4 10第十三届中国体视学与图像分析学术会议论文集

Mic r o str u e恤 r e e hr a a e tr ei za ti o no fa sa nd sto e n s

amlPe

wi h tmu l ti· e nr eg y X

·r a y mi c r o ·

C T

H u i hu aK o ngl ,

R u ur L iZ,

Y u s h u a n g Y a n g 3 ,

z h u R u k a i 4,

B in B a i4 ,

s h e

叮 M叮。 , ,

x i a o t i a n Qu , ,

J i n x i a o p a n , ,

H a i p e n g W a n g ,

( 1.

S e h o o l o f S e i e n e e ,

N o

hrt U n iv e r s iyt o f C h i n a ,

T a i y u a n ,

0 3 0 0 5 1,

C h i n a ;

2.

S e h o o l o f I n fo r m a ti o n a n d C o m m u n i e a ti o n E n g i n e e r i n g,

N o

hrt U n i v e sr iyt o f C h i n a ,

T a i y u a n ,

0 3 0 0 5 1 ;

3.

C S IR O M a t e ir a l s S e i e n c e a n d E n g i n e e ir n g,

P ir v a t e B a g 3 3,

C I叮 to n ,

V i e t o ir a 3 16 9,

A u s tr a il i a ;

4.

R e s e a cr h In s t iut t e o f P e tr o l e u m Ex p l o r a ti o n a n d D e v e l o p m e n t,

P e

Otr C h i n a ,

B e ij i n g,

C h i n a ;

5.

S e h o o l o f Ph y s i e s a n d E l e e t r o n i e E n g i n e e ir n g,

S h a n x i U n iv e r s i t y,

T a iy u a n 0 3 0 0 0 6,

C h in a)

A b s t r a c t : M i e r o s t ur e t u er s a r e im p o rt a n t i n d e t e mr i n i n g ht e b u l k p r o p e川e s o f m a te ir al s.

X一

ar y m i e or一

C T 15 a s a m-

p l e一 n o n 一

d e s tur e ti v e t o o l i n e h aare t e r i z i n g th e m a t e ir al m i e r o s

utre t u r e

,

H o w e v e r ,

d u e to u n a v o id ab l e v a r i a t i o n s in

e q u ip m e n t a n d e n v i r o n m e n t,

ht e a e q u i r e d C T im a g e s o fl e n h a v e a d e 盯e e o f te m p o r al a n d s p a t i a l v a r i a t i o n s.

A

m e th o d w a s p r o p o s e d t o e o m p e n s a t e s u e h v丽

a t i o n s i n ht i s p a p e r.

T h i s m e th o d if t s ht e tr e n d g r a p h o f ht e s y n e h r o tor n

r a d i a t i o n l i g h t u s i n g a l e a s t s q u

aers p o l y n o m i a l e u vr e if tt i n g a n d u s e s th e if t t e d e u vr e t o e o m p e n s a t e t h e X

一

ar y l i gh t

i n te n s i t y v a r i a t i o n s in ht e v e rt i e a l d i r e e it o n fo r e a e h im a g e.

Th e s e e o rr e e te d im a g e d a t a w e r e u s e d a s i n p u t fo r C T

i m a g e r e e o n s

utre t i o n

.

Th e s e er e o n s

trUe te d C T im a g e s w e r e ht e n u s e d ot P r e d i e t ht e t h r e e d i m e n s i o n a l e o m p o s it i o n a l

d is itr b u t io n s v i a a m u l t i一 e n e r g y l e a s t s q u a r e s e gm e n t a ti o n t e c h n i q u e

.

K e y w o r d s : m i e r o s t ur e ut r e s ; s y n c h r o t r o n r a d i a ti o n l ihg t ; m u l t i一 e n e r盯 X

一

ar y m i e or一

C T

Th i s 15

0 I n t r o d U c t i o n 9 0 U r C e

P a r d y d u e t o ht e

a n d d e t e e t o r a n d t h e

l o n g d i s t a n e e b e tw e e n t h e

T h e X一

ar y m i e or一

C T 15 a n im p o r t a n t t o o l fo r 3 D

m i e or s t ur c t u r e e h a r a e t e ir z a t i o n a n d v i s u a l i z a t i o n i n m a -

t e ir a l s e i e n e e s.

D u e t o i ts e x e e l l e n t m o n o e h or m a t i e

b e a m P r o P e rt i e s a n d ht e

fere d o m i n ht e s e l e e it o n o f

b e a m e n e r g i e s , s y n e h or tr o n 一

b a s e d X一

ar y m ie r o 一

C T h a s

b e e n w id e l y u s e d i n m a n y if e l d s [`一 , 〕

.

仆e q u 以i妙 o f r e -

e o n s t ure te d C T i m a g e 15 e s s e n ti a l fo r m a n y a p p l i e a -

t i o n s.

M a n y fa e t o r s e o u l d affe

c t ht e q u a l i t y o f r e e o n -

s t ur e t e d i m a g e s , s u e h a s ht e s t a b il i t y o f s y n e hr o

otrn r a -

l i gh t b e a m.

A s m a l l a n即 l a r

s i g n iif e a n t i n t e n s i yt viar

a t i o n

r e l a t i v e n a r r o w n e s s o f t h e

v a ir a ti o n e o u l d t ar n s l a t e t o

a t ht e d e t e e to r.

d ia t i o n

o f ht e

l i g h t s o u r e e ,

ht e l i n e a ir ty a n d p ix e l h o m o g e n e i yt

s t a g e,

d e t e e t o r ,

ht e m e e h a n i e a l a e e u ar e y o f ht e or t a it o n

a n d t h e a e e u ar c y o f r e e o n s tur e t e d a l g o r i th m s.

