基于双能CT系统的物质密度识别算法研究

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X射线装置已被证实具有揭示物质的分子或原子特性的能力,是一种重要的物质识别方法,它渗透到多学科,涉及探测技术,电子技术,计算机技术等领域,被广泛应用到工业,农业及生物医学等方面,同样这种特性对于探测违禁品也是非常重要的,是一种非常有效的安全检查方法,已广泛地应用于车站,机场等重要场所,但是目前的检测系统仅仅能够探测出行李货物中的金属物品,对毒品/爆炸物等危害更大的物质则无法检测出来,本论文的支撑项目为国家自然科学基金重点项目《高速X光锥束三维成像与新型散射方法探测毒品/爆炸物的原理及应用研究》,希望通过对高速X光解析重建方法的研究,为探测毒品/爆炸物提供新的思路,为我国安检事业的发展添砖加瓦。   由于传统的单能X射线探测方法,只能从投影的图像中看到物体的基本形状,不能确定出物体内部的物质成分或密度,而密度是区分不同物质的依据之一,所以密度识别在探测毒品/爆炸物领域起到非常重要的作用,由于现在的CT图像重建算法都是建立在X射线束为单色的前提下的,但是实际使用的X射线束为多色的X射线束,因此会产生射线束硬化效应,所以在应用中要消除射线束硬化带来的影响。   本文针对连续谱X射线CT系统,提出了一种物质密度的识别方法—基于双能量曲线的物质密度识别算法,首先通过得到的高、低能投影值标定出物质的双能量曲线图,然后采用反向查找的方法确定被探测物质的厚度,最后利用滤波反投影重建算法重建出物质电子密度的分布,不仅能够消除射线束硬化效应的影响,而且得到的物质密度精确度也相对较高,并结合skyscan1076 CT机试验平台,验证了该算法的正确性。   
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