中子偏置CT（computed tomography）扫描是一种有效的大尺寸样品层析检测方法，但投影数据截断会导致较大的CT系统转台旋转中心标定误差，严重影响成像质量。基于投影数据对称性原理，提出了一种计算旋转中心左侧和右侧投影数据和之间方差的偏置CT扫描旋转中心精确标定算法。设计了对称补数据重建算法和投影数据预处理重建算法，验证得到，对称补数据重建算法对旋转中心标定误差更为敏感，较小的误差值会导致补齐后投影数据出现拼接缝以及拼接错位问题。提出了一种中子投影数据噪声仿真方法，设计的三维仿真模体验证了所提标定算法与投影数据预处理重建算法在不同旋转中心偏置大小以及不同强度投影噪声条件下的性能优势。基于反应堆中子源开展了中子偏置CT扫描成像验证实验，获得了样品清晰的内外部结构细节，中子CT成像系统的成像视野扩大了31.4%。

行车间距检测是汽车主动安全辅助驾驶系统的关键技术之一,为了提高车辆行驶过程中行车间距检测的精度与实时性,提出了一种实时单目深度估计方法。首先,构建畸变模型并用相机标定算法进行单目相机标定。然后,以车牌作为前车目标定位基准,采用颜色、轮廓的车牌筛选算法快速提取前车车牌信息。最后,基于方向梯度直方图特征和支持向量机实现车牌的精准定位。实验结果表明,相比其他方法,融合已知车牌的透视N点深度估计模型精度高、实时性好。本方法对前车车牌定位的识别率为99.326%,行车间距的检测误差小于10%,处理一张图像所需的时间约为170 ms,满足车辆行驶过程中对车间距检测的应用需求。

径向边缘的伪影是外部CT图像明显存在的缺点。为了抑制外部CT图像径向边缘的伪影,采用加权方向全变差(WDTV)算法计算沿径向和切向方向的局部方向差分,引入两个权重参数对这两个局部方向差分进行加权求和。WDTV算法可以更好地描述外部CT图像梯度模的稀疏性,有效提升重建图像的质量。针对高噪声中子外部CT检测的需求,在WDTV重建模型的框架下,对沿着径向和切向两个方向附近的一定角度范围内分别施加不同的全变差(TV)最小化约束。改进的WDTV算法中TV最小化的作用更明显,具有更强地抑制径向边缘伪影与抗噪声的性能。计算机仿真结果和齿轮冷中子实验结果表明,改进的WDTV重建模型能够更有效地抑制重建图像的噪声,提高重建图像的质量。

为提升高噪声稀疏角度投影条件下中子计算机断层扫描(CT)质量,提出同时迭代重建方法(SIRT)与加权总差分最小化(WTDM)相结合的迭代重建方法(SIRT-WTDM)。在有无噪声情况下比较代数重建算法、联合代数重建算法及同时迭代重建算法的重建图像,证明了SIRT迭代重建具有较高的图像重建精度与较强的抗噪声性能,因此将SIRT作为高噪声中子投影图像CT迭代重建算法的保真项。考虑到对图像梯度稀疏性与连续性的约束,中子CT迭代重建方法的正则化约束项采用WTDM方法。由Shepp-Logan模体与真实冷中子层析扫描数据验证可知,在极端稀疏角度投影条件下,SIRT-WTDM可获得较好的重建效果。

射线源焦点投影坐标是影响三维CT重建精度的重要几何参数，而在实际的三维CT成像系统中该参数不能直接精确测量得到。提出了一种改进的射线源焦点投影坐标精确测量方法。对单圆球目标体在锥束射线场不同位置进行多次成像，对相关联的数字化X射线摄影（DR）图像进行分组，提取每组两个圆球目标体DR投影的质心坐标，然后构造超定方程组，从而求解出射线源焦点投影坐标。实验结果表明，该方法回避了现有方法对投影椭圆度的要求，具有更高的测量精度，并且实现简单、具有较强的抗噪能力。

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。

针对实际的三维显微CT成像系统射线源焦点和探测器成像面位置不能直接测量的问题, 提出了一种简单易行的射线源焦点投影坐标精确测量方法。基于球体在锥束射线场中的投影为椭圆的原理, 利用双球目标体成像获得的数字射线投影图像, 配合图像、图形处理方法和最小二乘拟合技术求取二椭圆的长轴交点, 该点坐标即为射线源焦点的投影坐标。实验结果表明, 所提出方法的测量精度达到了实际显微CT扫描系统的重建要求, 并且实现简单、具有较强的抗噪能力。

在激光热成形中工件除了产生期望的弯曲变形外，还会产生非期望变形。尽管在常规热成形中可以不予考虑，但对于成形精度要求较高的工件，这些成形误差不仅会影响工件的装配精度，也会严重影响工件的使用寿命。为了减小成形工件的非期望变形，探讨优化的成形工艺，在分析激光热成形中温度分布与不同位置冷态材料对加热区域约束力变化的基础上，揭示出非期望变形的产生机制，并提出两种新的扫描策略。研究结果表明，选用不同的扫描策略，板材的非期望变形量不同。因此，在实际的工业应用中，需要针对不同的成形要求，选用不同的激光扫描策略，以提高工件的成形精度。

分析了三维ICT近似重建FDK快速算法以及算法串行执行与并行执行的复杂度，利用MPI并行编程环境，对原有ICT重建流程进行并行化，在PC集群上实现了并行ICT重建，进行了系统集成。给出了系统应用实现的解决方案与软件集成流程图。实验结果证明串行重建和并行重建结果是一致的，并行重建可以得到比较理想地重建时间结果和比较理想的加速比与效率。

针对板壳结构用锥束射线倾斜扫描时数据缺失等问题，利用代数重建技术(ART)进行了断层重建。计算机模拟结果表明，由ART重建出的切片图像质量远好于先前用滤波反投影(FBP)重建出的切片图像质量。对影响ART算法的各种因素进行了调整，即选取适当的初始图像和收敛因子就可获得最佳的图像质量。