PET image reconstruction with rotationally symmetric polygonal pixel grid based highly compressible system matrix

To achieve a maximum compression of system matrix in positron emission tomography (PET) image reconstruction, we proposed a polygonal image pixel division strategy in accordance with rotationally symmetric PET geometry. Geometrical definition and indexing rule for polygonal pixels were established. Image conversion from polygonal pixel structure to conventional rectangular pixel structure was implemented using a conversion matrix. A set of test images were analytically defined in polygonal pixel structure, converted to conventional rectangular pixel based images, and correctly displayed which verified the correctness of the image definition, conversion description and conversion of polygonal pixel structure. A compressed system matrix for PET image recon was generated by tap model and tested by forward-projecting three different distributions of radioactive sources to the sinogram domain and comparing them with theoretical predictions. On a practical small animal PET scanner, a compress ratio of 12.6:1 of the system matrix size was achieved with the polygonal pixel structure, comparing with the conventional rectangular pixel based tap-mode one. OS-EM iterative image reconstruction algorithms with the polygonal and conventional Cartesian pixel grid were developed. A hot rod phantom was detected and reconstructed based on these two grids with reasonable time cost. Image resolution of reconstructed images was both 1.35 mm. We conclude that it is feasible to reconstruct and display images in a polygonal image pixel structure based on a compressed system matrix in PET image reconstruction.

库车坳陷阿瓦特地区高精度地震成像技术及应用

阿瓦特区块位于塔里木盆地库车坳陷克拉苏冲断带西段,地表高程变化大、起伏剧烈,地下构造极其复杂。受地表及地下地质条件的影响,地震资料叠前深度偏移处理准确成像困难。笔者针对该区特殊的地质特征,通过近真地表叠前深度偏移技术、高精度浅表层速度建模技术、特殊岩性体速度精细刻画技术、多方位网格层析成像技术等系列高精度地震成像技术的应用,大幅度提升了该区地震资料的叠前深度偏移成像品质,为后续地质解释及油气勘探开发奠定了坚实的数据基础。

集装箱CT检查系统二维防散射滤线栅作用分析

基于辐射成像系统蒙卡模拟软件NucRPD,对一款以9 MeV加速器作为辐射源的集装箱CT检查系统进行全系统蒙卡模拟,并使用目标晶体笔标记法、散射部件标记法与断层图像计算法综合分析了位于探测器晶体前方的二维防散射滤线栅对散射X射线的压低作用。计算结果表明此款集装箱CT检查系统中二维防散射滤线栅对于降低散射X射线的作用有限,后续在工程应用中无需使用二维防散射滤线栅,这将极大降低后端集装箱CT检查系统探测器与旋转机架等部件的机械设计难度与工程实现成本。

基于网格计算的电容层析成像图像重建技术的研究

针对目前电容层析成像系统在处理和解决上,对图像重建实时性的需求还有所欠缺的问题,提出了以网格计算技术为支撑,构建基于网格技术的图像重建系统,将分布的计算机资源组织协调起来共同解决科学与工程问题.这一技术提高了图像重建结果的处理速度,解决了单从算法优化角度无法解决的实际应用问题.

叠前深度偏移技术在齐古复杂构造成像中的应用

由于地震地质条件的限制,准噶尔南缘齐古断褶带地震资料成像精度低,井震深度误差大,严重影响齐古断褶带圈闭识别与油气发现。综合应用组合叠加保真去噪、网格层析速度反演、TTI介质各向异性校正及黏滞介质Q偏移等系列处理技术,有效改善了齐古地震资料成像品质,提高了低信噪比区复杂构造成像精度,有力支撑了准噶尔南缘井位部署与油气勘探。

层位约束网格层析速度建模方法在尼日尔AG区块的应用

准确成像一直是地球物理勘探的一个难题,叠前深度偏移技术虽然可以将地下地质构造准确归位到其真实深度及空间位置,但取决于速度建模的精度。为了能够获得准确的速度模型,基于GeoEast-Diva速度建模软件,应用层位约束的网格层析速度建模方法,在构造模型约束的基础上,利用不同尺度网格逐步进行层析反演、不断迭代,最终得到相对准确的速度模型,以提高成像质量。利用该方法对非洲尼日尔AG区块进行速度建模,结果表明,该方法可以建立高精度的深度域速度模型,成像结果能准确反映地下介质情况,深层底劈构造成像效果得到改善,由横向速度变化引起的构造假象得以消除。

