專利名稱：一種探測器偏置的大視野錐束x射線傾斜掃描三維數(shù)字成像方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種探測器偏置的大視野錐束x射線傾斜掃描三維數(shù)字成像方法，屬于
X射線計算機層析成像(CT)技術領域。
背景技術：
在X射線CT系統(tǒng)中，X射線源發(fā)出X射線，從不同角度穿過被檢測物體的某一區(qū)域， 放置于射線源對面的探測器在相應角度接受，然后根據各角度射線不同程度的衰減，利 用一定的重建算法和計算機進行運算，重建出物體被掃描區(qū)域的射線線衰減系數(shù)分布映 射圖像，從而實現(xiàn)由投影重建圖像，無損地再現(xiàn)物體在該區(qū)域內的介質密度、成分和結 構形態(tài)等特征。
現(xiàn)行的CT技術，無論是2D-CT，還是3D-CT，均需要射線掃描被檢結構斷層所在的整 個截面。于是，對于長、寬尺寸大而厚度小的板、殼結構的層析檢測，射線不可避免要 對比厚度尺寸大得多的長、寬尺寸所在截面作透視掃描。顯然這種掃描透視投影數(shù)據靈 敏度和空間分辨率，與從厚度方向掃描相比，要低得多，于是重建出的斷層圖像對結構 細節(jié)分辨率必然很低；況且，當長、寬尺寸達到數(shù)米級時，也無法實施這種層析掃描。 因此，現(xiàn)有常規(guī)CT技術對長、寬尺寸大而厚度小的結構，無法提供有效的層析檢測技術。 為此，薄板層析成像(CL)技術被提出。它采用圓、直線或螺旋掃描軌跡，對板殼結構 實施傾斜掃描，利用一定的重建算法進行層析成像。王宏鈞等，代數(shù)重建技術在板殼 結構斷層重建中的應用，光學技術，2006， 32 (2) : 168-170中，研究了一種CL方法， 采用圓掃描軌跡和代數(shù)重建技術對板殼結構進行層析成像，如圖1所示。當該方法掃描 圖1中構件時，需要面陣探測器尺寸大于等于ABCD的尺寸。
CL在實際應用中面臨的一個主要問題是，受掃描原理和探測器面積的影響，成像視 野小，檢測效率低。目前，尚未發(fā)現(xiàn)有提高CL成像視野的方法。

發(fā)明內容
本發(fā)明的技術解決問題是針對傳統(tǒng)CL成像面臨的成像視野小、檢測效率低的問
題，提供一種探測器偏置的大視野錐束x射線傾斜掃描三維數(shù)字成像方法，在系統(tǒng)硬件
和掃描速度不變條件下，可將傾斜掃描成像視野提高l倍，重建質量高，過程簡單、高 效。本發(fā)明的技術解決方案:探測器偏置的大視野錐束X射線傾斜掃描三維數(shù)字成像方 法，其特征在于包括如下步驟
(1) 設置面陣探測器偏置的大視野錐束X射線傾斜掃描幾何結構，形成數(shù)字射線 投影圖像獲取系統(tǒng)；
(2) 進行面陣探測器偏置的大視野錐束X射線傾斜掃描，獲得一組二維數(shù)字射線 投影圖像序列；
(3) 記錄射線源到面陣探測器距離z。、射線源到旋轉中心z'。、射線傾斜角度p、面 陣探測器水平方向探測通道個數(shù)m和垂直方向探測通道個數(shù)n，數(shù)字射線投影圖像數(shù)據 截斷長度^
