1 中国工程物理研究院 流体物理研究所, 四川 绵阳 621900
2 中国工程物理研究院 研究生院, 四川 绵阳 621900
针对闪光图像得到的光程数据, 采用贝叶斯分层模型建立了后验概率模型, 运用Gibbs抽样动态构造马尔可夫链; 进而获得了关于线吸收系数的统计结果及其不确定度, 并与约束共轭梯度(CCG)方法进行对比分析。数值实验结果表明, 马尔可夫链蒙特卡罗(MCMC)方法对理想光程图像的重建结果与真值近似完全一致; 在含模糊和噪声时, 重建结果与CCG方法相当; 当含模糊且噪声干扰较大时, MCMC方法的重建结果要略优于CCG; 更重要的是MCMC方法能够给出重建结果的不确定度。
MCMC方法 闪光照相 图像重建 线性反演 不确定度 MCMC method flash radiography image reconstruction linear inversion uncertainty 强激光与粒子束
2018, 30(11): 114004
中国工程物理研究院 流体物理研究所, 四川 绵阳 621900
在高能闪光照相流体动力学实验中,模糊问题严重影响诊断结果的精度。模糊图像的边界检测结果与真实边界之间往往存在位置偏移,称为边界退化量。在照相布局和客体确定的条件下,模糊尺寸越大,边界退化量越大。利用边界退化量与模糊尺寸的这一关系,提出一种从边界检测中测量系统模糊尺寸的新想法,从闪光照相成像物理过程角度阐释了方法的原理,然后通过数值实验分析了方法的处理过程,建议测量实验利用倒锥准直器对球形客体成像。模拟结果表明：采用该方法模糊函数的FWHM误差小于1个像素。最后借助数值模拟对台阶客体照相实现了对模糊尺寸测量结果的验证。
边界退化量 高能闪光照相 系统模糊 射线追踪 蒙特卡罗方法 boundary deviation flash radiography system blur ray tracing Monte Carlo method 强激光与粒子束
2017, 29(8): 085104
中国工程物理研究院 流体物理研究所, 四川 绵阳 621900
目标界面位置信息是闪光照相中关注的内容之一, 而闪光图像的低信噪比影响了微结构界面位置的准确提取。研究了基于马尔可夫随机场的闪光图像分割算法, 在闪光图像分割过程中采用马尔可夫模型描述被分割像素之间的相关性, 减少了由噪声所引起的孤立虚假目标, 提出利用中空邻域模板内的起伏定义标号场模型中的基团势函数, 改进了闪光图像的分割方法, 提高了微结构分割精度。数值实验表明, 改进后的马尔可夫随机场分割方法能取得更好的分割结果。
图像分割 闪光照相 马尔可夫随机场 image segmentation flash X-ray radiography Markov random field 强激光与粒子束
2016, 28(12): 124001
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针对闪光照相图像受模糊及噪声影响的问题, 提出了一种基于约束优化的闪光照相图像重建算法。该算法建立基于平行束投影的正向成像矩阵, 并通过嵌入模糊矩阵表达成像过程中的模糊因素, 采用最速下降法求解重建问题。在算法中设计了预优矩阵以提高迭代重建速度, 利用客体密度值非负、密度分布分段光滑并含有阶跃性边界的先验知识,设计和采用了非负约束、光滑约束及广义变分边界约束条件。对仿真FTO客体图像及实际闪光照相图像的重建结果表明, 基于约束优化的重建算法具有良好的边界保持能力及噪声抑制能力, 可以有效提高图像重建质量。
图像重建 闪光照相 广义变分 约束优化 image reconstruction flash X-ray radiography generalized variation constrained optimization 强激光与粒子束
2016, 28(9): 094002
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针对闪光照相图像低信噪比的特点，研究了带约束的基于极大似然模型和期望最大化算法(ML-EM)的闪光照相图像重建算法。该算法在ML-EM迭代重建算法的基础上，根据闪光照相图像低信噪比的特点及被重建客体具有分段平滑的先验信息，在迭代重建的过程中进行了相应的噪声抑制，抑制了噪声对重建结果的影响，同时很好地保持了客体的边界特征。数值模拟结果表明，基于噪声约束的ML-EM重建算法能取得较好的重建效果。
