考虑旋转中心标定误差的中子偏置计算机断层扫描成像方法

作     者：林强 马泽明 刘斌 王文健 丁昊昊 杨民 Lin Qiang;Ma Zeming;Liu Bin;Wang Wenjian;Ding Haohao;Yang Min

作者机构：西南交通大学轨道交通运载系统全国重点实验室摩擦学研究所四川成都610031 西南交通大学唐山研究院河北唐山063000 中国工程物理研究院核物理与化学研究所四川绵阳621900 北京航空航天大学机械工程及自动化学院北京100191 

出 版 物：《光学学报》 (Acta Optica Sinica)

年 卷 期：2024年第44卷第3期

页      面：308-320页

核心收录：

学科分类：1305[艺术学-设计学（可授艺术学、工学学位）] 13[艺术学] 081203[工学-计算机应用技术] 08[工学] 081104[工学-模式识别与智能系统] 0804[工学-仪器科学与技术] 0835[工学-软件工程] 081101[工学-控制理论与控制工程] 0811[工学-控制科学与工程] 0812[工学-计算机科学与技术（可授工学、理学学位）] 

基　　金：国家重点研发计划(2022YFA1604000) 国家自然科学基金(52205578,52227802) 四川省自然科学基金(2023NSFSC0875) 

主　　题：计算机断层扫描成像 图像重建技术 中子 偏置扫描 旋转中心 

摘      要：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%。