基于DR系统的CT功能

　　0　引　言

　　自从70年代初期出现第一台医用射线CT以来, CT技术日益成为工业无损检测领域内非常活跃的一部分. CT系统虽然功能强大,应用领域广泛,但是不菲的价格一直制约着CT技术的推广应用. CT系统的X射线源、机械转台4个主要功能模块都有很高的技术要求,其中任何一个模块降低性能指标都可能令重构出的CT图像达不到应有的清晰度.各个模块性能指标的提高意味着整个系统成本的提高,在满足CT切片重构精度前提下,降低系统的成本,成为CT技术应用推广的关键.

　　对于二维CT,图像中心旋转中心不重合会造成“拖尾”伪迹[1],严重影响CT图像的清晰度.如果采用低价格的X射线源,如射线源焦点比较大,发出的X射线不恒定,这些都影响到投影的清晰度,进而影响到CT图像的清晰度. CT重构的一个最重要特点是数据量大,计算量大,计算速度成为整个CT重构系统的瓶颈制约.

　　针对上述问题,作者开发出一套简易工业CT系统.该系统完全消除了图像中心旋转中心之间的不重合,从而可大大降低对机械精度的要求;对采集到的投影进行灰度调整,消除X射线不恒定对CT图像清晰度的影响;用专用硬件来实现快速算法,能迅速提高重构计算的速度.总之,该系统具有成本低、重构速度快和CT切片清晰度较高的显著特点.

　　1　系统概述

　　该系统的硬件主要由X光机、机械转台、像增强器、CCD相机、PC、图像采集卡组成. X光机为2001型,主要特点为发出连续但不恒定X射线,焦点较大.像增强器为E5764HD-P2型,分辨率为48Lp/cm. CCD相机为MS-2821C型,分辨率为600TV lines,图像有效像素为752×582.图像采集卡的有效像素为768×576, 10位卡.机械转台精度不高,旋转时轻微震动.

　　该系统采用二维重建的方法,即由线投影重构两维切片图像. X射线源离物体较远,或物体较小使得X射线出射角较小,因而可视其为平行束,使用平行束重构方法.射线束垂直入射,物体绕轴线匀速转动,物体每转动一特定角度,相机拍取一幅二维图像.当对物体的某一层进行重构时,只需在每幅投影图上取出该切片层所对应的线投影,组成一幅二维投影图,然后根据该图进行卷积反投影重构,原理图如图1所示.

　　2　投影中心的精确定位

　　由于在反投影寻址都以投影中心为基准,故对它进行精确定位是很重要的, CT图像中心与旋转中心不重合会,对于平行束投影造成“拖尾”伪迹,对于扇束投影造成向周围扩散的伪迹.至于图像中心与旋转中心相差多少像素,造成多大伪迹影响,在文献[2]中有详细论述.

　　为确定旋转中心目前最常用的方法在试件边缘处沿轴向贴一个十字标记, (可用两根钨丝搭成一个十字),确定良好的透照条件后,照一张投影图,旋转180°后再照一张.最后,由两张投影图中两个十字标记计算旋转轴斜偏角度和投影中心.