基于X射线木材断层扫描反投影算法中的最优滤波器选取

编号 zgly0001649451

文献类型 期刊论文

文献题名 基于X射线木材断层扫描反投影算法中的最优滤波器选取

作者 罗瑞  葛浙东  陈龙现  刘传泽  周玉成  徐文琦 

作者单位 山东建筑大学信息与电气工程学院 

母体文献 林业科学 

年卷期 2018年11期

年份 2018 

分类号 TP391.41 

关键词 木材  CT  滤波器  图像重建 

文摘内容 【目的】对比X射线计算机断层扫描图像重建算法中常用R-L、S-L、Cosine、Hamming和Hanning滤波器的重建图像效果,分析滤波函数重建图像质量,优选木材断层扫描图像重建中的最佳滤波器,为木材断层成像技术研究提供科学方法。【方法】依据CT成像原理,分析图像滤波过程,探讨不同滤波器工作特性和滤波器的设计步骤。首先将投影数据存放于二进制的二维数组,通过探测点编号和旋转角度确定每一点投影值,根据投影数据序列长度确定滤波器长度,将不同角度下的投影数据前后补零,使其构成3倍于原始长度的投影数据。然后进行一维快速傅里叶变换,并将频域结果与滤波器频域离散形式作乘积,对投影数据进行逐行滤波。最后,将乘积后的滤波结果进行傅里叶反变换得到时域中的投影数据,对比不同滤波器成像结果,对不同滤波器进行评价与分析。【结果】与未进行滤波的反投影重建图像相比,滤波后断层图像生长轮边界更清晰、伪影较少,边缘平滑;未经滤波处理直接反投影重建图像伪影严重,重建效果极差,生长轮、裂缝结构特征不清晰。采用R-L、S-L、Cosine滤波器滤波后断层图像边缘平滑、清晰,无向周边扩散现象,采用Hamming、Hanning滤波器滤波后图像伪影轻微,存在比较明显的波纹状伪影。从各滤波图像与检测模型图像的差异性来看,R-L滤波器滤波后图像质量最高,而Hamming滤波器滤波后结果误差最大。【结论】采用R-L滤波器得到的重建图像误差最小,图像最清晰,空间分辨率高,能有效去除伪影,滤波后的木材断层图像可准确判断缺陷形状、位置和大小。