RU2180745C2 - Способ радиационной вычислительной томографии - Google Patents
Способ радиационной вычислительной томографии Download PDFInfo
- Publication number
- RU2180745C2 RU2180745C2 RU99105519A RU99105519A RU2180745C2 RU 2180745 C2 RU2180745 C2 RU 2180745C2 RU 99105519 A RU99105519 A RU 99105519A RU 99105519 A RU99105519 A RU 99105519A RU 2180745 C2 RU2180745 C2 RU 2180745C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- radiation
- formation
- projections
- projection
- picture
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Analysing Materials By The Use Of Radiation (AREA)
Abstract
Изобретение относится к радиационной томографии и может применяться для неразрушающего контроля внутреннего строения объектов. Способ заключается в облучении исследуемого объекта потоком ионизирующего излучения, регистрации прошедшего через объект контроля излучения, преобразовании зарегистрированных сигналов и восстановлении томографического изображения по определенному алгоритму, в котором этап формирования проекций изменяется таким образом, что развернутая картина проекций "выпрямляется" в каждой угловой точке методом деления на синус значения угла в этой же точке и по полученному набору прямых производят указанное формирование. Техническим результатом изобретения является уменьшение времени формирования изображения объекта. 3 ил.
Description
Изобретение относится к области вычислительной радиационной томографии и может применяться для неразрушающего контроля внутреннего строения изделий, и используется для топографического исследования объектов машиностроения.
Наиболее близким техническим решением является способ радиационной вычислительной томографии, заключающийся в облучении исследуемого объекта потоком ионизирующего излучения, регистрации прошедшего через объект излучения при заданном количестве траекторий при относительном и угловом перемещении "сборки" и исследуемого объекта, преобразовании зарегистрированных сигналов и восстановлении томографического изображения с использованием ЭВМ по алгоритму обратной проекции с фильтрацией Фурье [1].
Недостатком известного технического решения является то, что при исследовании объектов сложной внутренней конфигурации процесс обработки результатов занимает относительно длительное время.
Техническим результатом настоящего изобретения является повышение скорости обработки результатов в процессе формирования проекций. Он достигается тем, что в способе радиационной вычислительной томографии, включающем облучение исследуемого объекта потоком ионизирующего излучения, регистрацию прошедшего через объект излучения при заданном количестве траекторий при относительном и угловом перемещении "сборки" и исследуемого объекта, преобразование зарегистрированных сигналов и восстановление томографического изображения с использованием ЭВМ по определенному алгоритму, в котором первый этап формирования проекций изменяется таким образом, что развернутая картина проекций "выпрямляется" в каждой угловой точке методом деления на синус этого же значения и по полученному набору прямых производят указанное формирование [2].
Известный алгоритм позволяет наиболее точно воспроизвести вид исходной функции по ее проекциям. Алгоритм в упрощенном виде по блокам выглядит следующим образом.
Пусть f(x, y) - восстанавливаемая функция, a F(X,Y) - ее преобразование Фурье. Используется преобразование Фурье в полярных координатах, т.е.
x = rcosφ
y = rsinφ
где r и φ полярные координаты точки (x,y).
y = rsinφ
где r и φ полярные координаты точки (x,y).
В области спектра
X = Vcosθ,
Y = Vsinθ,
где V - пространственная частота.
X = Vcosθ,
Y = Vsinθ,
где V - пространственная частота.
Преобразование Фурье функции f(x,y) в полярных координатах будет
Внутренний интеграл обозначается Qo(r,φ).
Процедура восстановления функции по методу обратного проецирования с фильтрацией Фурье выглядит следующим образом.
Внутренний интеграл обозначается Qo(r,φ).
Процедура восстановления функции по методу обратного проецирования с фильтрацией Фурье выглядит следующим образом.
а) Выполняется преобразование Фурье проекции
б) Каждый коэффициент Фурье умножается на соответствующий модуль пространственной частоты (фильтрация проекций).
б) Каждый коэффициент Фурье умножается на соответствующий модуль пространственной частоты (фильтрация проекций).
в) Вычисляется обратное преобразование Фурье отфильтрованных проекций в соответствии с выражением
г) Выполняется интерполяционная процедура для определения Qθ(r,φ) пo известным дискретным значениям Qθ(υ).
