编码成像MLEM互补算法的参数优化
2021-02-10侯英伟宋玉收孙世杰柳若琦黄丽萍胡力元刘辉兰
哈尔滨工程大学学报 2021年12期
侯英伟, 宋玉收, 孙世杰, 柳若琦, 黄丽萍, 胡力元, 刘辉兰
(1.哈尔滨工程大学 核科学与技术学院,黑龙江 哈尔滨 150001; 2.中国核动力研究设计院,四川 成都 610213)
基于编码孔成像的伽马相机可以提供环境中伽马射线源的位置信息与能谱,快速对伽马源项进行定位与分析,因此编码成像技术已成功地应用于核材料监管和防扩散领域。MURA[1]编码具有开孔率大(约50%)、在有限大小内的自相关特性好、可实现中心反对称的方形排列等优点,被应用在各种成像技术中[2],同时也是现在伽马编码孔成像最常用的编码方式。
当使用编码孔进行近场成像时,编码孔成像的数学模型证明[3]只有在远场条件下,实验设置具有理想相关特性成像关系才完美符合点扩散函数。在近场条件下,点源所放出的伽马射线不能看作是相互平行,因此源项在探测器上的投影具有不均匀性,经典反卷积解码后的重构图像会产生伪影[4]。最大似然期望最大化(maximum likelihood expectation maximization,MLEM)算法[5]可以进一步提高编码孔成像质量,但是当投影图像所含噪声较大时,迭代后噪声的影响也相应放大;另一方面为消除近场成像所产生的伪像与噪声,Accorsi等[6]提出了编码孔成像的双模测量法,采用硬件实现,不需要耗费大量计算时间,操作方式简便不会增加成像难度。为进一步消除伪像与噪声提高信噪比,李汉平等[7]提出基于互补码的改进MLEM算法,该算法在传统MLEM算法公式中加入编码板修正因子[8],在迭代算法中进行互补编码板相减计算以达到消除噪声的目的。……
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