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变能量X射线成像方法中权系数计算方法研究

光学学报 2015年第7期35卷 133-139页

作者：赵霞刘宾中北大学电子测试技术国家重点实验室山西太原030051

变能量X射线成像执行过程中通过多管电压参数的设置,获取物体不同厚度范围的有效信息,并经图像融合处理获取反映物体内部完整结构信息的图像。但是由于物质的衰减系数和荧光转换效率均存在较强的能谱相关性,现有变能量成像方法中依据实... 详细信息

变能量X射线成像执行过程中通过多管电压参数的设置,获取物体不同厚度范围的有效信息,并经图像融合处理获取反映物体内部完整结构信息的图像。但是由于物质的衰减系数和荧光转换效率均存在较强的能谱相关性,现有变能量成像方法中依据实验获取的管电压-厚度-器件响应曲线来确定子图加权系数的方法缺乏通用性,特别是对于多种材料复合的情况。对多电压情况下对应透照图像灰度的变化规律及关联关系进行研究,提出基于相邻管电压对应有效透照厚度重叠率约束的管电压递变步长控制方法;并提出灰度比例直方图的概念,实现子图加权系数的快速求解。多材质复合工件的变能量成像实验表明,该方法克服了现有变能量成像算法通用性方面的缺点,能够实现多材料复合情况下的有效子图融合。

关键词：成像系统变能量成像加权系数能谱灰度比例直方图

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X射线光场成像技术研究

物理学报 2019年第2期68卷 96-101页

作者：戚俊成刘宾陈荣昌夏正德肖体乔中北大学信息与通信工程学院太原030051 中国科学院上海应用物理研究所上海201800

X射线三维成像技术是目前国内外X射线成像研究领域的一个研究热点.但针对一些特殊成像目标,传统X射线计算层析(CT)成像模式易出现投影信息缺失等问题,影响CT重建的图像质量,使得CT成像的应用受到一定的限制.本文主要研究了基于光场成像... 详细信息

X射线三维成像技术是目前国内外X射线成像研究领域的一个研究热点.但针对一些特殊成像目标,传统X射线计算层析(CT)成像模式易出现投影信息缺失等问题,影响CT重建的图像质量,使得CT成像的应用受到一定的限制.本文主要研究了基于光场成像理论的X射线三维立体成像技术.首先从同步辐射光源模型出发,对X射线光场成像进行建模;然后,基于光场成像数字重聚焦理论,对成像目标场在深度方向上进行切片重建.结果表明:该方法可以实现对成像目标任一视角下任一深度的内部切片重建,但是由于光学聚焦过程中的离焦现象,会引入较为严重的背景噪声.当对其原始数据进行滤波后,再进行X射线光场重聚焦,可以有效消除重建伪影,提高图像的重建质量.本研究既有算法理论意义,又可应用于工业、医疗等较复杂目标的快速检测,具有较大的应用价值.

关键词： X射线成像光场成像深度切片三维重建

Underground vibration signal detection and processing system based on LabWindows/CVI

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Journal of Measurement Science and Instrumentation 2015年第1期6卷 57-62页

作者：刘培珍夏湖培姚金杰中北大学信息探测与处理重点实验室山西太原030051

In order to detect and process underground vibration signal, this paper presents a system with the combination of software and hardware. The hardware part consists of sensor, memory chips, USB, etc. , which is responsible for capturing original signals from sensors. The software part is a virtual oscilloscope based on LabWindows/CVI （C vitual instrument）, which not only has the functions of traditional oscilloscope but also can analyze and process vibration signals in special ways. The experimental results show that the designed system is stable, reliable and easy to be operated, which can meet practical requirements.

关键词： virtual instrument data processing and detection vibration signal LabWindows/CVI

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基于多FPGA的高速尺寸测量系统设计

电视技术 2014年第23期38卷 188-191页

作者：陈杰潘晋孝刘宾陈平中北大学电子测试技术国家重点实验室山西太原030051 中国科学院自动化研究所北京100190

针对传统尺寸测量系统处理速度慢、测量精度低等问题,设计了一种基于多FPGA技术和高灵敏度线阵CCD图像采集单元的高速尺寸测量系统。该系统采用延迟锁相环技术实现时钟同步,调用FPGA内部存储器IP核,并引入乒乓操作的异步FIFO设计对数据... 详细信息

针对传统尺寸测量系统处理速度慢、测量精度低等问题,设计了一种基于多FPGA技术和高灵敏度线阵CCD图像采集单元的高速尺寸测量系统。该系统采用延迟锁相环技术实现时钟同步,调用FPGA内部存储器IP核,并引入乒乓操作的异步FIFO设计对数据进行缓存,再由接口电路传输至上位机,实现对多参数物体测量。各子模块功能均在Xilinx FPGA的编译环境ISE中进行综合,使用MODELSIM工具进行时序仿真。实验结果表明,该系统可以满足高精度、高速实时测量的要求。

关键词：尺寸测量多FPGA 延迟锁相环时钟同步线阵CCD 乒乓操作

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基于双树复小波变换的图像融合

核电子学与探测技术 2015年第7期35卷 726-728,737页

作者：王少杰潘晋孝陈平中北大学信息探测与处理技术研究所太原030051

为弥补小波变换的不足,采用基于双树复小波变换的方法进行图像融合。在对源图像进行双树复小波分解后,综合考虑了图像的高低频成分,对低频成分采用区域平均能量择大的融合规则,高频成分采用局部标准差结合选择及加权平均的策略,最后采... 详细信息