д) Выполняется обратное проецирование в соответствии с выражением
Предлагаемый алгоритм модифицирует этап формирования проекций. В процессе проекционных данных и формирования развернутой картины проекций в виде набора "синусограмм" (распределение проекций по значениям угла проецирования) проводится "выпрямление" синусообразных кривых распределения проекций методом деления на синус проекционного угла в каждой угловой точке. Дальнейшие этапы алгоритма остаются типовыми.
г) Выполняется интерполяционная процедура для определения Qθ(r,φ) пo известным дискретным значениям Qθ(υ).
д) Выполняется обратное проецирование в соответствии с выражением
Предлагаемый алгоритм модифицирует этап формирования проекций. В процессе проекционных данных и формирования развернутой картины проекций в виде набора "синусограмм" (распределение проекций по значениям угла проецирования) проводится "выпрямление" синусообразных кривых распределения проекций методом деления на синус проекционного угла в каждой угловой точке. Дальнейшие этапы алгоритма остаются типовыми.
Сущность изобретения поясняется фиг.1-3, на которых показаны блок-схема вычислительного томографа (фиг. 1) и графики, поясняющие работу алгоритма реконструкции томографического изображения (фиг.2-3). На фиг.1 указаны следующие блоки: 1-блок сканирования и детектирования; 2-компьютер с программной обработкой результатов; 5-принтер; 4-блок памяти; 5-монитор.
Способ реализуют следующим образом (см.фиг.1).
Исследуемый объект с дефектом сканируют узкоколлимированным пучком рентгеновского излучения в режиме линейного перемещения и при различных угловых положениях объекта относительно направления распространения излучения в блоке 1. При линейном сканировании величину шага задают случайным образом, соблюдая условие равенства математического ожидания для закона распределения величин шага при сканировании величине шага восстановления изображения в ЭВМ. В частности, величину шага изменяют по нормальному закону с использованием нормированной функции распределения, получаемой с помощью генератора случайных чисел. Случайное изменение величины шага осуществляют в совокупности циклов линейного сканирования при постоянстве величины шага в одном цикле сканирования. Вся обработка осуществляется по специальному алгоритму, реализуемого компьютером с программой обработки в блоке 2 с учетом информации, записанной в блоке 4 памяти.
Этот алгоритм позволяет наиболее точно воспроизвести вид исходной функции по ее проекциям. На первом этапе осуществляется преобразование Фурье проекции. На втором этапе осуществляется фильтрация проекций путем умножения каждого коэффициента Фурье на соответствующий модуль пространственной частоты. На третьем этапе вычисляется обратное преобразование Фурье отфильтрованных проекций. На четвертом этапе вычисляется искомая функция распределения линейного коэффициента ослабления f(x,y), используя преобразование
Здесь на этапе сбора проекционных данных и формирования развернутой картины проекций в виде набора синусограмм (см. фиг.2) проводится "выпрямление" данных в каждой угловой точке методом деления на синус этого же значения. Таким образом, происходит преобразование синусоидального набора проекций в набор прямых, по которым и происходит формирование проекционной картины (см. фиг.3).
Здесь на этапе сбора проекционных данных и формирования развернутой картины проекций в виде набора синусограмм (см. фиг.2) проводится "выпрямление" данных в каждой угловой точке методом деления на синус этого же значения. Таким образом, происходит преобразование синусоидального набора проекций в набор прямых, по которым и происходит формирование проекционной картины (см. фиг.3).
Результаты контроля регистрируются принтером 3 и монитором 5.
Представленный способ обработки реальных проекционных данных ускоряет обработку в процессе вычисления проекций. Это делается для того, чтобы максимально ускорить процесс получения томограммы. Так как вычисление суммарной проекции вдоль синусообразной кривой более трудоемко.
Эффект от использования данного способа составляет двадцати процентное уменьшение времени формирования топографического изображения, следовательно, времени эксперимента, а также улучшение точностных характеристик полученной томограммы примерно на 50%.
Источники информации
1. Рентгенотехника. Справочник. Т.2. Под редакцией д.т.н. Клюева В.В. -М.: Машиностроение, 1980, с.290.
1. Рентгенотехника. Справочник. Т.2. Под редакцией д.т.н. Клюева В.В. -М.: Машиностроение, 1980, с.290.
2. Введение в современную томографию. К.С. Терновой, М.В. Синьков, А.И. Закидальский и др. - Киев. -Наукова думка, 1985. - 232 с.
