适合直线扫描轨迹的锥束断层重建方法技术

本发明专利技术提供一种适合直线扫描轨迹的锥束断层重建方法，其特点是X射线源和检测器间无相对运动，与待检测物体间存在均匀的直线运动，系统运动过程中，等时间间隔获得沿直线扫描轨迹的投影数据；对待检测物体进行切片式网格划分，计算切片式网格的全变差系数矩阵和投影权重贡献系数矩阵；对切片网格全变差的梯度进行开方运算，以开方后的全变差为目标函数，X射线投影方程为约束，将断层重建问题转化为凸二次规划；进一步将凸二次规划求解问题转化为增广拉格朗日函数的优化求解问题，利用神经网络进行迭代求解。该发明专利技术的方法具有扫描机械结构简单、可获得较清晰物体的三维影像，一定程度上解决物体互相遮挡的问题等优点。

Cone-beam tomography reconstruction method suitable for linear scanning trajectory

The invention provides a cone beam tomography reconstruction method suitable for straight line scanning trajectory, which is characterized by no relative motion between X-ray source and detector, uniform linear motion between X-ray source and object to be detected, equal time interval during system movement to obtain projection data along straight line scanning trajectory, slice meshing for detecting object, and calculating total variation system of slice mesh. Number matrix and projection weight contribution coefficient matrix; The gradient of total variation of slice mesh is calculated by square method, and the total variation of slice mesh is taken as objective function, and the X-ray projection equation is constrained to transform the fault reconstruction problem into convex quadratic programming; furthermore, the convex quadratic programming problem is transformed into the optimization problem of augmented Lagrangian function, and the neural network is used to iterate. Solution. The method of the invention has the advantages of simple scanning mechanical structure, clearer three-dimensional image of objects, and solving the problem of mutual occlusion of objects to a certain extent.

【技术实现步骤摘要】
适合直线扫描轨迹的锥束断层重建方法
本专利技术属于无损检测领域，具体来讲公开了一种适合直线扫描轨迹的锥束CT重建方法，适用于X射源和检测器沿直线运动的计算机断层成像系统。
技术介绍
计算机断层成像(ComputedTomography，简称CT)是通过无损方式获取物体内部结构信息的一种技术手段，已被广泛地应用到医疗诊断、工业无损探伤等领域。近年来，国内外时有暴力恐怖袭击事件的发生，对诸如机场、地铁站、火车站、海关等的安检系统提出越来越高的要求。目前阶段，基于安检系统主要使用双能X射线安检机和双视角X射线安检系统。然而，无论是那种方式，计算机系统所显示是具有一定立体感的透视图像，不是真正意义上的断层成像，不能完全有效地分辨出行李中重叠遮挡的问题。断层图像首选的射源扫描轨迹是圆轨迹。在医学领域内，通过复合检查床的直线运动，获得了满足锥束精确重建条件的螺旋扫描轨迹，从而获得人体内部比较精确的重建结果。直线扫描轨迹不满足断层图像精确重建的扫描轨迹条件，理论上采用适合完备轨迹的锥束重建算法，无法获得精确的重建结果。安检系统中可以采用医学领域内螺旋扫描的形式进行危险物品的检测，从而可以获得待检查本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种适合直线扫描轨迹的锥束断层重建方法，其特征在于；重建方法的步骤包括：步骤1：根据检测系统结构参数以及运动参数，对待检测物体进行切片式网格划分，计算切片式网格的全变差系数矩阵和投影权重贡献系数矩阵，运算结果存储到存储器中；步骤2：待检测物体以均匀速度与检测系统直线扫描轨迹，在等间隔时间内，直线扫描系统采集射线源发射的X射线，并转换为投影数据；步骤3：复合全变差系数阵、投影权重系数阵和投影数据，建立凸二次规划目标函数及约束条件，利用增广拉格朗日法将优化问题转化为无约束的优化问题；步骤4：利用神经网络算法对无约束优化问题进行求解，当网路达到平衡状态后，切片式网格的断层图像，通过反插值获得被检...

【技术特征摘要】
1.一种适合直线扫描轨迹的锥束断层重建方法，其特征在于；重建方法的步骤包括：步骤1：根据检测系统结构参数以及运动参数，对待检测物体进行切片式网格划分，计算切片式网格的全变差系数矩阵和投影权重贡献系数矩阵，运算结果存储到存储器中；步骤2：待检测物体以均匀速度与检测系统直线扫描轨迹，在等间隔时间内，直线扫描系统采集射线源发射的X射线，并转换为投影数据；步骤3：复合全变差系数阵、投影权重系数阵和投影数据，建立凸二次规划目标函数及约束条件，利用增广拉格朗日法将优化问题转化为无约束的优化问题；步骤4：利用神经网络算法对无约束优化问题进行求解，当网路达到平衡状态后，切片式网格的断层图像，通过反插值获得被检测物体的断层图像，实现直线扫描轨迹的锥束重建。2.根据权利要求1所述的适合直线扫描轨迹的锥束断层重建方法，其特征在于；所述的检测系统是指由X射线射源和检测器组成的检测系统，射源和检测器的中心在一条水平直线上。3.根据权利要求1所述的适合直线扫描轨迹的锥束断层重建方法，其特征在于；所述的直线扫描轨迹是指X射线射源和检测器在工作过程中无相对运动，两者与被测物体存在相对直线运动，射源在等间隔时间内发射X射线。4.根据权利要求1所述的适合直线扫描轨迹的锥束断层重建方法，其...

【专利技术属性】
技术研发人员：王瑜，李迅波，陈亮，
申请(专利权)人：电子科技大学，
类型：发明
国别省市：四川,51