作者单位
摘要
1 重庆大学机械与运载工程学院,重庆 400044
2 重庆大学工业CT无损检测教育部工程研究中心,重庆 400044
在微焦CT成像中,通常利用增大X射线源管电压、管电流来提高扫描效率,但射线源功率增加会导致焦点尺寸增大,投影图像模糊,从而降低重建图像的空间分辨率。为了解决因非理想射线源焦点引起的图像模糊问题,本文提出利用深度学习在投影域映射非理想焦点与理想焦点投影之间的关系。推导了理想焦点投影与非理想焦点投影的正向关系,基于该关系构建配对数据集;提出一种基于自注意力机制的U-net网络(SU-net)学习非理想焦点投影到理想焦点投影的逆向关系。仿真实验和实际实验结果表明,提出的SU-net方法能准确地从非理想焦点投影中估计出理想焦点投影,可有效减少焦点导致的图像模糊。
计算机断层扫描 微焦点CT 空间分辨率 深度学习 X射线源焦点 
光学学报
2024, 44(7): 0734002
作者单位
摘要
1 中核北方核燃料元件有限公司,内蒙古 包头 014035
2 重庆大学工业CT无损检测教育部工程研究中心,重庆 400044
在某燃料元件产品中燃料颗粒随机弥散分布在非金属材料中,表征燃料颗粒的分布状况进而评估产品工艺质量具有重要意义。针对该问题,对三维空间内相邻燃料颗粒的间距测量进行了研究,使用X射线微焦计算机层析成像(CT)对该类产品进行了三维扫描成像,从而得到了三维CT图像。在三维CT图像的基础上,提出了一种结合改进型空间直觉模糊C均值聚类和三维区域生长的自动算法,用于分割图像中的燃料颗粒以得到每个燃料颗粒的空间结构。然后,通过计算质心获得燃料颗粒的中心坐标,进而自动计算出相邻燃料颗粒的空间距离。通过仿真实验验证了所提算法的可行性,通过标准球实验验证了测量误差,并通过实际燃料元件测试了相邻燃料颗粒间距的自动测量,表明了所提方法对燃料颗粒间距测量的有效性。
X射线光学 燃料颗粒 X射线微焦计算机层析成像 空间直觉模糊C均值聚类 区域生长 三维分割 间距自动测量 
光学学报
2023, 43(7): 0734001
谢东洋 1,2刘瑜川 1,2李奉笑 1,2田援稚 1,2[ ... ]周日峰 1,2,*
作者单位
摘要
1 重庆大学光电技术及系统教育部重点实验室, 重庆 400044
2 重庆大学工业CT无损检测教育部工程研究中心, 重庆 400044

常规显微计算机断层成像(CT)存在空间分辨率越高CT扫描视场越小的矛盾。近年来提出的基于电子束偏转扫描阵列微焦点X射线源的大视场显微CT(EBMCT),不仅保持了高空间分辨率的优点,也大幅扩大了CT扫描视场,增大了可检样品的尺寸。但EBMCT特殊的多焦点阵列扫描方式,导致其投影数据既存在截断问题也存在冗余问题。目前EBMCT一般采用对投影数据要求不高的迭代图像重建算法。然而,阵列焦点的投影数据量庞大,迭代算法的计算消耗大、重建时间长,难以满足EBMCT快速CT扫描检测需求。提出了一种平滑加权多源滤波反投影(MSFBP)算法。仿真和实验结果表明,算法很好地消除了投影数据冗余带来的伪影,并较好地抑制了截断伪影;均方根误差、峰值信噪比、结构相似性、空间分辨率等重建图像质量指标均优于常规重排等传统图像重建算法。在计算机硬件、图像矩阵等相同的条件下,所提算法的重建速度比联合代数迭代重建算法快3.3倍以上,为EBMCT系统在快速、大视场CT检测应用方面提供了良好的基础。

X射线光学 显微计算机断层成像 阵列微焦射线源 大视场 滤波反投影 图像重建 
光学学报
2022, 42(11): 1134023
作者单位
摘要
1 重庆大学光电技术及系统教育部重点实验室, 重庆 400044
2 重庆大学工业CT无损检测教育部工程研究中心, 重庆 400044
3 重庆真测科技股份有限公司, 重庆 401332
4 航空工业成都飞机工业(集团)有限责任公司, 四川 成都 610091
在锥束计算机断层扫描(CT)系统中,由于不易放置后准直器,未经校正的散射信号会导致测量信号偏离真实值,降低图像的对比度和信噪比,甚至产生伪影。利用散射校正板(BSA)可以有效估计射线穿过工件后的散射信号分布。将BSA散射校正方法应用于锥束微纳CT系统,通过在X射线源与工件之间放置校正板的方式获取散射分布。首先介绍了基于BSA散射校正的基本原理,给出了具体的实验装置和实验步骤,然后使用自主研制的锥束微纳CT系统对几种工件进行扫描成像,最后从DR投影、重建切片、三维重建图像等多个角度对图像质量进行分析。结果表明,基于BSA的散射校正方法能够有效减少锥束微纳CT系统的散射伪影,改善图像质量,验证了BSA方法应用于锥束微纳CT系统的可行性。考虑微纳CT射线源能量低、焦点漂移影响大等因素,可在散射校正的基础上增加硬化校正和焦点漂移校正,进一步对图像进行修正。
X射线光学 锥束微纳计算机断层扫描 散射校正 伪影 
光学学报
2019, 39(8): 0834001
牛耕 1,2刘俊标 1,2,*赵伟霞 1韩立 1,2马玉田 1,2
作者单位
摘要
1 中国科学院电工研究所超导与新材料应用研究实验室, 北京 100190
2 中国科学院大学, 北京 100049
微焦点X射线源是微计算机断层扫描技术设备的核心部件。研究了电子束在靶材中的横向扩散引起的透射式微焦点射线源的焦点尺寸和强度的变化规律。结果表明:当打靶电子束的束流密度遵循高斯分布时,其产生的X射线强度也遵循高斯分布,该分布的标准差可以用来精确表示X射线的焦点尺寸;当靶材厚度可以使沉积电子束的能量达到60%时,对应的靶材产生的X射线强度最高;随着靶材厚度增加,X射线的焦点尺寸逐渐变大;增大电子束的加速电压可以适当减小X射线的焦点。本研究为透射式微焦斑X射线源的靶材选择和设计提供了理论依据。
X射线光学 微计算机断层扫描技术 X射线焦点 电子束 扩散 
光学学报
2019, 39(6): 0634001

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