W i t h th e a d v a n e e m e n t o f i n s

utr m e natt io n a n d s o p h is ti

-

e a t e d r e e o n s t ur e it o n a l g o ir ht m, s o m e

e o u ld b e P ar e t i e a l ly e o m p e n s a t e d.

o f th e s e p r o b l e m s

T h e e ff 七e t o f t h e

X一

ar y l i gh t s o u r e e v

面a t i o n 15 b e e o m i n g m o r e e v i d e n t

.

R e e e n il y,

ht e e rr o r s e a u s e d b y l ig h t s o u r e e s u e h

u n e v e n n e s s , s u p e r 一 s a t u ar t i o n a n d p e n e tr a t io n h a s b e e n

s t u d i e d fo r s y n e h or t or n ar d i a t i o n e o m p u t e d t o m o g r a p h y

t e c h n i q u e , a n d i t s ht r e e b a s i e e rr o r fo r m s a r e g i v e n ; 6〕.

H o w e v e r ,

i n s y n e h r o

otrn 一

b a s e dX一 r a y C T

, th e t e m p o ar l

a n d s p a ti a l viar

a ti o n s i n fl a t一

if e ld a l s o e o u ld b ir n g e rr o r s

t o r e e o n s

trUe t i o n a n d d e c r e a s e t h e q u al i yt o f t h e r e e o n -

s tr u e te d i m a g e s.

T h e r e fo er,

i n ht i s p a p e r , a m e th o d

w a s p r o p o s e d t o e o m P e n s a t e s u e h v a ir a t i o n s if r s il y.

A ft e r ht e C T s li e e s h a v e b e e n er e o n s

utre t e d

,th e

e h a r a e t e r i z a t i o n o f ht e e o m p o s i ti o n a l d i s tr ib u t i o n s w i l l

b e e o n d u e t e d.

X一

arr C T,

t o g e th e r w iht i m a g e s e gm e n t a-

t i o n t e e h n i q u e s ,

h a s b e e n w i d e l y u s e d fo r d e t e r m i n i n g

th e e o m p o s i t i o n a l m i e or s tur e ut r e s.

T h e e x i s t i n g im a g e

s e g扭 e n t a it o n te e h n i q u e s e a n b e e l a s s i if e d i n t o t w o m a -

H u ih u a Ko n g, e t al : M ie r o s t ur e t u r e e h a r a e t e r i

z

iato n o

fa s a n d s to n e s a m p l

e w i th m ul t i

一 e n e r盯 X

一 r a y一4 1 1

jo r 叩 p or a e h e s : a s t a t i s ti e a l 即 p r o a e h a n d a s t ur e t u alr

a p p r o a e h.

I n ht e s t at i s t i e吐 a p p r o a e h e s ,t h e l e a s t

s q u a r e m e t h o d 15 a s im p le a n d p r a e t i e al t e e h n i q u e.

5 0 ,

i n th i s p a p e r ,

l e a s t s q u a r e s e g m e n t a ti o n m e ht o d w a 。

u s e d,

H o w e v e r , a s ht e r e a r e wt o d is t i n e t C T d a ta s e ts

e o

errs p o n d i n g to wt o d iffe

r e n t m o n o e h r o m a t i e X一 r a y e n ·

e r g i e s , a e o n v e n it o n a l im a g e s e gm e n t a ti o n t e e h n i q u e

w o u ld ig, e wt o diffe er n t e o m p o s i ti o n a l m a p s , o n e p e r

r e e o n s tur e te d C T d a at s e t.

A n e l e v a t e d s e g m e n t a ti o n

a e e u r a e y w o u ld b e a n ti e i P a t e d if t h e t w o r e e o n s

utre t e d

C T d a t a s e ts w o u l d b e e o m b i n e d.

T h e r e fo r e , a m u l t i一 e n -

e r gy l e a s t s q u a er s e gm e n ta ti o n t e e h n iq u e w a s u t il i z e d t o

o b at i n a e o m P o s i t i o n a l m叩 b y e o m b i n i n g ht e t w o er-

e o n s t ur e t e d C T d a ta s e t s i n ht i s p a p e r.

In o r d e r t o o b·

t a i n m o r e a e e u r a te e o m Po s i it o n a l d i s itr b u ti o n im a g e ,

wt o e m p i ir e al p a r a m e t e sr w e r e i n tr o d u e e d i n t o ht i s

m e ht o d,

1.

2 P r oj e e it o n d a t a a c q u is i it o n

1 S a m P l e m a in m in e r a l s a n a l y s i s a n d

P r oj e c it o n d a t a a e q ul s i it o n

X· ray m i e r o 一

to m o g r a P h y xe P e ir m e n t s w e r e e

arr i e d

o u t o n t h e B L 1 3W b e

am l i n e a t t h e S h a n gh a i 即n e h r o ·

tr o n r a d iat i o n Fac i li ty ( S SR F ).

Th e t o m o

gar p h y im a g e s w e re a e q u i r e d at m o n o -

e h ro m a t i e b e a m e n e r g i e s o f 2 5 k e V,

3 5 k e V a n d

4 5 k e V, r e s p e e t iv e ly

.

