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高空间分辨X射线CT和图像重建算法研究的开题报告
一、选题背景及意义
随着科学技术的不断发展，X射线CT成像技术已经成为医学、材料科学、工程科学等领域中的重要手段。随着测量精度和要求的提高，越来越多的领域需要高空间分辨率的X射线CT成像技术，如医学中的人体细胞成像、材料研究中与微观结构有关的领域、工程科学领域下的非均质材料成像等等。
然而，在提高图像分辨率的同时，成像探伤系统的信噪比和稳定性也会随之降低，如何在高空间分辨成像的前提下保持良好的图像质量成为了研究的热点之一。因此，研究高空间分辨率X射线CT成像及图像重建算法具有重要的理论和应用意义。
二、研究内容及思路
本文将主要研究高空间分辨率的X射线CT成像技术及图像重建算法。具体来看，该研究将从以下两个方面进行：
1.高空间分辨率X射线CT成像技术的研究
研究CT成像系统自身的分辨率、成像样品的准备与处理、数据采集与处理、以及像素大小、空间角度等因素对图像质量的影响，能够更好地理解高空间分辨率X射线CT成像技术的原理和优劣。采用立体角滤波、模板匹配和差分能量算法等计算方法，提取出样品表面、内部和结构的特征，得出高质量的成像图。
2.高空间分辨率X射线CT图像重建算法的研究
基于先进的适用于高空间分辨率的图像处理算法，从成像角度入手，对X射线CT图像进行清晰化和优化。运用自适应抖动消除滤波、基于总变差的小波压缩方法和多尺度图像融合等算法，减少噪声、提高对细微结构的检测能力和分辨率，使图像变得更加清晰。
三、研究目的及意义
1.提高高空间分辨率X射线CT成像技术对样品结构的分辨率及清晰度，进一步提高其应用范围的可靠性和有效性。
2.探索可行、精确、高效的高空间分辨率X射线CT图像处理算法，为成像质量优化提供了重要手段，并能在研究中指导样品成像的设计和处理。
3.对高空间分辨率X射线CT成像技术及图像处理算法的研究成果能够应用到医学、材料科学、工程科学等领域中，并能为相关研究提供参考和帮助。
四、预期成果
1.研究出高精度的高空间分辨率X射线CT成像技术及图像处理算法，拥有更高的成像分辨率和质量。
2.通过对常用算法的比较和分析，得到更适合高空间分辨率X射线CT成像技术的图像处理算法。
3.为进一步研究高空间分辨率X射线CT成像技术提供理论基础和实验依据。
五、预期进度安排
1.阶段一：文献综述，阅读与高空间分辨率X射线CT成像技术及图像处理算法相关的文献材料，总结技术特点和发展趋势。
2.阶段二：系统设计，分析和比较不同的高空间分辨率X射线CT成像技术和图像处理算法，挑选出最合适的算法以及实验设备。
3.阶段三：成像实验，按照设计方案进行成像实验，测试不同算法的成像效果和图像质量。
4.阶段四：数据处理，对实验结果进行数据处理与分析，评估各种算法的优劣，找出改进的方向与优化的方法。
5.阶段五：撰写论文，撰写高空间分辨率X射线CT成像技术及图像处理算法的毕业论文，总结研究成果与不足，提出未来研究方向。
六、参考文献
1.王君学,刘新喜,陈玲玲.高分辨率CT技术及其应用[J].科技资讯,2017(5):38-41.
2.陈建新,楼永刚.高分辨率X射线CT技术研究进展[J].现代检验技术,2018(6):3-6.
3.贺小强,陈纲.基于MLEM算法的高精度CT重建技术研究[J].机械科学与技术,2016(5):601-604.
4.付泽,胡逸民.基于迭代算法的高分辨率X射线CT图像重建研究[J].光学技术,2019,45(16):1143-1148.
7.蒲莹莹,刘健,张健,等.高分辨率X射线CT成像技术及应用研究[J].原子能科学技术,2019(1):54-60.