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快中子层析成像与锥束几何三维重建算法研究OA

Study of fast neutron tomography and 3D reconstruction with cone beam geometry

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中子层析成像利用中子透射物体的特征,根据中子透射强度信息进行图像重建,分析内部结构.聚焦三维锥束几何的中子层析图像进行图像重建,通过粒子输运程序模拟得到快中子透射数据,利用滤波反投影算法(FDK)、同步代数重建(SART)、有序子集同步代数重建(OSSART)、同步迭代重建(SIRT)、最小二乘QR分解(LSQR)算法进行图像重建,使用结构相似性指数(SSIM)等指标,比较分析了各类算法在不同投影角度数量的图像重建效果.结果表明,在不同投影图片数量条件下,FDK算法重建效率显著优于迭代算法;在稀疏投影场景中,SIRT算法的综合表现相对较好.研究为后续快中子三维重建算法优化奠定基础.

Neutron tomography uses the characteristics of neutron-transmitted objects to reconstruct images based on neutron transmission intensity information and analyze internal structures.This paper focused on the reconstruction of neutron tomography images with three-dimensional cone-beam geometry.Fast neutron transmission data were obtained through particle transport program simulation.Image reconstruction was performed using the filtered back-projection algorithm(FDK),simultaneous algebraic reconstruction(SART),ordered subset simultaneous algebraic reconstruction(OSSART),simultaneous iterative reconstruction(SIRT),and least squares QR decomposition(LSQR)algorithms.The image reconstruction effects of various algorithms with different numbers of projection angles were compared and analyzed using indicators such as the structural similarity index(SSIM).The results showed that under different numbers of projection images,the reconstruction efficiency of the FDK algorithm was significantly better than that of the iterative algorithm;in sparse projection scenes,the comprehensive performance of the SIRT algorithm was relatively good.The study laid a foundation for the subsequent optimization of fast neutron three-dimensional reconstruction algorithms.

邢胜玉;卢棚;刘源煜;李佳;梁立振;洪兵

安徽理工大学计算机科学与工程学院,安徽淮南 232001||合肥综合性国家科学中心能源研究院(安徽能源实验室)中子技术应用研究中心,合肥 230031合肥综合性国家科学中心能源研究院(安徽能源实验室)中子技术应用研究中心,合肥 230031合肥综合性国家科学中心能源研究院(安徽能源实验室)中子技术应用研究中心,合肥 230031中国科学技术大学核科学技术学院,合肥 230022合肥综合性国家科学中心能源研究院(安徽能源实验室)中子技术应用研究中心,合肥 230031合肥综合性国家科学中心能源研究院(安徽能源实验室)中子技术应用研究中心,合肥 230031

能源科技

快中子锥束几何迭代算法三维重建FDK

fast neutronscone beam geometryiterative algorithmsthree-dimensional reconstructionFDK

《哈尔滨商业大学学报(自然科学版)》 2026 (1)

51-58,8

自主立项项目:面向癌症治疗的紧凑型硼中子俘获治疗技术开发及产业应用(21KZS202)

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