(4) 根據上述參數(shù)^、 ？。、 p、 m、 n和5,利用面陣探測器偏置的大視野錐束X 射線傾斜掃描三維數(shù)字成像數(shù)據截斷預處理平滑方法，對步驟(2)得到的二維數(shù)字射 線投影圖像序列數(shù)據截斷邊緣進行平滑，得到平滑后的數(shù)字射線投影圖像序列；
(5) 依據步驟(4)得到的數(shù)字射線投影圖像序列，利用面陣探測器偏置的大視野 錐束X射線傾斜掃描三維數(shù)字成像濾波反投影重建算法，重建掃描區(qū)域的三維層析圖像。
本發(fā)明的掃描原理如圖1:物體在轉臺帶動下旋轉；在每個旋轉角度下，偏置的面 陣探測器ABGH將穿過物體的射線轉換成電信號送到計算機，形成投影數(shù)據；當轉臺旋 轉360度即完成掃描；根據掃描形成的投影數(shù)據，利用本發(fā)明的面陣探測器偏置的大視 野錐束X射線傾斜掃描三維數(shù)字成像數(shù)據截斷預處理平滑方法和濾波反投影重建算法進 行預處理和重建，即可獲得物體三維層析圖像。
本發(fā)明的大視野錐束X射線傾斜掃描三維數(shù)字成像數(shù)據截斷預處理平滑方法如下-
尸'(z， r,釣=尸(義，:r, .r， -) (i)
其中，尸(義,y,釣為虛擬面陣探測器ABCD獲取的二維數(shù)字射線投影圖像序列，在實際 面陣探測器ABGH獲取的數(shù)據基礎上補零產生；尸'(m"為平滑后的二維數(shù)字射線投影 圖像序列，必(I，y，A)為平滑函數(shù)，^和r為虛擬面陣探測器ABCD探測通道位置，-為 旋轉角度。
本發(fā)明的四個大視野錐束X射線傾斜掃描三維數(shù)字成像數(shù)據截斷預處理平滑函數(shù)如
下
'0 -緒^<0 0.5 7 = 0
①
1 0<]T<iV/2
6<formula>formula see original document page 7</formula>
其中，W為虛擬面陣探測器ABCD成像區(qū)域的寬度，5為數(shù)據截斷長度。 本發(fā)明的大視野錐束X射線傾斜掃描三維數(shù)字成像濾波反投影重建算法如下:
<formula>formula see original document page 7</formula>
其中，/W'力為重建的三維函數(shù)，"W")為坐標系x"r"z"中坐標，W，y'A為
平滑后的二維數(shù)字射線投影圖像序列，h(n為理想濾波函數(shù)h^)-IPl的傅立葉變化，義
和r為虛擬面陣探測器ABCD探測通道位置，"為旋轉角度，^為射線源到面陣探測器距
離，？。為旋轉中心到面陣探測器距離，^為射線傾斜角度。 下面進一步推導義和y的計算公式(3)和(4)。
根據圖1幾何結構，等式(6)給出了I和r'y"Z"間的坐標變換關系。對于給 定的重建坐標系X'T'Z"中任意重建點("y"'z")，可以通過等式(7)在坐標系^中以(x'，/，/)表示。等式(8)表示了一條穿過重建點"'，,，z')的射線的空間方程。等式(9) 表示了探測器平面。聯(lián)立等式(7)、 (8)和(9)，我們可以得到義和y的計算公式(10) 和(11)。根據圖l掃描結構，我們還可以得到等式(12)。利用等式(12)，即可將 公式(10)和(11)簡化得到公式(3)和(4)。 = [jc"，y"，z",l]-i 3 '及2 《
(6)
cos/3 -sin^ 0 0.