Th e d i s t a n e e b e枷 e e n th e s a m P l e

a n d t h e C C D d e t e e t o r w a s s e t t o4 0m m,

T h e e o m b i n a -

t i o n 。 f ht e C C D d e t e e t o r( w i th a n a ti v e p ix e l s i z e o f

7.

4 林m ) w it h a n o P ti e a l l e n s( Z x ) p r o v id e s a n e

ffee -

t i v e p i x e l s i z e o f 3.

7 卜m.

F o r e a e h C T s e a n s ,

7 2 0 p r o -

je e t i o n im a g e s w e r e r e e o r d e d d u r i n g a n 1 8 00

or t a ti o n a -

l o n g ht e v e币 e al ax i s w iht a伍

e d a n g u lar d i s p l a e e m e n t

of 0.

2 5 0.

Th e e x p o s u er t im e fo r e a e h p roj

e e t i o n im a g e

w a s 1 5 ,

1.

5 5 a n d 8 5 a t b e a m e n e嗯 i e s 25 k e V,

3 5 k e V a n d 4 5 k e V,

er s p e c t i v e l y.

In ht e e x p e ir m e n st,

d a kr一

if e l d i m a g e s a n d fl a t一

if e l d im a g e s w e r e a l s o er e o r -

d e d.

Ea e h fl a t一

6 e l d im a g e w a s er e odr

e d a ft e r e v e汀 4 0

s a m p l e p roj

e e ti o n im a g e s.

A t ht e e n d o f ht e e x p e ir-

m e n ts,

d a kr一 v i e w if e ld s w e r e r e e o r d e d

.

Th e s i z e o f

e a e h p r o je e t io n im a g e 15 1 3 7 7 x 7 2 1 p i x e l s.

1.

1 M a i n m i n e r a l` a n a l y s i s

Th e s a n d s to n e s

am p l e w iht di a m e t e r a n d h e ihg t

o f3 m m a n d 2 0 m m w a s e x tr a e t e d fr o m a e o r e.

Th e e o r e

w a s d r il l e d fr o m Y a o d i a n a er a o f Y a n ’ a n i n E r d o r s B a -

s in,

w h e r e ht e g e o g r a P h i e s tur e t u r e a n d l即 e r ar e b e -

l o n g t o t h e e a s t

ern ar e a o f Sh a n b e i S l o p e o f M e m b e r 6

i n Y an e h a n g F o r m iato n Of T ir a s s i e i n E r d o r s B a s i n

.

E r -

do r o b a s i n 10 a n im P o rt a n t e n e rgy b a o e i n C h i n a w i ht

ht e fe at u er s o f w i d e d i str i b u it o n ,

m u l t i p l e 0 11一 e o n t a i

-

n i n g一

lay e r s ,

h i g h r e s e vr o i r ht i e k n e s s a s w e l l a s l o w p o -

r o s i yt a n d P emr

e ab i li yt.

In t h i s a r e a ,

ht e m a i n 0 11 r e s ·

e vr o i r 15 ht e

irTa s s ie Y a n e h a n g F o

mra ti o n ,

i n w h i e h i n-

t e

srra n u l a r p o r e an d d i s s o l v e d p o r e ar e ht e t w o yt p i e a l

k i n d o f r e s e vr o i r P o r e th a t o e e u p y 4 2.

4 7% a n d

5 6.

3 7% i n ht e t o at l o f P o er r e s p e e ti v e l y.

T h e m a i n

m i n e r a l s o f ht e s a m p l e a r e q u a rt z , a l b i t e, e a l e i t e a n d

Py ir t e.

2 P r oj e e it o n e r r o r a n a ly s i s a n d C T

r e e o n s t r U c t io n

l m a g e

2.

1 P r oj e e it o n e r r o r a n a l y s i s

B e e r 一

L a r o b e rt L a w t e l l s u s

关f(二 ,

少) d l二 In ( l )

W h e r ef(

x ,

少), r e p r e s e n t s t h e a b s o印 ti o n e o e

iffe i o n t

a n o b je e t t o b e m e a s u r e d,

1 15 ht e tr a n s m iett d l i gh t

o f

i n-

t e n s iyt,

了

t i o n.

O u r

15 ht e i n e i d e n t l i g h t i n te n s i ty,

P 15 P or je e -

T h e

ta s k

i d e a l

15 t o er e o n s

加e t f(

二 ,

了) fr o m P.

i n te n s i t y o f ht e i n e i d e n t l ihg t d u ir n g t h e

e x P e r i m e n t 15 v e yr d iiffe u l t t o m e a s u er

.

F o r P u甲 o s e o f

e T : e e o n s

utre t i o n ,

T 15 : e p l a e e d w i t h 全 w h i e h i。 ht e

fl a t if e ld i m a g e.

T h e s i n o g r a m im a g e s e a n b e o b ta i n e d

fr o m t h e fl a t一

if e l d i m a g e s a n d s a m p l e p or je e ti o n i m a g e s

a s 巴

4 1 2第十三届中国体视学与图像分析学术会议论文集

s乙n o g r a m 乙m a g e 二t i o n

.

`·

簧黯器恶嘿箫黯In o dr e r t o m a k e T a n d 全 a s e l o s e a s p o s s ib l e

,

m u l ti p l e

if a t if e ld im a g e s w e er r e e odr

e d.

I n ht e e x p e r im e n t s, a

fl a t if e ld im a g e w a s r e e o r d e d afte r e v e巧 4 0 p orj

e e t i o n s

o r 10 d e gr e e s o f s a m p le r o ta t i o n.