Claims (1)
- Способ радиационной вычислительной томографии, заключающийся в облучении исследуемого объекта потоком ионизирующего излучения, регистрации прошедшего через объект контроля излучения при заданном количестве траекторий при относительном и угловом перемещении "сборки" детекторов и исследуемого объекта, преобразовании зарегистрированных сигналов и восстановлении томографического изображения с использованием ЭВМ по определенному алгоритму, отличающийся тем, что в используемом алгоритме этап формирования проекций изменяется таким образом, что развернутая картина проекций "выпрямляется" в каждой угловой точке методом деления на синус значения угла в этой же точке и по полученному набору прямых производят указанное формирование.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU99105519A RU2180745C2 (ru) | 1999-03-22 | 1999-03-22 | Способ радиационной вычислительной томографии |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU99105519A RU2180745C2 (ru) | 1999-03-22 | 1999-03-22 | Способ радиационной вычислительной томографии |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU99105519A RU99105519A (ru) | 2001-01-20 |
RU2180745C2 true RU2180745C2 (ru) | 2002-03-20 |
Family
ID=20217328
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU99105519A RU2180745C2 (ru) | 1999-03-22 | 1999-03-22 | Способ радиационной вычислительной томографии |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2180745C2 (ru) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE112010002007T5 (de) | 2009-05-15 | 2012-06-28 | Obshhestvo S Ogranichennoj Otvetstvennost'yu "Centr Innovacionny'x Texnologij-E's'' | Verfahren zur tomographischen untersuchung vonmikroskopischen objekten und abtastmikroskopzur durchführung dessen |
-
1999
- 1999-03-22 RU RU99105519A patent/RU2180745C2/ru active
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE112010002007T5 (de) | 2009-05-15 | 2012-06-28 | Obshhestvo S Ogranichennoj Otvetstvennost'yu "Centr Innovacionny'x Texnologij-E's'' | Verfahren zur tomographischen untersuchung vonmikroskopischen objekten und abtastmikroskopzur durchführung dessen |
US8384901B2 (en) | 2009-05-15 | 2013-02-26 | OOO Tsentr Innovatsionnyh Tehnologii-Es | Method for the tomographic examination of microscopic objects and a scanning microscope for the implementation thereof |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US4205375A (en) | Method and apparatus for performing computed tomography | |
US4446521A (en) | Image reconstruction apparatus and process | |
JPH09149902A (ja) | X線断層撮影方法および装置 | |
CN101718719A (zh) | 一种连续扫描三维锥束工业ct角度增量确定方法 | |
JP3280743B2 (ja) | X線断層撮影方法 | |
US7535988B2 (en) | Method for fast image reconstruction with compact radiation source and detector arrangement using computerized tomography | |
US6084936A (en) | Almost-everywhere extrapolation from cone-beam data | |
RU2312602C2 (ru) | Способ формирования томографических изображений | |
RU2180745C2 (ru) | Способ радиационной вычислительной томографии | |
US6628747B1 (en) | System and method for dual-beam internal reflection tomography | |
JP3020925B2 (ja) | 2ステップ3dラドン逆変換処理方法 | |
Rathee et al. | Image restoration in computed tomography: Estimation of the spatially variant point spread function | |
AU2013273647A1 (en) | Improvements in and relating to ophthalmoscopes | |
JP3846577B2 (ja) | コンピュータ断層撮影装置 | |
US6317478B1 (en) | Method and apparatus for imaging based on calculated inversion values of cone beam data | |
Faridani | Results, old and new, in computed tomography | |
JPH05237094A (ja) | ストリーク状偽像を低減する画像処理方法と装置 | |
Chen et al. | Parallel multi-threaded gridrec algorithm for computer tomography on gpu for edge computing | |
US6272198B1 (en) | Radiation image forming method and apparatus | |
JP2799147B2 (ja) | X線ct装置 | |
Likhachev et al. | Regularizing method for the analysis of CT images of welded joints of pipelines | |
Islami Rad et al. | Motion detection in CT images with a novel fast technique | |
RU2114419C1 (ru) | Способ радиационной вычислительной вибротомографии | |
JP2004537731A (ja) | 線形方程式系の解を向上させる方法およびシステム | |
BENOUAR et al. | Spectral Interpolation method SIM for increasing X-ray laminography reconstruction with Limited Data projections |