sin々 cos- 0 0
0 0 10
0 0 0 1
'1 0 0 0—
0 cos伊 一sin伊 0
0 stop cos伊 0
00 0 1
《
0 0
0 0
1 0
_)/ =—x"siny5cosp + ycos^cosp + z"sinp + yc1 r' = ;c"sin y9sinp — _y"cos/ sin^ + 2"cos^ + zc'
工-A = "X = z-zc =f
z = 0
工,z —
z 一
(7)
(8)
(9)
(10)
:0
(11)
(12)
2 —zc
xc =0， =0， xc'=0， 7C'
如圖1，為了獲得ABCD的掃描成像視野，傳統(tǒng)CL需要采用尺寸大于ABCD的探測器。 但是，對于本發(fā)明方法，采用尺寸大于ABEF的探測器即可獲得ABCD的掃描成像視野。 因此，在使用相同大小探測器情況下，本發(fā)明方法可擴大成像視野l(fā)倍。
本發(fā)明與現(xiàn)有技術相比的優(yōu)點如下-
(1) 本發(fā)明使用同樣大小的探測器，可擴大成像視野l(fā)倍；
(2) 本發(fā)明只需要進行一次360度掃描，檢測效率高
(3) 本發(fā)明掃描結構簡單，易于工程實現(xiàn)。


圖1為本發(fā)明一種探測器偏置的大視野錐束X射線傾斜掃描三維數(shù)字成像方法對應 的掃描幾何結構圖；圖2為經典的人體胸部仿真模型；
圖3是傾斜角度為45度時，探測器ABGH在多個掃描角度下獲取的人體胸部仿真模 型的二維投影圖像；
圖4是傾斜角度為45度時，探測器ABCD在多個掃描角度下獲取的人體胸部仿真模 型的二維投影圖像；
圖5a是傾斜角度為45度時，采用平滑公式①對探測器ABCD在多個掃描角度下獲 取的人體胸部仿真模型的二維投影圖像迸行處理獲得的圖像，圖5b是采用本發(fā)明探測 器偏置的大視野錐束X射線傾斜掃描三維數(shù)字成像濾波反投影重建算法進行重建獲得的 三維層析切片圖像；
圖6a是傾斜角度為45度時，采用平滑公式②對探測器ABCD在多個掃描角度下獲 取的人體胸部仿真模型的二維投影圖像進行處理獲得的圖像，圖6b是采用本發(fā)明探測 器偏置的大視野錐束X射線傾斜掃描三維數(shù)字成像濾波反投影重建算法進行重建獲得的 三維層析切片圖像；
圖7a是傾斜角度為45度時，采用平滑公式③對探測器ABCD在多個掃描角度下獲 取的人體胸部仿真模型的二維投影圖像進行處理獲得的圖像，圖7b是采用本發(fā)明探測 器偏置的大視野錐束X射線傾斜掃描三維數(shù)字成像濾波反投影重建算法進行重建獲得的 三維層析切片圖像；
圖8a是傾斜角度為45度時，采用平滑公式④對探測器ABCD在多個掃描角度下獲 取的人體胸部仿真模型的二維投影圖像進行處理獲得的圖像，圖8b是采用本發(fā)明探測 器偏置的大視野錐束X射線傾斜掃描三維數(shù)字成像濾波反投影重建算法進行重建獲得的 三維層析切片圖像。
圖9為四個平滑函數(shù)的曲線比較圖。
具體實施例方式
針對傳統(tǒng)CL成像面臨的成像視野小、檢測效率低的問題，本發(fā)明提出一種探測器偏 置的大視野錐束X射線傾斜掃描三維數(shù)字成像方法，根據其幾何結構特點，推導其濾波 反投影重建算法和數(shù)據截斷平滑預處理方法，利用360度掃描角度下面陣探測器獲取的 數(shù)據，即可重建獲得掃描區(qū)的三維計算機斷層圖像。
如圖1所示，具體實現(xiàn)如下-
1、設置面陣探測器偏置的大視野錐束X射線傾斜掃描幾何結構，形成數(shù)字射線投 影圖像獲取系統(tǒng)，具體實現(xiàn)步驟為-
(1)在距離虛擬面陣探測器ABGH成像區(qū)域邊緣GH為5個探測通道的位置，選定二維數(shù)字射線投影圖像序列數(shù)據截斷邊界E0F， J為二維數(shù)字射線投影圖像序列數(shù)據截斷 長度；S取正整數(shù)，最小值為l;為獲得最大的成像視野，同時保證足夠的正則化平滑 效果，5取值一般大于5;
