楊靜,劉藝航,王梓,王迎港,宋琳琳. 無(wú)線互聯(lián)科技. 2018(15)
[4]超聲波檢測(cè)在實(shí)際生產(chǎn)中的應(yīng)用[J]. 楊年,宋瑞祥. 科技與創(chuàng)新. 2018(06)
[5]斷層掃描技術(shù)在木材無(wú)損檢測(cè)中的應(yīng)用[J]. 葛浙東,侯曉鵬,李早芳,周玉成. 木材工業(yè). 2016(03)
[6]聲發(fā)射技術(shù)在木材加工領(lǐng)域的應(yīng)用[J]. 申珂楠,趙海龍,丁馨曾,李明. 世界林業(yè)研究. 2015(01)
[7]基于可見光圖像處理的雙射流直流電弧等離子體放電穩(wěn)定性分析[J]. 金鋒,李鵬,葛楠. 高電壓技術(shù). 2014(07)
[8]CT圖像重建濾波反投影算法中指數(shù)濾波器的研究[J]. 駱巖紅. 計(jì)算機(jī)科學(xué). 2014(S1)
[9]基于改進(jìn)的數(shù)學(xué)形態(tài)學(xué)邊緣檢測(cè)算法研究[J]. 王東霞,許偉昶. 實(shí)驗(yàn)室研究與探索. 2014(02)
[10]腦部MR圖像多閾值處理與邊緣檢測(cè)[J]. 黃晶晶. 計(jì)算機(jī)與數(shù)字工程. 2013(10)
博士論文
[1]基于TDLAS技術(shù)的燃燒火焰場(chǎng)分布二維重建研究[D]. 夏暉暉.中國(guó)科學(xué)技術(shù)大學(xué) 2017
[2]基于核磁共振成像的梨果品質(zhì)無(wú)損檢測(cè)方法研究[D]. 周水琴.浙江大學(xué) 2013
碩士論文
[1]微波無(wú)損成像系統(tǒng)及金屬缺陷邊界識(shí)別方法研究[D]. 李延斌.電子科技大學(xué) 2018
[2]混合失真圖像的無(wú)參考質(zhì)量評(píng)價(jià)方法研究[D]. 牛欣宇.哈爾濱工業(yè)大學(xué) 2017
[3]CT濾波反投影算法重建精度研究[D]. 李媛.中北大學(xué) 2017
[4]基于X射線成像技術(shù)的木竹材密度與水分檢測(cè)研究[D]. 王卿平.內(nèi)蒙古農(nóng)業(yè)大學(xué) 2016
[5]二維CT圖像重建算法研究[D]. 毛小淵.南昌航空大學(xué) 2016
[6]非圓軌跡的CT解析重建算法研究[D]. 胡婷.中北大學(xué) 2016
[7]基于細(xì)胞反向投影的木材缺陷斷層重建的研究[D]. 吳彤.東北林業(yè)大學(xué) 2016
[8]基于平均中值離差的二維最小誤差分割算法研究[D]. 宋斌.湘潭大學(xué) 2015
[9]X射線數(shù)字成像檢測(cè)缺陷快速識(shí)別技術(shù)研究[D]. 趙志強(qiáng).蘭州理工大學(xué) 2014
[10]濾波反投影圖像重建算法中插值和濾波器的研究[D]. 張斌.中北大學(xué) 2009
本文編號(hào):3279003
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