W h e n ht e b e a m e n e r -

g y 15 l o w,

ht e i l l u m i n a t i o n v a ir at i o n 15 l o w.

T h a t 15,

ht e

d iffer e n e e b e wt e e n ht e e x p e五m e n

回 d a ta 于a n d ht e id e -

a l d a ta 15 s m a ll.

5 0 w e e a n u s e 全 t o r e p l a e e T w iht o u t

s i g n访 e a n t d e e r e a s e i n a e e u r a e y.

B u t w h e n ht e e n e

gyrb e e o m e s lar g e r a n d ht e e h a n g i n g s p e e d o f ht e i l l u m i n a -

t i o n o f ht e l i g h t s o u or e b e e o m e s fa s t e r ,

ht e d i ffer e n e e

b e wt e e n t h e e x p e r im e n t a l a n d id e a l d a t a 15 b i g g e r.

I n

ht i s e a s e ,t h e er P l a e e m e n t m a y r e s u l t i n a ir ifa e t s a P

-

p e

iarn g i n ht e s o n o肛a m im a g e s

.

T h e e h a n g e s o f T r e -

fl e e t e d in th e fl a t if e ld a n d p r oje e t i o n im a g e s a r e ht e

s p a ti a l v

iara t i o n i n ht e v e rt i e a l d ir e e t i o n a n d t im e v a ir a -

ti o n fo r ht e l i g h t s o u r e e.

I n ht e fo ll o w i n g, a m e ht o d b a s e d p o l y n o m i a l e u vr e

if t t i n g 15 p r o p o s e d t o e o m p e n s a t e ht e l i gh t s o u cr e s p a ti a l

b() fl at一

if e ld s

F i g.

1 T w o fl a t · ife ld i m a g e s a t e n e r

盯 3 5 keV

o n i n ht e v e ir i e a l d ir e e it o n.

A d i g ialt i m a g e c a n b e e x p r e s s e d a s a m b y n m a -

去一su忍u一e口BJ。安

,的 2的 洲刀 闷加 翻刀 日刃 7因 创扣

P IX6 lS

a() hetv e irt 山

v翻 iat on of het m` 口 g , y sc ia e

.

nXa。

飞V七

…{’

{L a 。 l

a 1 2’

“ a z3

a 心. ’ .

a 心」 沃 5

必一.u。芒,-。口巴。安F o r if a t if e ld a n d s a m p l e p or je e it o n i m a g e s ,

i n fo mra t i o n

fo r a l a y e r o f t h e s a m p l e 15 r e p r e s e n t e d t h e e o rr e s p o n d-

Z 5

i n g r o w o f t h e m a itr x,

L e t 五` = 上全n j

. 1

aij,

i 二 1,

2,

…,

m

ht e n ht e a v e ar g e v e e to r 五 = 【可,

可,

…,

可 〕rd e n o t e d

fo r ht e v e rt i e al m e a n 盯 a y e u vr e o f ht e im a g e.

F i g u r e l

g i v e s t w o fl a t if e l d im a g e s a t e n e r盯 3 5 k e V a n d if g u r e

2 (a ) g i v e s t h e p l o t o f a v e ar g e v e e t o r fo r ht e t w o i m a邵 s

·

In if g u er Z ( a)

,

ht e h o ir z o n t a l e o o dr i n a te s d e n o t e s

fo r t h e r o w p o s i t i o n fo r if a t if e ld a n d ht e v e rt i e a l ax i s

d e n o t e s fo r t h e a v e ar g e i n t e n s i yt o f l ihg t er e e iv e d b y

e a e h d e t e e t o r fo r e a e h l盯e r.

We e a n s e e fr o m ht e s o l id

l i n e a n d ht e d o t t e d l i n e in if 邵 r e Z (a) ht a t s y n e h or tr o n

ar d i a ti o n s o u cr e h a s o b v i o u s s p a it a l a n d t im e i n e o n s i s t-

e n e y, a n d h a s a e e

art i n etrn d i n t h e s p a t i al d i s tr i b u -

,石

J. , .

「

{

O , 00 二因 岌城】 月加 日班】 日旧 7的 日蓝!

P i拍卜

伪)石咖 9 c u r v e s

F i g.

2 The v e rt i e al v

面a t io n o

f the m e a n g r a y

。 e a le of th

ewt

o n a t一ife l d im a g e s

Th e s p a t i a l a n d t e m p o ar l v a r i a t i o n s i n fl a t if e l d i n-

t r o d u e e u n e e rt a i n t i e s i n er e o n s t ure t e d a b s o印 ti o n e o e iff

-

e i e n t.

hT i s k i n d o f e r r o r w i l l affe

e t ht e fo ll o w i n g p r e d i e-

t i o n o f ht e e o m P o s it i o n a l m i e r o s tur e t u er fo r ht e s a m p l e.

Hu ih u a

Ko n g

, e t al : M i e r o s tur e t u r e e h a ar e t e r iz a t io n of a s a n d s t o n e s

am p le w iht m ult i

一 e n e r盯 X

一 r a y…4 1 3

Th e e o m p e n s a te a lg o ir ht m w e p or p o s e d 15 a s fo l-

l o w i n g :

for e a e h刀

a t舟 ld im咭

e

e o

mpu ￡i n g t h e a o e r a g e : e e t o r 五

万rt i n g 互 w i: h l e a s r s , u a er s 尸oly

n o m i a l e u o e

万: ti n g m e th o d, 0 6: a in i n g t h e e u o e

动e r卢r t i n g 云

for e a e h or 二 of `h e

刀a t舟 l d im a邵

e o

mpe砒 a 盆i n g 切 i t h 此 e忿o r 云

e n d

e n d

F i即 r e Z ( b )s h o w s ht e if t t i n g r e s u l t s fo : ht e wt o

e u vr e s i n if g u r e Z (a)

.

hTe if t t i n g r e s u l t w a s t a k e n a s

e ir t e ir o n t o d e a l w iht ht e e a e h r o w o f t h e fl a t if e l d.