(2) 使數(shù)據截斷邊界EOF與主射線SO垂直，與探測器行01垂直；
(3) 使旋轉軸z'，在主射線平面SOI內與主射線SO相交，形成射線傾斜角度p， 為保證較好的射線穿透能力，伊一般取45度。
2、 進行面陣探測器偏置的大視野錐束X射線傾斜掃描，獲得一組二維數(shù)字射線投 影圖像序列，具體實現(xiàn)步驟為
(1) 將被掃描構件放置于步驟1形成的數(shù)字射線投影圖像獲取系統(tǒng)的轉臺上；
(2) 以經準直而成的錐束射線對被掃描構件實施透照，同時，轉臺勻速連續(xù)旋轉， 由面陣探測器ABGH以固定采樣速度連續(xù)采集透射過被掃描構件的射線投影，獲得一組 二維數(shù)字射線投影圖像序列；
(3) 當轉臺旋轉360度時，面陣探測器ABGH停止采樣，轉臺和射線源同時停止， 即完成一次大視野錐束X射線傾斜掃描。
3、 記錄射線源到面陣探測器距離z。旋轉中心到探測器距離？。、射線傾斜角度^、 面陣探測器水平方向探測通道個數(shù)m和垂直方向探測通道個數(shù)n，數(shù)字射線投影圖像數(shù) 據截斷長度5，具體實現(xiàn)步驟為
(1) 采用巻尺測量射線源靶點到探測器表面距離，此即為^;
(2) 采用巻尺測量射線源靶點到旋轉中心距離，此即為z'"
(3) 采用巻尺連線射線源靶點與探測器表面中心，再利用三角板測量該連線與旋 轉軸的夾角，此即為p;
(4) m和n由面陣探測器說明書直接給出；
(5) <5由人工設定。
4、 利用面陣探測器偏置的大視野錐束X射線傾斜掃描三維數(shù)字成像數(shù)據截斷預處 理平滑方法，對二維數(shù)字射線投影圖像序列數(shù)據截斷邊緣進行平滑，具體實現(xiàn)步驟為
(1)從以下四個函數(shù)中選取一個作為二維數(shù)字射線投影圖像序列數(shù)據平滑函數(shù)
<formula>formula see original document page 10</formula>0(z，7，/ )=
o -w/2《r〈-^ 0.5+丄 -"y<^
25
②
1
0
(5
u<0
4 s
1
o
2 7 0.5 +—arctan—
1

其中，義和y為虛擬面陣探測器ABCD探測通道位置，p為旋轉角度，W為虛擬探測 器ABCD上成像區(qū)域的寬度，5為二維數(shù)字射線投影圖像序列數(shù)據截斷長度。
圖9給出了上述四個平滑函數(shù)的曲線。由圖9可知，該四個平滑函數(shù)具有不同的平 滑特性和特征保持性。函數(shù)的平滑性指的是，函數(shù)去除數(shù)據噪聲和截斷偽影的能力；函 數(shù)的特征保持性指的是，.函數(shù)保留數(shù)據有用特征的能力。它們一起反映了函數(shù)去除數(shù)據 噪聲同時保留特征的能力?？梢愿鶕?shù)據截斷點附近曲線斜率確定函數(shù)的平滑性和特征 保持性。曲線斜率越大，則平滑性越弱，特征保持性越好。根據圖9可定性得到如下結 論在四個平滑函數(shù)中，平滑函數(shù)①平滑性最弱，特征保持性最好；平滑函數(shù)③平滑性 次弱，特征保持性較好；平滑函數(shù)④平滑性較強，特征保持性較弱；平滑函數(shù)②平滑性 最好，特征保持性最弱。因此，應根據截斷區(qū)EFGH的數(shù)據特點選取平滑函數(shù)。如果截 斷區(qū)數(shù)據特征多，則應選取平滑函數(shù)①、③；如果截斷區(qū)數(shù)據特征少，則應選取平滑函 數(shù)②、④。截斷區(qū)數(shù)據特征多與少的判斷由人工根據重建圖像判斷。
(2)根據下面的公式進行二維數(shù)字射線投影圖像序列數(shù)據的平滑操作
p '(義，f，戶)=:r，^義,:r，戶) (!)
