[發明專利]基于X射線檢測技術的三維斷層重建及切片顯示方法

有效

• 申請號: 201710166520.3
• 申請日: 2017-03-20
• 公開（公告）號: CN106934856B
• 公開（公告）日: 2020-04-21
• 發明（設計）人: 鐘飛;劉國特;宋新明;黃炎;鐘力強;曾德華
• 申請（專利權）人: 廣東電網有限責任公司電力科學研究院;四川賽康智能科技股份有限公司
• 主分類號: G06T17/00
• 分類號: G06T17/00
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

本發明公開了一種基于X射線檢測技術的三維斷層重建及切片顯示方法，其特征在于：包括以下步驟：(1)采用X射線對被測物進行掃描，獲取被測物的X射線投影數據；(2)對X射線投影數據進行圖像校準和圖像處理；(3)將經過圖像校準和圖像處理后的X射線投影數據進行三維斷層重建；(4)根據三維斷層重建結果進行三維圖像切片顯示。本發明不僅步驟簡單，便于操作，還能在獲得的有限數據下對設備內部結構和狀態以三維方式真實再現，可便于檢測人員直觀的觀察及分析設備狀態。

技術領域

本發明涉及X射線檢測領域，具體是指一種基于X射線檢測技術的三維斷層重建及切片顯示方法。

背景技術

電力設備如GIS、斷路器、復合絕緣子等，其內部任何缺陷和故障的存在都可能影響設備整體性能，可能影響到相鄰設備的正常工作以及服務范圍的正常用電。而大型電力設備如GIS、罐式斷路器體形龐大、現場環境復雜，一旦出現事故進行停電檢修時就需要投入大量的人力、物力、財力和時間。在電力設備內部的缺陷大量為結構性缺陷，因此，為減少或者避免電力設備因故停運，就必須對電力設備內部缺陷進行檢測。

傳統的檢測方法在應用過程中存在一些技術局限性，尤其是針對全封閉結構的電力設備或普通電力設備封閉不可視部件，具體體現在：

1)檢測方法大多針對設備絕緣性能，對于設備內部不可視部分的機械結構類缺陷無法實現有效的檢測。

2)不能對缺陷進行定位，或者是缺陷定位過程中需要進行逐點測量，工作量巨大。

3)只能判斷缺陷是否存在，無法直觀的對缺陷來源及性狀進行分析。

4)部分檢測方法易受設備結構、機械振動等檢測環境影響，導則存在致誤判風險。

5)通常都是在故障已經產生甚至是故障發展到比較嚴重的程度時才能被檢測出來，無法在缺陷形成之初對其進行有效的檢測。

因此，如何在不拆卸設備的情況下，對GIS、斷路器、復合絕緣子等電力設備內部缺陷尤其是結構缺陷進行無損檢測和準確診斷就具有了極其重要的研究意義。

發明內容

本發明的目的在于解決上述缺陷，提供一種基于X射線檢測技術的三維斷層重建及切片顯示方法。

本發明的目的通過下述技術方案現實：基于X射線檢測技術的三維斷層重建及切片顯示方法，其特征在于：包括以下步驟：

(1)采用X射線對被測物進行掃描，獲取被測物的X射線投影數據；

(2)對X射線投影數據進行圖像校準和圖像處理；

(3)將經過圖像校準和圖像處理后的X射線投影數據進行三維斷層重建；

(4)根據三維斷層重建結果進行三維圖像切片顯示。

進一步的，所述步驟(1)中X射線以直線掃描的方式對被測物進行掃描。

所述步驟(3)中采用迭代算法對X射線投影數據進行三維斷層重建。

所述迭代算法對X射線投影數據進行三維斷層重建包括以下步驟：

①、設置初始化重建參數，包括：射線的數目N_r；圖像的像素數N_v；已知的投影數據系統投影矩陣其中w_ij為第j個像素與第i條射線相交的長度；給待重建圖像賦初始值迭代次數變量N_iter＝0；最大迭代次數N_count；TV梯度下降法的迭代次數N_grad；ART迭代的松弛因子λ；λ縮小的比例λ_red；TV最速下降法迭代過程的松弛因子α；α縮小的比例α_red；變量參數r_max；數據不一致公差ε；

②、開始一次循環迭代；