超分辨重建方法的研究.pdf

1、二十世紀(jì)80年代以來(lái)，X射線計(jì)算機(jī)斷層成像技術(shù)(X-rayComputerizedTomography)的發(fā)展一直引人注目。作為一種高性能無(wú)損檢測(cè)技術(shù)，它能比較準(zhǔn)確地再現(xiàn)物體的內(nèi)部結(jié)構(gòu)，如缺陷的位置及尺寸、密度的變化等，是國(guó)際無(wú)損檢測(cè)界公認(rèn)的最佳無(wú)損檢測(cè)手段，近年來(lái)廣泛地應(yīng)用于諸多領(lǐng)域。 在CT重建中，人們通常認(rèn)為重建圖像的分辨率是由系統(tǒng)決定。因此，為了得到細(xì)節(jié)更豐富的圖像，人們通過(guò)減小焦點(diǎn)寬度或者探測(cè)器單元寬度來(lái)提高圖像的分辨

2、率。但是，如果焦點(diǎn)較小，一方面射線源的穿透能力會(huì)變?nèi)?；另一方面探測(cè)器的計(jì)數(shù)率會(huì)降低，從而必須延長(zhǎng)采集時(shí)間以保證計(jì)數(shù)率。如果探測(cè)器單元較小，不僅造價(jià)昂貴而且探測(cè)器計(jì)數(shù)率較低，為了提高探測(cè)器的計(jì)數(shù)率，就必須延長(zhǎng)采集時(shí)間或者加大焦點(diǎn)寬度。這些做法在一定程度上有一些效果，但是效果非常有限。那么，在現(xiàn)有硬件設(shè)備的條件下如何得到超過(guò)系統(tǒng)固有分辨率的圖像(即超分辨成像)就成為人們比較關(guān)注的問(wèn)題。 本文研究了扇束等距的超分辨成像問(wèn)題。根據(jù)通常C

3、T掃描系統(tǒng)的特點(diǎn)，本文提出了兩種超分辨重建方法，即平臺(tái)平移法和平臺(tái)平移旋轉(zhuǎn)法。(1)平臺(tái)平移法。根據(jù)通常CT平臺(tái)可沿垂直于中心射線方向水平移動(dòng)的特點(diǎn)，設(shè)計(jì)了平臺(tái)分別向左和向右平移約1/4個(gè)探測(cè)器寬度的超分辨掃描模式，利用由此方法獲得的兩組相疊采樣數(shù)據(jù)，通過(guò)SIRT迭代和適度平滑的方法求解一組三對(duì)角型矩陣的線性方程組，便可得到高分辨的CT虛擬投影數(shù)據(jù)，進(jìn)而由扇束濾波反投影算法(FBP)即可重建出明顯高于原有分辨率的CT圖像；(2)平臺(tái)平移