其中，P(X,y^)為虛擬面陣探測器ABCD獲取的二維數(shù)字射線投影圖像序列，在實際 面陣探測器ABGH獲取的數(shù)據基礎上補零產生，P'(足y,釣為平滑后的二維數(shù)字射線投影 圖像序列。
115、面陣探測器偏置的大視野錐束X射線傾斜掃描三維數(shù)字成像濾波反投影重建算 法為
<formula>formula see original document page 12</formula>
其中，/oc"，力。為重建的三維函數(shù)，^w")為坐標系Jrr'z"中坐標，m,y,灼為
平滑后的二維數(shù)字射線投影圖像序列，h(7)為理想濾波函數(shù)h(/ )H川的傅立葉變化，義 和y為虛擬面陣探測器ABCD探測通道位置，p為旋轉角度，^為射線源到面陣探測器距
離，^為旋轉中心到面陣探測器距離，p為射線傾斜角度。
為驗證本發(fā)明，在計算機上進行了仿真實驗。仿真實驗的具體步驟如下-
(1) 建立待重建的三維圖像模型。圖2 (a)顯示了本發(fā)明仿真實驗采用的經典人 體胸部仿真三維模型，圖2 (b)顯示了該仿真模型典型斷層圖像。該仿真模型由不同高 度、不同半徑的25個橢圓柱構成，橢圓柱l、 2、 3的高度是20，其他橢圓柱的高度均為 10。
(2) 仿真實驗參數(shù)設置。^=2000， z'c=200，射線傾斜角度^ = 45°, e 在360度范圍內以1度為增量取360個投影角度，探測器水平方向通道個數(shù)為133，探測器 垂直方向通道個數(shù)為256，數(shù)據截斷長度為5，重建圖像大小為256x256。為顯示方便， 重建圖像進行了裁減。
(3) 根據投影幾何關系，生成投影數(shù)據。
(4) 根據本發(fā)明探測器偏置的大視野錐束X射線傾斜掃描三維數(shù)字成像數(shù)據截斷預
處理平滑方法，對二維數(shù)字射線投影圖像序列數(shù)據截斷邊緣進行平滑。
(5) 根據本發(fā)明探測器偏置的大視野錐束X射線傾斜掃描三維數(shù)字成像濾波反投影
重建算法，重建掃描區(qū)域的三維數(shù)字層析圖像，獲得層析圖像。
圖3是傾斜角度為45度時，探測器ABGH在多個掃描角度下獲取的人體胸部仿真模 型的二維投影圖像；圖4是傾斜角度為45度時，探測器ABCD在多個掃描角度下獲取的人體胸部仿真模型的二維投影圖像；圖5 (a)是傾斜角度為45度吋，采用平滑公式① 對探測器ABCD在多個掃描角度下獲取的人體胸部仿真模型的二維投影圖像進行處理獲 得的圖像，圖5 (b)是采用本發(fā)明探測器偏置的大視野錐束X射線傾斜掃描三維數(shù)字成 像濾波反投影重建算法進行重建獲得的三維層析切片圖像；圖6 (a)是傾斜角度為45度 時，采用平滑公式②對探測器ABCD在多個掃描角度下獲取的人體胸部仿真模型的二維 投影圖像進行處理獲得的圖像，圖6 (b)是采用本發(fā)明探測器偏置的大視野錐束X射線 傾斜掃描三維數(shù)字成像濾波反投影重建算法進行重建獲得的三維層析切片圖像；圖7(a) 是傾斜角度為45度時，采用平滑公式③對探測器ABCD在多個掃描角度下獲取的人體胸 部仿真模型的二維投影圖像進行處理獲得的圖像，圖7 (b)是采用本發(fā)明探測器偏置的 大視野錐束X射線傾斜掃描三維數(shù)字成像濾波反投影重建算法進行重建獲得的三維層析 切片圖像；圖8 (a)是傾斜角度為45度時，采用平滑公式④對探測器ABCD在多個掃描 角度下獲取的人體胸部仿真模型的二維投影圖像進行處理獲得的圖像，圖8 (b)是采用 本發(fā)明探測器偏置的大視野錐束X射線傾斜掃描三維數(shù)字成像濾波反投影重建算法進行
