题目：快速连续旋转扫描模式下的动态过程锥束CT层析方法研究

对于目前ICT常用的第三代扫描方式，为了提高获得的图像的分辨率，通常采用低帧频采集、步进连续旋转扫描的方式。这种方式的优点是可以有效改善投影图像的质量，而且对于静态物体的重建也有很好的效果，但缺点是将使扫描效率有很大程度的降低。因此当人们需要观察物体内部结构动态变化的过程时，由于扫描时间较长，存在很大的局限性。

为在尽可能短的时间内获得物体动态变化过程内部结构的断层图像，以提高CT图像在时间轴上的分辨率，本文设计了快速层析系统，研究了快速连续扫描方法，改进了常规物体扫描的时序问题，解决了投影位置的准确定位，并且有效去除了冗余投影数据。此外，针对长物体扫描提出了有效的扫描方法。对于有限角度投影重建问题，采用TV算法来实现图像重建。本文重点解决探测器高帧频采集带来的噪声问题以提高动态序列图像的像质，以及重点研究并改进了TV算法来重建内部结构动态变化物体的图像，以提高CT图像在时间轴上的分辨率。

本文的研究成果如下：

1）设计了一系列的控制方案以完成快速层析系统的设计开发，包括系统回零、快速定位、安全距离的检测以及各个轴的控制。

2）研究了快速连续扫描方法，对扫描控制时序进行了改进，保证了所采集到的CT重建所需的有效投影数据处于电机匀速运动的状态，实现了对360度投影位置的准确定位，有效去除了冗余投影数据；针对长物体快速连续扫描，提出了实现长物体扫描的方法，并验证了该方法的可行性。

3）解决了高帧频采集模式下带来的噪声问题，针对不同的噪声来源，提出了相应的解决办法：对于随机噪声来说，提出了改进的NL-means算法原理；对于固有噪声来说，提出了探测器成像不一致性的校正，包括偏置校正和增益校正，然后针对此校正方法的不足，提出了多增益校正。

4）对TV算法进行了深入的研究，证明了TV算法非常适用于获取内部结构动态变化物体的图像，提高了CT图像在时间轴上的分辨率。

5）研究了影响TV算法重建质量的主要因素，并给出了相应的优化方法，有效地提高了重建质量与重建速度。