固体火箭发动机窄角扇束CT投影直接重建算法

用于固体火箭发动机检测的窄角扇束CT采用重排算法进行图像重建,而重排算法用到的插值运算会造成投影数据的不准确,使得重建的CT图像质量下降。为了解决重排算法存在的问题,提出了一种新的直接卷积反投影算法。该算法避免了重排过程,直接利用不等间距平行束投影数据进行卷积反投影重建。为了验证直接卷积反投影算法的有效性,进行了数值仿真和实验验证,并将直接卷积反投影算法与重排算法进行对比。仿真和实验结果表明,直接卷积反投影算法比重排算法的图像重建时间短,直接卷积反投影算法较重排算法的重建图像质量高,这对固体火箭发动机缺陷的精确测量具有重要意义。

窄角扇束CT仿真投影计算方法

窄角扇束CT已在工业领域广泛应用。为了研究窄角扇束CT的图像重建算法,节省扫描检测成本,对其进行仿真研究很有必要。在分析窄角扇束CT扫描特点的基础上,推导建立窄角扇束CT仿真投影计算公式。为了验证仿真投影计算的准确性,对Shepp-Logan头部模型进行仿真投影计算和图像重建,重建结果验证了仿真投影计算公式的有效性和准确性。该方法还可以应用到广角扇束CT的仿真投影计算中。

固体火箭发动机界面脱粘切向CT检测

为了实现固体火箭发动机界面脱粘的快速检测,研究了窄角扇束工业CT检测固体火箭发动机界面脱粘的扫描方案和图像重建算法,提出了平移/旋转和只旋转扫描方案。采用窄角扇束工业CT,对某型固体火箭发动机进行扫描,并采用滤波反投影算法、凸集投影法和基于凸集投影的总变差最小化方法,对获得的切向投影数据进行重建。重建结果表明,平移/旋转扫描方式较只旋转扫描方式更适合该窄角扇束工业CT检测固体火箭发动机的界面脱粘。基于凸集投影的总变差最小化方法重建的图像质量优于滤波反投影算法和凸集投影法重建的图像质量,能够满足固体火箭发动机脱粘缺陷的检测要求。

固体火箭发动机CT图像条状伪影校正

为了校正窄角扇束工业CT扫描重建的固体火箭发动机图像中的条状伪影,分析了条状伪影的产生原因.针对条状伪影是由重排和数据对齐后固体火箭发动机投影数据的非光滑连续性引起的,提出了条状伪影校正的两种算法.两种算法均以中间平移步数的投影数据为基准进行投影数据的重排,一种将重排和数据对齐过程分开处理;另一种将重排和数据对齐过程合并处理.为了验证两种条状伪影校正算法的有效性,采用窄角扇束工业CT对某型固体火箭发动机进行3种不同扫描步长的扫描和重建.结果表明重排和数据对齐过程分开处理的校正算法只有在小步长扫描的情况下重建效果较好,条状伪影较少;而重排和数据对齐过程合并处理的校正算法在3种不同的扫描步长下图像重建质量均较好,条状伪影较少.