工业计算机断层扫描(CT)技术在对超出重建视场(FOV)尺寸的大型物体进行检测时,面临着挑战。传统的扫描方式难以覆盖过大的检测对象,因为通常基于CT扫描几何学计算的最大水平视场(即垂直于旋转轴的视场)是有限的。为了解决这一问题,研究人员开发了多种多扫描模式,利用小型面板探测器来获取完整的大物体CT投影数据。 在标题所指的研究论文中,作者提出了基于非共圆双源圆形锥束CT扫描几何的新型扫描模式,并提出了一种基于后向投影滤波(Backprojection-Filtration,简称BPF)的重建算法,无需进行数据重排(rebinning)。作者强调,根据这种非共圆双源圆形CT扫描几何计算得到的视场,水平视场(即垂直于旋转轴的视场)要比心脏双源CT扫描几何大,因此该方法可以重建出比心脏双源CT更大的水平切片。论文的模拟结果显示,采用所提方法得到的CT图像质量预期会优于使用较大面板探测器获得的图像。 这篇论文主要涉及以下几个知识点: 1. 计算机断层扫描技术(CT):CT是一种利用计算机处理X射线扫描数据生成物体内部结构图像的技术。在工业领域,CT技术可用于检测产品的内部缺陷和结构,广泛应用于制造、材料科学等领域。 2. 视场(FOV):视场是CT系统能够重建的物体区域大小。对于超出视场大小的大型物体,传统CT扫描几何学难以进行完整的重建,因而研究开发了多扫描模式来解决这一问题。 3. 多扫描模式:为了获取完整的大尺寸物体的CT投影数据,研究人员提出了利用多个扫描位置的数据合并来扩大有效视场的方法。这种方法通常涉及对小型面板探测器的多次扫描,并采用特定的算法处理重叠区域的数据。 4. 非共圆双源圆形锥束CT扫描几何:该几何设计采用两个非共圆配置的X射线源和探测器对大物体进行扫描,从而扩大扫描视场。与传统的共圆双源扫描几何相比,非共圆的几何设计可以实现更大的水平视场。 5. 后向投影滤波(BPF)重建算法:BPF是一种图像重建算法,它通过后向投影和滤波过程重建出原始物体的图像。该算法的显著特点是不需要对采集到的CT投影数据进行重排处理,可以有效减少重建过程中的误差。 6. 数据重排(Rebinning):在某些图像重建过程中,需要将探测器接收到的数据重新排列,以便进行后续的图像处理和重建。该过程称为数据重排,但在此论文中,作者提出了一种无需重排的重建方法。 7. 模拟结果:论文通过模拟实验验证了所提重建方法的有效性。模拟结果表明,该方法能够产生令人满意的CT图像,且图像质量优于使用更大面板探测器获得的图像。 该论文的核心内容在于提出了一种用于大视场非循环双源圆形锥束CT的新重建方法,该方法通过特定的几何设计和重建算法,在无需数据重排的情况下,实现了对大型物体更高质量的图像重建。这种技术的开发有望在工业CT领域带来新的突破,提高大尺寸物体检测的精度和效率。
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