为弥补小波变换的不足,采用基于双树复小波变换的方法进行图像融合。在对源图像进行双树复小波分解后,综合考虑了图像的高低频成分,对低频成分采用区域平均能量择大的融合规则,高频成分采用局部标准差结合选择及加权平均的策略,最后采用双树复小波逆变换重构图像。经多聚焦及多光谱图像的融合实验及主客观考核,结果表明:融合后的图像更清晰地反映了源图像的细节信息,融合质量相对较高。

关键词：双树复小波变换图像融合区域平均能量局部标准差

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基于能谱匹配先验的多谱CT成像方法

光谱学与光谱分析 2017年第2期37卷 503-508页

作者：黄甜甜陈平潘晋孝韩焱李毅红中北大学电子测试技术国家重点实验室信息探测与处理山西省重点实验室山西太原030051

现有的X射线CT成像系统,受限于多谱硬化伪影和传统单能假设的CT成像方法,只适用于结构分析却无法实现材料组分的有效区分。对此论文提出了基于能谱匹配先验的多谱CT成像方法。首先依据材料组分先验,构建能谱滤波匹配模型,设置能谱范围参... 详细信息

现有的X射线CT成像系统,受限于多谱硬化伪影和传统单能假设的CT成像方法,只适用于结构分析却无法实现材料组分的有效区分。对此论文提出了基于能谱匹配先验的多谱CT成像方法。首先依据材料组分先验,构建能谱滤波匹配模型,设置能谱范围参数,并通过滤波获取该能谱范围内的多能投影序列;其次,针对多能投影序列,以材料组分为先验选择不同参考能量,采用改进后的ART迭代重建算法,实现了多谱CT成像。仿真实验结果表明,对于衰减系数相近的多种材质,通过选取两段不同能谱范围,重建出相应参考能量下的结果,在一定程度上改善了图像质量,对比度提高明显,可实现组分有效区分与成像。

关键词： X射线成像多谱CT 能谱匹配参考能量

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基于迭代重建算法的X射线光栅相位CT成像

物理学报 2017年第5期66卷 92-99页

作者：戚俊成陈荣昌刘宾陈平杜国浩肖体乔中北大学信息与通信工程学院太原030051 中国科学院上海应用物理研究所上海201800

基于光栅干涉仪的X射线成像技术可以同时获得样品内部的吸收信息、相位信息和散射信息,既保持了传统X射线衰减成像的优点,又拥有相衬成像和散射成像的优势.然而基于传统CT重建算法的X射线光栅成像需要采集大量完整的原始投影数据,数据... 详细信息

基于光栅干涉仪的X射线成像技术可以同时获得样品内部的吸收信息、相位信息和散射信息,既保持了传统X射线衰减成像的优点,又拥有相衬成像和散射成像的优势.然而基于传统CT重建算法的X射线光栅成像需要采集大量完整的原始投影数据,数据采集时间过长从而使得物体接受很大的辐射剂量,难以在实际中应用.提出基于传统代数迭代重建算法的光栅成像技术.该方法利用现有X射线光栅成像系统采集少量原始投影数据,基于传统代数迭代重建算法,对旋转变化的相位数据进行CT重构,同时基于傅里叶变换的方法对微分相位数据进行相位恢复.模拟和实验结果表明,基于少量或不完备的原始投影数据,该方法能够准确重构成像对象的吸收、柑位和散射三维信息,同时还能对微分相位切片进行高信噪比的相位恢复,得到样品折射率实部衰减率,为X射线光栅成像技术在工业、生物和医学诊断等领域的应用提供理论和技术支撑.

关键词： X射线光栅成像迭代童建算法相位恢复

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基于全变差和块秩的稀疏角度重建算法

核电子学与探测技术 2016年第7期36卷 705-709页

作者：詹雪薇王苏恺孙春霞黄甜甜中北大学信息探测与处理技术研究所太原030051

针对少量角度的投影数据重建CT图像问题,将图像的全变差和块秩作为正则项,提出一种稀疏角度重建模型,并采用Bregman迭代算法重建图像。用模拟的投影数据进行了重建数据实验,实验结果表明本算法明显的提高了重建图像的精度和信噪比。同... 详细信息

针对少量角度的投影数据重建CT图像问题,将图像的全变差和块秩作为正则项,提出一种稀疏角度重建模型,并采用Bregman迭代算法重建图像。用模拟的投影数据进行了重建数据实验,实验结果表明本算法明显的提高了重建图像的精度和信噪比。同时还研究了基础图像块的大小对重建图像质量的影响。

关键词：全变差稀疏角度重建块秩 Bregman迭代

基于结构连续先验的CT图像序列自适应分割算法

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激光与光电子学进展 2016年第11期53卷 125-130页

作者：王苏恺潘晋孝陈平中北大学信息探测与处理山西省重点实验室山西太原030051

在土层计算机断层成像(CT)图像序列中,由于分割目标的灰度值分布不一致,为目标区域的提取带来一定的难度。为解决此类问题,建立了基于结构先验的自适应分割方法。该方法通过设定初始切片的阈值,利用图像序列之间同一结构表征对象的连续... 详细信息

在土层计算机断层成像(CT)图像序列中,由于分割目标的灰度值分布不一致,为目标区域的提取带来一定的难度。为解决此类问题,建立了基于结构先验的自适应分割方法。该方法通过设定初始切片的阈值,利用图像序列之间同一结构表征对象的连续性,以目标区域的面积变化作为约束条件进行递归分割,实现CT图像的自适应分割。对分割后的目标区域进行三维重构,以实现三维可视化。结果表明,该方法适用于分割目标灰度值不一致的图像序列,计算量小且能够精确地分割成千上万层图像中的目标。

关键词：图像处理 CT图像自适应先验结构信息递归分割三维可视化