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为提高X射线工业CT的图像质量及重建速度，本文对其成像进行了优化研究。研究内容包括：投影坐标系的测量与校准、射束硬化伪影校正、环状伪影校正、滤波反投影（FBP）算法重建速度的优化。研究思路如下：针对研究的问题，分析其数理成因及其对CT成像的影响，介绍现有的解决该问题的方法，对比这些方法的优缺点，在此基础上，提出作者解决该问题的方法，并利用实验数据验证该方法，得出研究结论。论文研究成果如下：(1) 提出了一套测量和校准三维CT物理投影坐标系使之与数学重建坐标系配准的方法。基于所证的两个引理，提出了利用“共影点”及“共影线”测量探测器扭转角的方法。该方法能在未知投影坐标系其它各类参数的条件下测量探测器扭转角，避免了其它参数误差对测量结果的影响，其测量误差在0.0116º范围内，相对误差为8.8%。提出了利用夹心面包板并结合高斯最小二乘拟合法测量X射线源焦点投影位置的方法，测量误差在0.2个像素（0.025mm）以内。(2) 为校正射束硬化伪影，提出了基于重投影技术的线性化（LBRT）校正法和基于噪声抑制的线性化（LBNS）校正法。为克服传统的线性化（CL）校正法建立射束硬化校正模型时需与被检试件相同材质模体的缺点，提出了LBRT校正法。LBRT校正法基于相应实验条件下的原始CT图像建立射束硬化校正模型，是一种面向检测对象、检测条件的方法，它不仅能有效地校正射束硬化伪影，而且提高了CL校正法的应用灵活性。为克服CL、LBRT校正法去除射束硬化伪影过程中放大图像噪声的缺点，提出了LBNS校正法。与CL、LBRT校正法相比，LBNS校正后CT图像信噪比提高了约6倍。(3) 为校正环状伪影，提出了基于响应不一致性抑制的预处理校正法和基于坐标变换的后处理校正法。为在CT图像重建前校正其环状伪影，提出了预处理校正法。该方法只需调整一个参数，实现简单。针对用户得不到原始投影或只需对当前图像进行环状伪影校正的情况，提出了后处理校正法。该方法不会给校正后的CT图像带来新的伪影。(4) 提出了基于对称反投影和递归运算的扇束和锥束FBP快速重建算法。利用对称反投影并结合递归运算的思想实现了扇束和锥束FBP算法在普通微机上的快速重建，其重建速度分别提高约23倍和32倍，且不会带来新的重建误差。与现有的重建速度优化方法相比，该方法即不会增加额外的硬件开销，也不会损失CT图像重建精度，且能获得可观的加速比。本文研究成果已应用到Liming-ICT450 X射线工业CT系统中，提高了CT图像质量及重建速度。