重建獲得的三維層析切片圖像。
由圖2和圖5、 6、 7、 8可知，本發(fā)明方法能實現(xiàn)正確的層析重建。本發(fā)明方法掃描
速度快，重建過程簡單、高效，在探測器尺寸不變情況下，能提高l倍成像視野。 本發(fā)明說明書中未作詳細描述的內容屬于本領域專業(yè)技術人員公知的現(xiàn)有技術。 以上所述僅是本發(fā)明的優(yōu)選實施方式，應當指出，對于本技術領域的普通技術人員
來說，在不脫離本發(fā)明原理的前提下，還可以做出若千改進和潤飾，這些改進和潤飾也
應視為本發(fā)明的保護范圍。
權利要求
1、一種探測器偏置的大視野錐束X射線傾斜掃描三維數(shù)字成像方法，其特征在于包括如下步驟(1)設置面陣探測器偏置的大視野錐束X射線傾斜掃描幾何結構，形成數(shù)字射線投影圖像獲取系統(tǒng)；(2)進行面陣探測器偏置的大視野錐束X射線傾斜掃描，獲得一組二維數(shù)字射線投影圖像序列；(3)記錄射線源到面陣探測器距離zc、射線源到旋轉中心z′c、射線傾斜角度 id="icf0001" file="A2009100912820002C1.tif" wi="4" he="2" top= "81" left = "177" img-content="drawing" img-format="tif" orientation="portrait" inline="yes"/>面陣探測器水平方向探測通道個數(shù)m和垂直方向探測通道個數(shù)n，數(shù)字射線投影圖像數(shù)據截斷長度δ；(4)根據上述參數(shù)zc、z′c、 id="icf0002" file="A2009100912820002C2.tif" wi="4" he="2" top= "106" left = "86" img-content="drawing" img-format="tif" orientation="portrait" inline="yes"/>m、n和δ，利用面陣探測器偏置的大視野錐束X射線傾斜掃描三維數(shù)字成像數(shù)據截斷預處理平滑方法，對步驟(2)得到的二維數(shù)字射線投影圖像序列數(shù)據截斷邊緣進行平滑，得到平滑后的數(shù)字射線投影圖像序列；(5)依據步驟(4)得到的數(shù)字射線投影圖像序列，利用面陣探測器偏置的大視野錐束X射線傾斜掃描三維數(shù)字成像濾波反投影重建算法，重建掃描區(qū)域的三維層析圖像。
2、 根據權利要求1所述的面陣探測器偏置的大視野錐束X射線傾斜掃描三維數(shù)字 成像方法，其特征在于所述步驟(1)中設置面陣探測器偏置的大視野錐束X射線傾 斜掃描幾何結構，形成數(shù)字射線投影圖像獲取系統(tǒng)的步驟為-a. 在距離虛擬面陣探測器ABGH成像區(qū)域邊緣GH為^個探測通道的位置，選定二維 數(shù)字射線投影圖像序列數(shù)據截斷邊界E0F， 5為二維數(shù)字射線投影圖像序列數(shù)據截斷長 度；5取正整數(shù)，最小值為1 ;b. 使數(shù)據截斷邊界EOF與主射線SO垂直，與探測器行01垂直；c. 使旋轉軸z'，在主射線平面SOI內與主射線SO相交，形成射線傾斜角度^。
