1、X射線(xiàn)多譜CT成像相對(duì)于傳統(tǒng)單能假設(shè)的CT成像，其能譜信息更豐富，可依據(jù)能譜與衰減系數(shù)的多譜對(duì)應(yīng)性，實(shí)現(xiàn)檢測(cè)對(duì)象組分的有效區(qū)分，滿(mǎn)足新型材料、礦石深加工以及現(xiàn)代醫(yī)學(xué)中組分微觀結(jié)構(gòu)等定量化功能成像需求?，F(xiàn)有的雙能CT、光子計(jì)數(shù)型CT、能譜濾波分離多譜CT在時(shí)間和能譜分辨率上存在一定的局限性，而單色性較好的同步輻射CT為國(guó)家大科學(xué)裝置，共享面較寬，機(jī)時(shí)有限，限制了樣品測(cè)試實(shí)驗(yàn)效率和規(guī)模。對(duì)此，論文在不改變常規(guī)CT成像系統(tǒng)物理組成的基礎(chǔ)上，研

2、究連續(xù)譜X射線(xiàn)投影圖像能譜分離方法，期望分解所得投影的重建圖像能達(dá)到窄能譜CT圖像效果，從而在常規(guī)CT成像系統(tǒng)上實(shí)現(xiàn)組分有效區(qū)分，為微觀結(jié)構(gòu)的定量表征提供支撐。
　　論文在研究X射線(xiàn)多譜衰減特性、多譜成像特點(diǎn)和單能假設(shè)CT重建的基礎(chǔ)上，分析了連續(xù)譜X射線(xiàn)投影序列分解的可行性，提出了基于盲源分離的多譜序列分離的CT成像方法。在此基礎(chǔ)上，采用非負(fù)矩陣分解方法，以誤差平方和最小為優(yōu)化準(zhǔn)則，構(gòu)建X射線(xiàn)圖像序列分解模型，并推導(dǎo)了求解算法。同

3、時(shí)針對(duì)分解算法的局部收斂性問(wèn)題，引入具有全局收斂的遺傳算法，提出了基于遺傳算法的X射線(xiàn)圖像序列非負(fù)矩陣分解方法，實(shí)現(xiàn)了多譜序列的有效分離，獲取的投影重建后圖像有窄能譜圖像特征。
　　針對(duì)CT成像過(guò)程中散射因素的影響，利用分解殘差的局部方差和作為散射信號(hào)低頻特性的描述，以分解殘差的局部方差和最小為優(yōu)化準(zhǔn)則，改進(jìn)了X射線(xiàn)圖像序列非負(fù)矩陣分解模型，提高了多譜序列的分離精度。
　　針對(duì)盲源分離結(jié)果的無(wú)序性和窄譜投影的能量不確定性，利

4、用光電效應(yīng)和康普頓效應(yīng)分解代替分解模型中的衰減系數(shù)，提出了基于衰減系數(shù)分解的能譜校準(zhǔn)方法，實(shí)現(xiàn)了窄譜投影的能量指向；同時(shí)，考慮CT圖像序列表征問(wèn)題，耦合多譜成像的物理先驗(yàn)，利用基于DCM模型的窄譜CT序列融合算法，實(shí)現(xiàn)了組分的定量表征。
　　論文在理論研究同時(shí)，進(jìn)行實(shí)驗(yàn)對(duì)比分析。實(shí)驗(yàn)過(guò)程中，以硅鋁材質(zhì)構(gòu)成的圓柱體為對(duì)象，通過(guò)仿真與實(shí)驗(yàn)相結(jié)合的方法，驗(yàn)證了 X射線(xiàn)投影序列分離的可行性，以及所提出的基于遺傳算法的X射線(xiàn)圖像序列非負(fù)矩陣