电离层局部格网降分辨率层析方法

网格划分是电离层层析的重要一环,也是影响层析精度的重要因素之一。然而,现有研究更多地关注如何通过反演算法及模型来提高精度,较少关注格网划分这一手段。本文拟从格网划分这一角度来对电离层层析方法进行优化。先利用若干试验研究了格网分辨率与层像精度的关系,然后在此结论基础上提出了一种通过降低非感兴趣区域格网分辨率来提高感兴趣区域层像精度的方法。为验证本文方法的可行性,分别开展了两个不同的层析试验。两个试验同时表明:相对于传统的格网划分方法,本文方法在均方根误差、平均绝对误差、68%及95%百分位、标准差等多个精度指标上均具有优势。根据本文试验,利用本文方法均方根误差及平均绝对误差可望分别减少15%至40%。

CT射线硬化效应校正原理及典型故障分析

根据朗伯比尔定律分析单能射线和连续射线的CT影像差异,阐述CT射线硬化效应的形成机制,从硬件和软件两方面介绍射线硬化校正的典型方法和基本原理。由于硬化伪影产生的原因不同,对比不同影像扫描方式下的差异性,区分出硬件及软件故障。通过结合典型硬化伪影案例提出故障分析和处理措施,以提高临床影像工程师图像伪影的辨别能力和分析能力,确保CT设备的临床运行质量。

基于电磁层析成像技术的接地网导体异常检测

接地网是维护系统安全、保障运行人员及设备安全的重要环节,对其异常状态的有效检测直接关系到电力系统的安全稳定运行。文中研究了基于电磁层析成像(Electromagnetic Tomography,EMT)技术的接地网导体异常状态检测方法,应用改进Landweber迭代算法基于EMT技术测试系统的感应电压测量结果获取了接地网导体的重建图像,定义了图像相关系数对接地网导体的异常状态进行检测。对某35 kV接地网正常与腐蚀、断裂等典型故障下的分析结果表明,将EMT计算引入接地网导体的异常检测具有一定的可行性,且具有非接触、对接地网导体状态变化敏感等优势,所定义的图像相关系数指标能有效识别接地网导体的异常状态。研究结果可为接地网运行状态的准确评估提供重要依据。

高精度深度域层析速度反演方法

深度域层速度场是叠前深度偏移最重要的参数,直接决定了偏移成像的精度。传统层析速度建模方法由三部分组成,首先利用Dix公式或基于层位约束的Dix公式生成初始层速度模型,然后利用炮检距域道集对初始速度模型进行层析迭代,最后利用网格层析方法局部修饰速度模型。本文改进了传统层析速度建模流程:首先利用炮域波动方程相干反演方法建立初始速度模型,再利用角度域共成像点道集进行层析迭代,最后利用基于层位约束的网格层析方法局部修饰速度模型。渤海M区块三维实际数据试算证明本文对层析速度建模流程的改进是有效的,改进后的新流程可以大幅提高层速度场的精度。

多方位网格层析成像技术及应用效果

在宽/全方位三维地震速度建模过程中,需要考虑速度方位各向异性的影响。多方位网格层析成像技术可以利用介质的速度方位各向异性特征进行速度迭代,进而提高速度模型精度,其相应的偏移成像精度也更高,得到的地下信息更可靠。多方位网格层析成像技术是宽/全方位三维地震速度建模技术中比较实用的一项技术,它既可以考虑宽方位资料速度方位各向异性的影响,又可以在建模成本和进度上进行较好地控制。从应用该方法的效果看,速度模型的精度得到进一步提高,成像效果好,地下信息更符合实际地质情况。

多方位拖缆地震数据融合处理在惠州凹陷的应用

目前惠州凹陷已实现全三维覆盖,但常规三维地震的常规拖缆采集方位角窄、获得的地下反射波场信息不完整,难以实现对复杂断裂及潜山构造的有效照明。而宽方位地震对陡倾角成像及复杂构造成像相比常规拖缆采集有明显改善,但施工难度较大、采集成本也十分的高昂。为此,进行了基于多次采集的多方位拖缆地震数据开展融合处理试验。结果表明:①基于单方位差异化宽频保幅处理、保持方位优势的一致性处理、方位各向异性网格层析速度建模和真方位PSDM融合处理,较好地解决了采集方位变化带来的速度各向异性问题,实现了对不同方位地震数据的有效融合;②不同方位融合处理后的地震成果资料断面成像清晰,古近系至基底成像品质明显改善、中深层地震反射波组特征清晰,频率信息丰富。结论认为:将现有的不同方位采集的拖缆地震数据进行匹配融合处理,有效增加了采集照明度,改善了地震成像效果,提高了地震资料信噪比,是一种有效且低成本的勘探方式。