Th e

e o rr e e t e d fl a t if e l d im a g e s w e r e s h o w n i n if , r e 3.

A ll

fl a t if e ld im a g e s w e r e p r o e e s s e d u s i n g ht e s a m e m e ht-

o d s.

(a ) S别 m Pl e p ojre o it o n ianr g e 2 00

( b ) S aJ旧 Pl e P roj e e t i o n iam g e 500

Fi g.

4 Sa m p le p ojr

e e tio n im a g e s

befo

r e Co rr e e -

t i o n a t e n e飞 y 3 5 k eV

a() S田卫 Ple Pojre e ti o n im a g e 200

(a ) fl at一

if e ld 4

( b) S a m Pl e p r oje e t i o n im a g e 5 0 0

( b ) t lat一t l e ld 3

F ig.

5 Sa m p le p r

oje e ti o n i m a g e s

afte r e o rr e e t i o n

F i g.

3 F la t一 ifel d i m a g e

afte r e o rr e e t io n

Fi g u r e 4 g i v e s ht e 饰 0 s a m p l e p ojre e it o n i m a g e s fo r

d i ffer e n t a n g l e a t b e a m e n e r盯 3 5 k e V

.

W e e a n s e e

ht e r e a r e a l s o ht e ti m e a n d s P a t i a l i n e o n s i s t e n e y i n s a m-

p l e p r oj e e ti o n im a g e s s im i l a r t o fl a t一

if e ld im a g e s.

In o r d e r to g e t ht e tr e n d o f th e li g h t s o u cr e i n ht e

p r oj e e t i o n i m a g e s ,

ht e l o n g i t u d i n a l m e a n 盯a y s e a l e

e u vr e n e a r b o t h t h e l e ft一 a n d ir g h t

一

h a n d s i d e s o f ht e

p r oj e e t io n im a g e s w a s p l o t t e d.

Th e i m a g e a r e a s w e r e

s e l e e t e d s u e h ht a t ht e y d o n o t o v e lr a P w it h th e s a m Pl e

p r oj e e t io n a t a n y a n g l e o f r o t at i o n.

T h e s a m e m e t h o d 15

u s e d t o e o m p e n s a t e a l l t h e p r o je e t i o n im a g e s.

F ig u r e s

g i v e s ht e wt o Porje e it o n i m a g e s

afte r e o rr e e t i o n

.

2.

2 C T ima g e r e e o n s t r u e t i o n

t i o n

a n d

A ft e r e o rr e e t e d a ll t h e fl a t一

if e l d im a g e s a n d P r oj e e -

i m a g e s , e a e h d a t a s e t e o ll e e t e d w a s p er一

P r o e e s s e d

r e e o n s t r u e t e d u s i n g X一

T R A CT s o ft w a r e

d a t a w a s r e e o n s t ur e t e d

7 j.

A ft e r

P er一

P or e e s s i n g th eu s i n g a

s t a n d a dr FB P p a r a l l e l一

b e a m a l g o r it h m.

F r o m if g u r e 6 a n d if g u r e 7,

w e e a n o b v i o u sly

ht a t th e p or p o s e d m e th o d 15 effe

e ti v e t o e o m p e n s a t e

i n e o n s i s t e n e y o f th e s y n e h r o t r o n r a d i a t i o n s o u r e e.

S e e

ht e

4 14第十三届中国体视学与图像分析学术会议论文集

im a g e s at 3 0 6一

t hs l ie e ,

ht e s i z e 15 6 0 0 x 6 0 0.

a( ) is n。日, m su吨 nU con笼` t目 p网忱七加 . 明“

(a) 2 5k

e V

(b ) s i n o g伪 m su in g

~阎 p ojr eC石on

.

am g CS

F i g.

6 S io o g r aj m i m

a g e a t 35 kVe ( 4 00s li e e

)

a(),川招周口 uB i眼明卯即“ t目卿 i咧on 111 . 附 :

(b ) 3 5 k e V

Fi g.

8 Fi n以 C T r e c o n s t ur c t i o n

i m a g e s at 36 0s li e e

b( )幼on gr a l l . us 娜 叨 n笼`喇 prjD 伙 it on 加

. g e s

F ig.

7 S in o

garm im a g e a t 4 5 k oV ( 4 00

s l ie e)

T h e C T s l i e e s w e er r e e o n s

utre t e d u s in g ht e s i n o -

gr a m s w iht X一

T R A C T s o

fwt ar e.

Th e er e o n s

utrc t e d C T

s l i e e s im a g e s w e r e ht e n fu l l y al i g n e d w iht o n e an o ht e r

i n ht r e e d im e n s i o n s.

Th e a l i g n m e n t 15 a e h i e v e d b y

atrn s l a t i o n a n d or t a it o n o f X

一 r ay C T im a g e s t o m ax i m i z e

th e e r o s s 一 e o rr e l a ti o n s b e wt e e n i m a g e s a t d政r e n t b e a m

e n e r g i e s.

