[发明专利]一种基于代数重建算法的大视野锥束X射线倾斜扫描三维数字成像方法

权利要求书

1.一种基于代数重建算法的大视野锥束X射线倾斜扫描三维数字成像方法，其特征在于包括如下步骤：

(1)设置面阵探测器偏置的大视野锥束X射线倾斜扫描几何结构，形成数字射线投影图像获取系统；

(2)进行面阵探测器偏置的大视野锥束X射线倾斜扫描，获得一组二维数字射线投影图像序列；

(3)记录射线源到面阵探测器距离z_c、旋转中心到面阵探测器距离z′_c、射线倾斜角度面阵探测器水平方向探测通道个数m和垂直方向探测通道个数n；

(4)根据步骤(3)得到的参数z_c、z′_c、m和n和步骤(2)获取的二维数字射线投影图像序列，利用面阵探测器偏置的大视野锥束X射线倾斜扫描三维数字成像方法对应的代数重建算法，重建扫描区域的三维层析图像。

2.根据权利要求1所述的基于代数重建算法的大视野锥束X射线倾斜扫描三维数字成像方法，其特征在于：所述步骤(1)中设置面阵探测器偏置的大视野锥束X射线倾斜扫描几何结构，形成数字射线投影图像获取系统的步骤为：

a.在面阵探测器ABEF成像区域边缘选定数据截断边界EOF；

b.使数据截断边界EOF与主射线SO垂直，与面阵探测器行OG垂直；

c.使系统旋转轴z″在主射线平面SOG内与主射线SO相交，形成一定的射线倾斜角度

3.根据权利要求1所述的基于代数重建算法的大视野锥束X射线倾斜扫描三维数字成像方法，其特征在于：所述步骤(2)中进行面阵探测器偏置的大视野锥束X射线倾斜扫描，获得一组二维数字射线投影图像序列的步骤为：

a.将被扫描构件放置于权利要求1步骤(1)形成的数字射线投影图像获取系统的转台上；

b.以经准直而成的锥束射线对被扫描构件实施透照，同时，转台匀速连续旋转，由面阵探测器ABEF以固定采样速度连续采集透射过被扫描构件的射线投影，获得一组二维数字射线投影图像序列；

c.当转台旋转360度时，面阵探测器ABEF停止采样，转台和射线源同时停止，即完成一次大视野锥束X射线倾斜扫描。

4.根据权利要求1所述的基于代数重建算法的大视野锥束X射线倾斜扫描三维数字成像方法，其特征在于，所述步骤(3)中射线源到面阵探测器距离z_c、旋转中心到面阵探测器距离z′_c、射线倾斜角度面阵探测器水平方向探测通道个数m和垂直方向探测通道个数n，通过扫描装置机械数控系统提供的步骤为：

a.采用卷尺测量射线源靶点到面阵探测器表面距离，此即为z_c；

b.采用卷尺测量旋转中心到面阵探测器距离，此即为z′_c；

c.采用卷尺连线射线源靶点与面阵探测器表面中心，再利用三角板测量该连线与旋转轴的夹角，此即为

d.m和n由面阵探测器说明书直接给出。

5.根据权利要求1所述的基于代数重建算法的大视野锥束X射线倾斜扫描三维数字成像方法，其特征在于：所述步骤(4)中的面阵探测器偏置的大视野锥束X射线倾斜扫描三维数字成像方法对应的代数重建算法为：

f(x′′,y′′,z′′)(k+1)=f(x′′,y′′,z′′)(k)+λ(k)qik-nikTf(x′′,y′′,z′′)(k)||nik||2nik,]]>k＝1～6，

f(x″，y″，z″)⁽⁰⁾＝0或1，

其中，f(x″，y″，z″)为重建的三维函数，(x″，y″，z″)为坐标系X″Y″Z″中坐标，k表示第k次迭代，f(x″，y″，z″)^(k)表示第k次迭代得到的三维函数，λ^(k)为第k次迭代的收敛因子，q_ik为k次迭代时面阵探测器获取的第i条射线的投影数据，n_ik为k次迭代时第i条射线经过的像素的信息，为n_ik的转置。