锥形投影数据相对密度优化重建方法研究

摘要

近几十年以来，X 射线安全检查设备被广泛的应用于重要进出口的安全检查之中。这是一种利用X 射线穿透能力来实现对货物行李进行快速检查的系统，它具有低成本、低剂量、非接触式等良好优点。但是，目前的检查系统也存在着很多缺陷，它们大部分只是平面重建，而且分辨率很有限。对于金属这样X射线吸收率较高的物体识别较容易，但是对于毒品爆炸物的分辨却很困难。因此，本文希望能通过对于X 射线解析重建算法的研究，来提出一些新思路和新方法，来更好的解决目前存在的问题。
　　 限于平面重建自身固有的一些缺点，并不能依靠算法来达到理想中的效果。
　　 因此，功能强大的三维扫描重建系统将是更好的选择。但是由于安检应用的特殊性，对于重建的速度要求极高。而由于三维重建的数据量庞大，算法较为复杂，因此在速度上无法达到使用的要求，本文的主要研究方向是为了解决这个问题而努力。
　　 本文对于已有的一些经典的算法做了研究与探讨，尤其对于一些新的方法和思路做了重点的分析。考虑到滤波反投影法的主要时间消耗在于反投影的过程，同时结合安检这个领域应用的的特殊性，提出了一种针对特定密度检测的快速滤波反投影算法。在初步不全投影的基础上，利用模式识别与图像分割的方法，寻找出感兴趣区域精确重建。既不影响对于关键物体的关注，又可以大大提高重建速度。随后，本文又讨论了一些通用的锥束FDK算法的速度优化方法，并将它们与特定密度检测算法结合起来应用到锥束FDK算法上，同时在计算机上进行了仿真分析。实验证明该方法在保持对于关键区域重建质量的基础上，大大提高了算法的速度，有着一定的应用价值。