F i g u r e 8 s h o w s t h e if n a l C T r e e o n s t r u e t i o n

3 L e a s t s q u a r e s e g m e n t a此o n t e c h n i q u e s

w iht m u lit·e n e r g y X

·r a y C T

I n ht i s p a p e r , a m u l t i一 e n e r盯 l e a s t s q u

aers e gm e n -

t iato n t e e h n i q u e w a s u it l i z e d t o o b at i n a e o m P o s it i o n al

m a p b y e o m b i n i n g ht e 恤 0 er e o n s t ur e t e d C T d a t a s e t s.

In ht e m e ht o d, a u n i q u e d i s e r e t e m a te ir al a i s s e l e e t e d

fo r e a e h 1 v ox e l by m i n im i z i n g ht e fo 一l o w i n g 「’ 〕

, { (a ) =

艺 [声( ^,

) 一 ( a。

( ^,

) + b。

( A`)

·

;。

( ^,

) ) j` , 。 二 0

,

`…,

M

w h e r e a ( a 二 0,

l,

…,

M ) d e n o t e s ht e e o m p o s i ti o n s

w iht M b e i n g ht e t o altn u m b e r o f e o m p o s i t i o n s i n ht e

s a m P l e a n d a 二 0 e o rr e s p o n d in g t o v o id ; i ( i 二 l,

2,

…,

N ) 15 t h e p o s iit o n i n d e x o f a v o x e l, a n d N 15 ht e

t o t a l n u m b e r o f v o x e l s i n ht e s y s te m ; F o r a n X一 r ay b e a m

w a v e l e n

泌 A` ( l = l,

…,

L ),

杯`

( A`) 15 ht e m e a s u r e d

t o tal li n e ar a b s orp t i o n e o e

iffe i e n t o f ht e i

’th v o x e l

, a n d

拜。

( A。) 15 ht e t o t a l l i n e ar ab s o印 t i o n e o e iff e i e n t fo r ht e

a ,t h e o m p o s iit o n.

V a lu e s fo炯`(人:

)e a n b e d e ir v e d

for m ht e C T d a at s e t s.

V a l u e s fo r拼。

( A ,) aer

a v a i lab l e

for m,

fo r e x a m p l e,

h a n d b o o k s o f m a t e ir al p or p e r t i e s.

I t

15 a s s u m e d ht a t ht e b e a m w a v e l e n

hgtta k e s d i s e r e te v a l

-

Huih u a

Ko n g

, e t a l : M i e r o s tur e t u r e e h a ar e t e ir z at io n o

fa s a n d s t o n e s am p l

e w iht m己 ti一 e n e

gyr X· r a y… 4 1 5

u e s{人

, ,

…,

^:

},

w h e r e L 15 th e t o t a l n u m b e r o f sue h

3 D C T d a t a s e ts.

P a ar m e t e r a 。

( A,)

a n d 乙。

( A,

)e a n b e

adj

u s t e d a P p r o p ir a t e ly i n o r d e r fo r a g o o d im a g e.

In t h i s p a p e r ,

ht e n u m b e r o f C T d a t a s e t s w i ht d i-f

fe r e n t b e a m e n e gr i e s i s L = 2, a n d t h e n u m b e r o f p o s s i

-

b l e e o m p o s i ti o n sM

二 3.

T h e P r e d i e t e d e o m p o s it i o n d i s-

itr b u ti o n s w e r e e a l c u l a te d b y D CM s o

fwta r e 〔9 一 10 〕

.

T h e o v e r al l v o lu m e fr a e it o n s o f ht e e o m p o s iit o n s i n ht e

s a m p l e w e er s h o w n i n if g u r e 9 a n d t ab l e 1.

a()

Th e l o w e r p o r o s i yt v a l u e m叮 r e s u l t fr o m ht e a s s u m P ti o n

ht a t a u n iq u e m at e ir a l 15 a s s o e i at e d w i t h a v o x e l.

So m e

p o er s w h i e h ar e s m a l l e r t h a n ht e C T r e s o l u t i o n m a y n o t

h a v e b e e n a e e o u n t e d fo r.

M i e r o s e o P i e er s e vr o i r P o r e

t e x t u r e er fe r s t o ht e s h a p e , s i z e a n d d i s tir b u t i o n o f

P o er s a n d ht r o a ts a n d ht e i r i n t e r e o n n e e t i v iyt i n r e s e vr o i r

or e k 。,

w h i e h s tr o ngl y i n fl u e n e e t h e P e

otr Ph y s i e以 p r o p-

e iir e s o f r e s e vr o i r r o e k s , e s P e e i al ly i n ht o s e it hg t s a n d-

s t o n e r e s e vr o ir s w iht n a n o s e a le P o r e 一 th r o a t s ( po er s a n d

ht r o a st ),

m i e or s e o p i e p o r e ,

ht r o a t t e x t u r e e o n

otr l s t h e i r

p o or s iyt a n d p e

mre ab i l iyt m a i n l y

.

T h e er fo r e , e n h a n e i n g

ht e a e e u r a e y o f p ie t u r e s e a n n e d b y X一 r a y C T h a s b e e n

ht e k e y t o t h e er s e a r e h o f ti g h t r e s e vr o i r.

