非线性体效应的逆问题

作     者：黄建衡 刘鑫 雷耀虎 李冀 郭金川 HUANG Jianheng;LIU Xin;LEI Yaohu;LI Ji;GUO Jinchuan

作者机构：深圳大学物理与光电工程学院光电子器件与系统(教育部、广东省)重点实验室广东深圳518060 

基　　金：国家自然科学基金(Nos.61571305,61101175,62075141,61405120,61605119) 深圳市基础研究项目基金(No.JCYJ20170302142617703) 深圳大学教师科研启动项目基金(Nos.2018041,2017017) 

出 版 物：《光子学报》 (Acta Photonica Sinica)

年 卷 期：2021年第50卷第2期

页      码：13-20页

摘      要：非线性体效应在计算机断层扫描重构的理论与应用中,仍然是一个悬而未决的问题。本文利用优化重构算法来解决非线性体效应,建立了离散非线性X射线投影变换模型,将X射线投影变换的逆问题变为一个非凸的优化问题,通过裁剪原用于求解凸优化问题的一阶原对偶算法,提出非线性迭代重构算法来解决非凸问题。通过构建成像系统模型对算法的收敛性和重构精度进行了模拟验证,模拟中重建的图像首先通过检验在极窄的显示窗口中显示小于1%的对比度,然后使用相对于真实图像的差异的l2范数进行定量分析。模拟结果表明,在计算精度范围内,非线性重构算法可以收敛到真实图像,而且对于图像衬度小于1%的细节,重构图像也可以显示出来。该研究结果可为设计有效补偿非线性体效应伪影的计算机断层扫描成像应用算法提供参考。

主 题 词：X射线 计算机断层扫描 非线性 非凸 优化 迭代算法 

学科分类：070207[070207] 07[理学] 08[工学] 0803[工学-仪器类] 0702[理学-物理学类] 

核心收录：

D　O　I：10.3788/gzxb20215002.0211002

馆 藏 号：203102318...