高速旋转物体的 ＣＴ图像重建方法

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摘 要： 高速旋转物体的 ＣＴ成像是难点问题，相关研究论文较少．由于 ＣＴ检测系统的单幅投影的数据采集时 间无法足够短，导致无法采集高速旋转物体准静止的 ＣＴ扫描数据，从而使得基于逐条射线的经典 ＣＴ成像模型不再 适用于高速旋转物体 ＣＴ成像．本文针对高速旋转物体 ＣＴ，给出了数据采集准则，建立了射线混叠 ＣＴ成像模型，并提 出了相应迭代重建算法．仿真数据和实际数据的实验结果表明，本文提出的方法可以较好地对高速旋转物体进行 ＣＴ 成像．
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关键词： 高速旋转物体；射线混叠 ＣＴ模型；重建算法；采样时间；解调
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国内外现有工业 Ｘ射线 ＣＴ还无法实现对高速旋转 物体（如高速运转中的航空发动机、高速离心机、燃气轮机 等）的 ＣＴ成像［１，２］．有关高速旋转物体 ＣＴ成像的研究尚处 在探索阶段．２００３年宋征等［３］提出了基于随机正交投影识 别和重排的高速旋转物体 ＣＴ成像方法，并进行了仿真数 据验证，但该方法要求所采集的数据仍是准静止的、不发 生数据混叠．２０１４年常铭等［４］分析了研制航空发动机在线 成像 ＣＴ系统面临的难点问题，给出了系统设计、数据采集 方案以及图像重建方法，提出了降低由于数据混叠引起的 图像模糊方法，并构建高能 ＣＴ系统进行了模拟成像测试． 高速旋转物体 ＣＴ成像的主要难点在于，受 Ｘ射线源流强 和探测器数据采集速度限制，无法在物体高速旋转的条件 下采集准静止的 ＣＴ数据，因此经典的 ＣＴ成像模型不再适 用，如仍采用经典 ＣＴ成像模型将导致重建图像出现沿旋 转方向的模糊．


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高速旋转物体