题目：工业射线CL成像及其代数重建算法研究

对于工程中大量板壳结构（如印刷电路板）无损检测，由于采用传统CT检测技术存在诸多困难，提出在倾斜扫描条件下获取构件厚度方向上材质信息，然后利用此投影数据来重建构件断层图像。由于此ICL(Industrial Computed Laminography )扫描方式获取的投影数据不完备，重建的断层图像表现为层与层之间“混迭”严重，因此在重建算法上本文选择代数重建技术进行断层重建以尽可能减少此“混迭”。基于此ICL场合，本文研究了代数重建技术，从图像重建中精度和速度两方面入手进行研究。关于重建精度问题，由于线性方程组的系数对方程组的解具有重要影响，因此其系数必须能客观地反映像素对射线投影值的影响情况，采用Bessel-Kaiser函数进行加权处理求取系数，极大地提高了重建图像的精度。同时针对采用Bessel-Kaiser函数加权处理过程中引入的庞大计算量，提出了以递推外加一维查找表的快速迭代算法，将射线与Bessel-Kaiser函数不同相交位置的权值预先计算存储在一维查找表中，提高了重建速度，使其在工程中应用成为可能。代数重建技术中投影序列的选择次序对重建精度及收敛速度皆具有重要影响，对于在360度方向上均匀获取投影的场合，本文在总结前人的基础上，提出了加权距离正交投影序列排序方法。该方法将投影序列分成若干组，每一组内前后选择的投影序列彼此正交同时相邻组之间投影序列尽可能均匀分布。该方法能提高重建精度及收敛速度，同时利用前后正交投影角度下射线经过像素信息关系，可将重建速度提高1倍。针对板壳构件倾斜扫描断层重建，提出了利用DR图像获取重建几何参数的简单易行方法，同时分析了各个几何参数对重建精度的影响。对典型板壳构件PCB及CPU等，用本文所研究的迭代重建算法进行断层重建，并对重建的切片进行加权锐化处理，一方面平滑实验过程中产生的噪声，另一方面加强细节信息，可达到对芯片进行无损检测目的。针对重建切片上难以消除的层间“混迭”现象，对扫描方式进行了进一步研究，提出交替倾斜扫描方式。计算机模拟结果显示，和仅用45度倾斜扫描相比，采用30度与60度倾斜扫描交替结合一方面进一步抑制了层与层之间的“混迭”，同时不降低断层图像内的分辨率。传统二维扇束CT及三维锥束CT在医疗及工业领域中得到更广泛的应用，论文最后将上面研究的重建算法推广到传统2D-CT、3D-CT中。在二维扇束CT中，比较了数据缺失情况下迭代算法相对于滤波反投影的优势，并利用平面上八个角度下的射线具有对称性对投影角度进行合理排序，提高了重建切片精度，同时进一步提高了重建速度。同样对于3D-CT情况，在用迭代算法进行重建时，利用空间中十六条射线具有的几何对称性对线性方程进行合理排序，也可提高重建切片精度。