图像重建 闪光照相 ML-EM算法 image reconstruction flash X-ray radiography ML-EM algorithm 强激光与粒子束
2016, 28(5): 054003
中国工程物理研究院 流体物理研究所, 四川 绵阳 621900
针对闪光照相基本布局,从照相物理过程出发,确立网栅相机下含各种物理参量的成像公式。为了获得尽量简化的成像公式,采用数值模拟和理论分析方法,探讨了网栅相机在抑制噪声、散射和模糊等方面的能力及其使用方法。结果表明：网栅相机不仅具有灵敏度高、降散射能力强和模糊小的特点,采用有/无陡坡准直器和客体的两次照相可以获得主要含光源模糊的透射率图像,极大减少了图像分析中的不确定性因素。
网栅相机 高能闪光照相 蒙特卡罗方法 透射率 anti-scatter grid camera high energy flash radiography Monte Carlo method penetration rate 强激光与粒子束
2016, 28(2): 024003
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介绍了一种高能闪光照相系统的光源位置重复性测量方法。相同客体不同次实验图像的位置可以反映闪光照相系统的光源位置重复性。首先从球形客体实验图像中检测出客体的钨飞层外界面,然后利用界面数据拟合得到对应的圆心位置。多次照相图像圆心位置的重复性反映了光源位置的重复性。实验测量了闪光照相系统的光源位置重复性,实验结果表明,某闪光照相系统光源位置的重复性好于0.1 mm。
闪光照相 X光光源 图像处理 radiography X-ray source image process 强激光与粒子束
2016, 28(1): 014001
中国工程物理研究院 流体物理研究所, 四川 绵阳 621900
针对多孔网栅闪光照相图像含有随机脉冲噪声的问题,提出了一种改进的开关中值滤波噪声消除算法.该算法利用像素与邻域窗口统计中值的灰度信息,建立噪声点探测器.通过设置噪声点探测阈值来识别噪声,并用邻域窗口内统计中值代替噪声点取值.经过多次滤波,含随机脉冲噪声的计算机合成网栅图像及实验网栅图像可获得良好的恢复效果.
中值滤波 脉冲噪声 多孔网栅 median filter impulse noise anti-scatter grid 强激光与粒子束
2015, 27(8): 084006
中国工程物理研究院 流体物理研究所, 四川 绵阳 621900
提出了一种基于径向基函数(RBF)神经网络的闪光照相网栅图像修补算法, 该方法采用滑动窗口方法将待修补的网栅图像分为若干子块, 然后在每个子图像内分别引入RBF神经网络, 将栅孔内图像作为已知数据计算RBF网络参数, 并以此对每个子图像进行修补, 数值试验表明, 该算法能较好地再现图像边缘信息, 修复的图像在信噪比和视觉方面都优于线性插值和样条插值的结果。
图像修补 闪光照相 神经网络 径向基函数 image inpainting flash X-ray radiography neural network radial basis function
中国工程物理研究院 流体物理研究所， 四川 绵阳 621900
采用蒙特卡罗(MC)技术研究放射性核素131I的放疗特性。给出了131I衰变过程的MC抽样表达式，实现了含电子和光子的混合抽样模拟。对水客体中131I衰变的MC模拟结果表明：131I能够有效地治疗甲状腺肿瘤而几乎不影响正常组织。变密度客体的MC模拟结果表明：沉积能量与面密度之间的关系与密度无关，满足卷积核自适应的要求；并且MC模拟能够提供剂量卷积核函数，为快速剂量计算提供数据。
放射性治疗 剂量计算 蒙特卡罗技术 剂量卷积核 radiation therapy dose calculation Monte Carlo technology dose convolution core