M u l t i一 e n e r盯

X一

var C T s e a n s e a n im p r o v e t h e a e e u ar e y o f d a t a

s e a n n e d an d p r o v记 e ht e gU ar a n t e e a b o u t t e e h n o l o gy of

a e q u iir n g t h e s a m p l e’ 5 p o r e th r o a t s

utre tu r e a n d ht e

fe a tu er s o f d i ffe er n t s e a le s.

T h i s fe a t u er 15 v e yr d iffer e n t

fr o m e o n v e n t i o n al i n d i r e e t a p p or a e h e s s u e h a s m e r e u 口

i n je e t i o n a n d g a s a d s o印 it o n w h i e h e a n o n l y er fl e e t a n

o v e ar l l P o r e 一 th r o a t te x t u r e b u t e a n n o t r e fl e e t th e u n e v e n

p o er一

ht r o a t d i s tr ib u t i o n 〔1 1〕.

I t a

而b u t e s t o ht e e o m-

p r he e n s i v e e v

alua it o n o f ht e e h ar ac et ir s it e s Of p o er

s t川 e t u r e o f t i g h t s a n d s t o n e.

4 C o n c lu s i o n S

助

F ig.

9 (a

) p er d ie t e d

e o m p o s iit o nd i

s t r i-

bu t i

o n 。 a t 36 0sl i

e e( b ) 3 D m i

-

e or s t ur e t u r ed i

s t ir bu t io n

In th e e o l o u r im a g e ,

b l u e d e n o t e s fo r m 议 e d e o m-

p o s i t io n b y q u a rt z a n d a lb i t e, r e d d e n o t e s fo r e a l e i t e

,

y e ll o w d e n o t e s fo r p y ir t e, a n d w h i t e d e n o t e s fo r v o i d

.

T a b l e 1 o v e ar U c o m P o s it i o n a l v o lu m e fr a c it o n s

MMM a t e ir al sss A M ix t u erofff C al e i t eee Py ir t eee V o iddd

qqqqq u

artzan d al b i t eeeeeeeee

PPPr o p o rt i o n sss 7 1

.

80 0%%% 2 2.

3 0 0%%% 0.

5 7 7%%% 5.

2 9 2%%%

Th e p er d i e t e d p o r o s iyt v al u e o f 5.

2 92% 15 i n fa i r

a即 e e m e n t w iht m e a su r e d v

alue o f 6% + / 一 0

.

10 0.

M u l t i一 e n e r盯X

一 r a y C T s e a n s h a v e b e e n P e

forr m e d

o n a s a n d s t o n e s

am p l e m ia nly

e o n s i s it n g o f q u

artZ,

al-

b i t e, e a l e it e a n d p y ir t e

.

T h e q u a li t y o f C T i m a g e s i s -af

fe e t e d b y ht e t e m p o r a l a n d s P a t i a l v a ir a t i o n s i n if a t-

if e l d.

A m e t h o d w a s p r o p o o e d t o e o m p e n s a t e s u e h viar

-

a it o n s.

T h i s m e ht o d if t s ht e ter n d g r a p h o f ht e s y n e h or-

tr o n ar d i a ti o n l ihg t u s i n g a l e a s t s q u a r e s p oly

n o m i al

e u vr e if ittn g m het

o d.

hTe if t t e d e u vr e w a s u s e d t o e o r -

er e t t h e v e rt i e a l i ll u m i n a t io n v ar ia t i o n o n t h e P r o je e ti o n

i m a g e s.

Th e s e e o rr e e t e d Porje e t io n i m a g e d a ta w e er

u s e d t o e a

yrro u t C T i m a g e r e e o n s

utre t i o n

.

U s i n g ht e

C T r e e o n s t ur e t e d s li e e s , a m u l ti一 e n e r gy l e a s t s q u a r e

s e gm e n t a ti o n a P p r o a e h h a s b e e n u s e d to m o d e l t h e m i-

e r o s e o p i e e o m p o s i it o n al d i s试b u it o n s.

Th e p r e d i e t e d

p o r o siyt

v a l u e 15 i n fa i r a g二 e m e n t w i ht m e a s u r e d v a l u e.

4 16 第十三届中国体视学与图像分析学术会议论文集

I n thi sp即 e r ,

i t h a s b e e n a s s u m e d ht a t e a e h v o x e l e o n -

t a i n s o n l y o n e m i n e r a l p h a s e.

hT i s a s s u m p ti o n s h o u ld

b e r e a s o n a b ly fo r s a n d s ot n e s.

H o w e v e r ,

i t m盯 n o t a l-

w a y s b e a d e q u a t e fo r o ht er or e k yt P e s.

W o kr 15 i n p r o -

『 e s s fo r o t h e r er s e vr o i r or e k yt Pe s w i t h o u t s u e h a s -

s u m P ti o n

A c k n o w l e d g e m e n st

D r K o n g a n d L i w o u ld l ik e t o t h a n k C S IR O fo r

s u p P o ir a n d h o 、 p i t al i yt d u ir n g w h i e h ht i s w o r k h a s b e e n

e a rr ie d o u t.

D r Y a n g w o u ld l ik e t o a e k n o w le d g e s u P-

p o rt b y ht e o n e H u n d r e d ePr s o n p or j e e t o f th e s h a n x i

P r o v i n e e.

T h i s w o r k w a s p a rt iall y s u P p o rt e d b y gar n t s

fr o o ht e N at i o n al S e i e n e e F o u n da t i o o Of Ch i n a( N

o.

