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申请/专利权人:成都理工大学工程技术学院
摘要:本发明涉及一种层析γ扫描线衰减系数重建方法,包括步骤:S1、建立核废物包装体的体素模型;S2、对步骤S1得到的体素模型进行逐层扫描,并运用蒙特卡洛模拟的方式获取原始数据;S3、对步骤S2得到的原始数据进行计算并构建质量衰减系数和线性方程组;S4、采用SIRT‑DROP的对角松弛正交投影方法对步骤S3得到的质量衰减系数和线性方程组进行求解,得到各层每个特征能量下体素的线性衰减系数。本发明采用了SIRT‑DROP的对角松弛正交投影方法,该算法是一种同时迭代重建技术,具有较强的抗噪声能力,并以启发式的方式来包含系数矩阵的稀疏性,有效地减小了误差,提高层析γ扫描衰减系数重建的效果,同时提升收敛速度,在噪声大、测量数据不完全的情况更具有优越性。
主权项:1.一种层析γ扫描线衰减系数重建方法,其特征在于,包括以下步骤:S1、建立核废物包装体的体素模型;S2、对步骤S1得到的体素模型进行逐层扫描,并运用蒙特卡洛模拟的方式获取原始数据;S3、对步骤S2得到的原始数据进行计算并构建质量衰减系数和线性方程组;S4、采用SIRT-DROP的对角松弛正交投影方法对步骤S3得到的质量衰减系数和线性方程组进行求解,得到各层每个特征能量下体素的线性衰减系数;具体过程为:S41、在计算断层扫描时,会产生带有噪声数据的大型线性方程组,其形式一般为: 其中为一个确切的数,δp是由加性噪声构成的扰动,x为所求解的线性衰减系数,A为径迹厚度矩阵;S42、对步骤S41中的离散数据建立第一层体素的方程组: S43、采用同时迭代重建技术,即所有方程在一次迭代中同时使用,表示为:xk+1=xk+λkTATMp-Axk其中,k=0、1、2、3……,λk为松弛因子,矩阵M和T对称正定,上式最终迭代收敛到minx||Ax-p||M的解x*,当且仅当0e≤λk≤2ρTATMA-∈时,如果x0∈RTAT,那么x*是最小T-1范数解的唯一解,其中∈是一个任意的小的定值;S44、假如1≥wi,i=1,2,…,m,wi是矩阵A第i行的权重系数,定义Sj为A矩阵的第j行非零元素的个数,则Sj=NNZaj,j=1,2,3…,nT=S-1,S=diags1,s2,…,sn 其中,ai为矩阵的第i行的转置;S45、步骤S44以启发式的方式包含了A矩阵的稀疏性,最终表示为 S46、将步骤S3得到的数据带入步骤S41至S45的算法,将方程组中的每个子方程看成是空间区域中的一个超平面;S47、选取一个初始X0,以该初始值作为基点,先朝第一个超平面投影,投影所得到的值记为X1使所得到的投影数值能够满足第一个子方程;S48、以X1向第二个超平面投影得到X2,使X2能够满足第二个超平面对应的子方程,如此循环,直至投影完所有超平面,最终得到的值为Xm,然后再以该值作为基点,重复上述步骤,直到完成所规定的迭代次数,其对应的数学的迭代公式为步骤S45中公式;S49、重复步骤S41到S48的方法,得出每个特征能量下的每一层体素的线性衰减系数。
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