3、 根據權利要求1所述的面陣探測器偏置的大視野錐束X射線傾斜掃描三維數(shù)字 成像方法，其特征在于所述步驟(2)中進行面陣探測器偏置的大視野錐束X射線傾 斜掃描，獲得一組二維數(shù)字射線投影圖像序列的步驟為-a. 將被掃描構件放置于權利要求l步驟(1)形成的數(shù)字射線投影圖像獲取系統(tǒng)的 轉臺上；b. 以經準直而成的錐束射線對被掃描構件實施透照，同時，轉臺勻速連續(xù)旋轉，由面陣探測器ABGH以固定采樣速度連續(xù)采集透射過被掃描構件的射線投影"，獲得一組 二維數(shù)字射線投影圖像序列；c.當轉臺旋轉360度時，面陣探測器ABGH停止采樣，轉臺和射線源同時停止，即 完成一次大視野錐束X射線傾斜掃描。
4、根據權利要求1所述的面陣探測器偏置的大視野錐束X射線傾斜掃描三維數(shù)字 成像方法，其特征在于所述步驟(4)中利用面陣探測器偏置的大視野錐束X射線傾 斜掃描三維數(shù)字成像數(shù)據截斷預處理平滑方法，對二維數(shù)字射線投影圖像序列數(shù)據截斷 邊緣進行平滑的步驟為a.從以下四個函數(shù)中選取一個作為二維數(shù)字射線投影圖像序列數(shù)據平滑函數(shù)<formula>formula see original document page 3</formula>其中，z和y為虛擬面陣探測器ABCD探測通道位置，y 為旋轉角度，；V為虛擬探測 器ABCD上成像區(qū)域的寬度，<5為二維數(shù)字射線投影圖像序列數(shù)據截斷長度； b.根據下面的公式進行二維數(shù)字射線投影圖像序列數(shù)據的平滑操作<formula>formula see original document page 3</formula>其中，P(X，r，/7)為虛擬面陣探測器ABCD獲取的二維數(shù)字射線教影圖像序列，在實際面陣探測器ABGH獲取的數(shù)據基礎上補零產生，,(義,y，釣為平滑后的二維數(shù)字射線投影 圖像序列。
5、根據權利要求1所述的面陣探測器偏置的大視野錐束X射線傾斜掃描三維數(shù)字 成像方法，其特征在于所述步驟(5)中的面陣探測器偏置的大視野錐束X射線傾斜 掃描三維數(shù)字成像濾波反投影重建算法為<formula>formula see original document page 0</formula>其中，/(C力為重建的三維函數(shù)，""，力力為坐標系ZT'Z"中坐標，H義J,釣為 平滑后的二維數(shù)字射線投影圖像序列，h(r)為理想濾波函數(shù)hO)H川的傅立葉變化，x 和y為虛擬面陣探測器ABCD探測通道位置，p為旋轉角度，z。為射線源到面陣探測器距 離，z',為旋轉中心到面陣探測器距離，伊為射線傾斜角度。
全文摘要
本發(fā)明屬于X射線計算機層析成像(CT)技術領域，具體為一種探測器偏置的大視野錐束X射線傾斜掃描三維數(shù)字成像方法。該方法將面陣探測器偏置放置，以X射線源產生的錐束X射線，相對于構件長寬表面以一定角度傾斜透照構件成像區(qū)域。在掃描過程中，射線源與面陣探測器靜止，構件繞旋轉軸等角步長旋轉360度，面陣探測器在每個旋轉角度下獲取經構件調制后的射線信號。利用本發(fā)明提出的數(shù)據截斷平滑預處理方法和濾波反投影重建算法，根據360度掃描角度下面陣探測器獲取的數(shù)據，即可重建獲得掃描區(qū)的三維計算機斷層圖像。相較于傳統(tǒng)傾斜掃描方法，本發(fā)明方法在系統(tǒng)硬件和掃描速度不變條件下，可將傾斜掃描成像視野提高1倍，重建質量高，過程簡單、高效。
文檔編號G01N23/02GK101634638SQ20091009128
公開日2010年1月27日 申請日期2009年8月18日 優(yōu)先權日2009年8月18日
發(fā)明者健 傅, 周星余, 江柏紅 申請人:北京航空航天大學