本文關(guān)鍵詞：工業(yè)CT幾何尺寸測量中的圖像質(zhì)量優(yōu)化方法研究，，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：幾何尺寸測量是逆向工程的關(guān)鍵環(huán)節(jié),基于工業(yè)計(jì)算機(jī)斷層成像(Computed Tomography,CT)的幾何尺寸測量方法具有非破壞性、測量精度高的優(yōu)點(diǎn),因此獲得了越來越廣泛的關(guān)注。實(shí)際測量中,受X射線連續(xù)能譜特性、探測器動(dòng)態(tài)響應(yīng)范圍、射線源焦斑非質(zhì)點(diǎn)特性等因素的制約,CT圖像質(zhì)量會受到不同程度影響,導(dǎo)致幾何尺寸測量精度降低。因此,研究CT圖像質(zhì)量的優(yōu)化方法對提高基于工業(yè)CT的幾何尺寸測量精度具有重要的學(xué)術(shù)價(jià)值和實(shí)際意義。為了提高工業(yè)CT幾何尺寸測量精度,本文對影響CT圖像質(zhì)量的射束硬化偽影、探測器動(dòng)態(tài)響應(yīng)范圍限制和點(diǎn)擴(kuò)展效應(yīng)三個(gè)重要因素展開研究,取得的主要成果如下:1、針對CT圖像中的射束硬化偽影問題,提出了一種基于指數(shù)模型的射束硬化校正方法。該方法以射束硬化指數(shù)模型參數(shù)為待求變量,通過引入CT圖像均勻性和校正參數(shù)先驗(yàn)信息兩個(gè)約束條件,構(gòu)建了以帶有約束項(xiàng)的灰度熵為代價(jià)函數(shù)的最優(yōu)化模型,并使用單純形法迭代求解硬化模型參數(shù),將其用于原始投影數(shù)據(jù)的校正。仿真和實(shí)際數(shù)據(jù)實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明:本文方法能有效抑制射束硬化偽影,提升CT圖像質(zhì)量,基于硬化校正后CT圖像的幾何尺寸測量精度得到明顯提升。2、針對探測器動(dòng)態(tài)響應(yīng)范圍不足造成圖像質(zhì)量降低的問題,提出了一種基于動(dòng)態(tài)時(shí)間彎曲(Dynamic Time Wrapping,DTW)的變電流投影融合方法。該方法利用不同電流投影的灰度值-有效邊緣梯度序列來刻畫投影邊緣變化程度,并運(yùn)用DTW方法對序列進(jìn)行匹配,自動(dòng)確定最佳融合閾值,隨后根據(jù)閾值確定不同電流投影的子區(qū)域并對其進(jìn)行融合,實(shí)現(xiàn)了對探測器動(dòng)態(tài)范圍的擴(kuò)展。仿真和實(shí)際數(shù)據(jù)實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明:本文方法能彌補(bǔ)探測器曝光過度帶來的CT圖像缺失,并且可以提升CT圖像信噪比,基于融合后CT圖像的幾何尺寸測量精度明顯改善。3、針對點(diǎn)擴(kuò)展效應(yīng)引起的CT圖像模糊退化問題,提出了一種基于點(diǎn)擴(kuò)展函數(shù)(Point Spread Function,PSF)測量和交替方向總變分(Total Variation,TV)最小化的圖像復(fù)原方法。該方法首先構(gòu)建了基于可分離高斯函數(shù)的PSF模型,利用黃金分割法迭代求解模型參數(shù);然后以退化后CT圖像的TV作為目標(biāo)函數(shù)建立最優(yōu)化模型,通過交替方向法求解復(fù)原后的圖像,復(fù)原后的CT圖像在消除模糊退化的同時(shí)較好地保持了邊緣。仿真和實(shí)際數(shù)據(jù)實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明:本文方法能夠降低CT圖像的模糊退化程度,基于復(fù)原后CT圖像的幾何尺寸測量精度得到有效提高。
【關(guān)鍵詞】：工業(yè)CT 幾何尺寸測量 射束硬化校正 變電流投影融合 圖像復(fù)原
【學(xué)位授予單位】：解放軍信息工程大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號】：TP391.72
【目錄】：

• 摘要4-5
• Abstract5-12
• 第一章 緒論12-24
• 1.1 課題的背景與意義12-13
• 1.2 工業(yè)CT幾何尺寸測量誤差分析13-15
• 1.3 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀15-22
• 1.3.1 射束硬化校正方法15-17
• 1.3.2 CT數(shù)據(jù)融合方法17-19
• 1.3.3 CT圖像復(fù)原方法19-22
• 1.4 課題的研究內(nèi)容與論文結(jié)構(gòu)安排22-24
• 第二章 基于指數(shù)模型的射束硬化校正方法24-38
• 2.1 射束硬化偽影對CT圖像質(zhì)量的影響24-27
• 2.2 基于指數(shù)模型的射束硬化校正方法27-30
• 2.2.1 指數(shù)校正模型27-28
• 2.2.2 模型求解方法28-30
• 2.3 實(shí)驗(yàn)結(jié)果及分析30-37
• 2.3.1 仿真實(shí)驗(yàn)30-34
• 2.3.2 實(shí)際數(shù)據(jù)實(shí)驗(yàn)34-37
• 2.4 本章小結(jié)37-38
• 第三章 基于DTW的變電流投影融合方法38-56
• 3.1 探測器動(dòng)態(tài)范圍不足對CT圖像質(zhì)量的影響38-40
• 3.2 基于DTW的變電流投影圖像融合方法40-45
• 3.2.1 投影數(shù)據(jù)有效邊緣梯度計(jì)算41-42
• 3.2.2 DTW算法基本原理42-43
• 3.2.3 變電流投影融合方法43-45
• 3.3 實(shí)驗(yàn)結(jié)果及分析45-55
• 3.3.1 仿真實(shí)驗(yàn)46-51
• 3.3.2 實(shí)際數(shù)據(jù)實(shí)驗(yàn)51-55
• 3.4 本章小結(jié)55-56
• 第四章 基于PSF測量和交替方向TV最小化的圖像復(fù)原方法56-72
• 4.1 點(diǎn)擴(kuò)展效應(yīng)對CT圖像質(zhì)量的影響56-58
• 4.2 基于PSF測量和交替方向TV最小化的圖像復(fù)原方法58-62
• 4.2.1 PSF測量步驟58-60
• 4.2.2 交替方向TV最小化圖像復(fù)原60-62
• 4.3 實(shí)驗(yàn)結(jié)果及分析62-69
• 4.3.1 仿真實(shí)驗(yàn)63-68
• 4.3.2 實(shí)際數(shù)據(jù)實(shí)驗(yàn)68-69
• 4.4 本章小結(jié)69-72
• 第五章 總結(jié)與展望72-74
• 5.1 全文總結(jié)72-73
• 5.2 工作展望73-74
• 致謝74-76
• 參考文獻(xiàn)76-82
• 作者簡歷82

【參考文獻(xiàn)】

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  本文關(guān)鍵詞：工業(yè)CT幾何尺寸測量中的圖像質(zhì)量優(yōu)化方法研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

本文編號：314296