伽马射线源的多模态高分辨率定量重建与增强现实

With the development of nuclear energy and nuclear technology, a large amount of radioactive waste is produced by nuclear industry, hospitals, research institutions and so on. The detection and treatment of radioactive materials and wastes must be solved urgently. The traditional radioactive source imaging lacks the environmental information around the radioactive source, which is not conducive to the treatment of radioactive sources. In this study, a fixed radiological source imaging system and a mobile radiological source imaging system and their Imaging scheme are proposed. The calibration of binocular camera with a gamma camera and the stereo vision technology are applied to obtain the position and rotation angle of gamma camera, which provide the parameters for reconstruction of radioactive sources, and the environmental information around the radioactive source; the gamma camera and super resolution image reconstruction technology are applied to obtain the high resolution quantitative reconstruction of radioactive sources; finally, multimodal image fusion and augmented reality display are realized.

核能源和核技术的发展过程中，核工业、医院、核研究机构等产生大量的放射性废物。对放射性物体和废物的检测与处理急需得到解决。传统的放射源检测成像，缺少放射源容器或放射源周围环境的场景信息，放射源周围环境信息的缺失不利于对放射源的处理。本研究提出固定式放射源检测成像系统和移动式放射源检测成像系统及其成像解决方案。该方案基于立体视觉技术和双目相机与伽马相机的标定技术，间接获得伽马相机的位置和旋转角度，为放射源的重建提供参数, 同时得到放射源容器表面或放射源周围场景的信息; 该方案利用伽马相机和超分辨率图像重建技术实现放射源高分辨率定量重建; 最终实现多模态图像融合与增强现实显示。

核能源和核技术的发展过程中，核工业、医院、核研究机构等产生大量的放射性废物。对放射性物体和废物的检测与处理是重要的研究课题。传统的放射源检测成像，缺少放射源容器或放射源周围环境的场景信息，放射源周围环境信息的缺失不利于对放射源的处理。本项目研究固定式放射源检测成像系统和移动式放射源检测成像系统及其成像解决方案。基于立体视觉技术和双目相机与伽马相机的标定技术，获得伽马相机的位置和旋转角度，为放射源的重建提供参数, 同时重构放射源容器表面或放射源周围场景的信息; 研究了基于超分辨率重建技术的伽马相机成像系统，利用伽马相机和超分辨率图像重建技术实现放射源高分辨率成像; 研究了多模态图像融合与增强现实技术，通过图像融合，同时显示放射源和放射源周围的场景信息，调节透明度，可以准确定位放射源在容器内的分布情况。最终实现多模态图像融合与增强现实显示。研究期间发表15篇高水平的研究论文，获授权发明专利2项，参加8次该领域重要的国际会议，培养了8名研究生和相关研究人员，并和国内外同行进行了广泛的合作与交流。