6 12 2 7 0 0 3,

6 1 17 1 1 7 9,

1 12 4 7 2 4 4 a n d 6 10 7 11 9 3 )a n d

ht e S c i e n e e F o u n d a t io n o f Sh a n x i P r o v i n e e( N o

.

2 0 10 0 1 10 0 2 一 l,

2 0 10 0 1 1 0 0 2 一 2 a n d 2 0 12 02 1 0 1 1 一

2 ).

I t w a s a Is o s u p p o rt e d b y t h e 9 7 3 P r o

gar m

( N o.

2 0 l l C B 3 1 1 80 4 ),

S RF D P ( 2 0 1 2 14 2 0 1 1 0 0 0 6 )a n d

T S T IT.

参考文献 ( R e fe r e n c e s )

Y S Y叭 g,

H P W an g,

J R Gao.

A dat a 一 e o n s tr 威n e d m o d-

el li

n g a p p r o a e h t o m a t e r i a ls m ie r o s

utre t u r e e h ar a e t e ir z a t i o n

[ J 〕.

J o u nr al

of s h a

nx i U n iv e sr i ty,

20 1 2,

35 ( 2 ):

24 8 一2 54

.

H P Wa n g

,

Y 5 aYn g

,

Y D Wa n g

, e t al.

D a ra · e o n s tr ain ·

e d m o d e ll i n g of

e o al 户y s i e al s

utre t u er w iht 二 u

l it一 s P e e ·

tur m s y n eh

r o t

onr X一

arr C T〔J〕.

Fu e l

,

20 1 3,

10 6:2 19

-

2 25.

h t tp :

// d x.

d o i.

o r岁 10

.

10 16 j/.

fuol

.

20 12、

1 1`

07 9

Y D Wa n g

,

Y 5 Ya n g

,

T Q X主a o , e t al.

S yn e h r o tr o n -

川

〔2 〕

〔3 ]

Ba s e d D a t a

一

C o n s t r ian e d M o d e li n g A n a l y s

i o o f M ie or s e o p i

e

M in e

旧 D is itr b uit

o n 。 i n L im e s t o n e 〔 J 〕.

I n t e nr at io n公

Jo u nr al o f G o o s e

ie n e e s ,

20 13,

4 : 34 4 一 3 5 1.

仁4】 Y 5.

Y an g,

K Y Li u,

s M叮 。 , e t 以·

A dat a 一。 ons tr ia o e d

m o d e lil n g 即 pr oac h t o s

an d s t o n e m ie r o s tr u e t u er

e h aare t e r -

i: a t i

o 。[ J〕

.

J.

Pe

oltte u m S e

ie n e e & T e e h n ol o

盯.

20 13,

205:

76 一 83.

do i : h t tp :

// au ht osr.

o ls e v i er.

e o

耐s d / a r -

t ie l e / 509 204 10 5 13 000 70 3

〔5 ] Y 5 Y an g.

A d a t a一e o n s t` n e d n o n ·

li n e ar o p t im is a t i

o n a p-

orPa e h t o a d a t a 一 e

曲s

俪n司 m o d o

l fore o m P o , i t j助习 m i

-

e or s t ur e t u er p er d i e it o n

仁J ].

Le e加 er N o t e s i n 】n fo r m at io 。

Te e h n ol o盯

,

20 12,

15 ;19 8 一 2 05

.

[ 6 〕 W an g M in,

C e nY

u w an,

H u X iao fa n g

, e t al.

Eorrr m e e

h-

a nis m of ligh t s o u cr e fo r s y o e h or tor o ax d ia ti

o n e o m P u t o d

t o m o g r叩h y t e e h n i四e 〔J ]

.

A e t a p hy oie a s

ini o

a ,

2 00 8,

5 7 ( 10 ): 62 02 一 620 6

.

[ 7〕 G u er y e vT E X

一

T R A C T 〔EB / O L ].

[ 20 1 1 一 03 ].

h t t p :/ /

恻w

·

坛一i m a g i刀乡 n e口 Sver i

e e “ A PP I n fo / x·

T R A CT.

韶-

P x·

「8 ] Y 5 Ya n g

,

T E G u r e y e v ,

A Tu l lo h, e t al

.

Fe a si b i li ty o

r 。

d aat

一 e o ” s t r a in e d P er d ie t i o n Of hy d r o e

abro n r e s e vr o ir s a n d

-

s t o n e m i e r o s

utre t u r e : 〔J〕

,

Me o u r e m e n t S e i e n e 。 & T

e eh

-

n o l o盯,

20 10,

2 1:6

.

d o s : 10.

1088 0/ 95 7 一 0 233 2/ 1 /

4 0/ 470 0 1

仁9 1 Y o g Y S,

Fu rm

a n s,

Tu ll o h A.

A dat a 一 e o n s廿 a i n o d 3 n

Mo d e

l fo : m a t e五a l C o m p o s i t i o n己 m ie r o o

utre t u , e s

[ J J.

Ad v ane e d M

a t e ira ls R o s e a cr h

,

200 5,

3 2:

267 一 27 0.

〔10〕 Y a n g Y S,

Ga 。D

,

M u s t e r T, 。 t al

.

M ie r o o t ur e t u r。 。 r 。

p` n t Pir m e r · a d a t a ` e o n s tr ian e d m o d e li n g a n a ly s is [ J ]

.

M a t e ira ls S e i e n e e

Fo ur m

.

20 10,

654 一 6 56.

[川 B ` B j n,

Z h u R ukai

,

W u S o gta o , 。 t 目

.

M u l t i· s e a l。

m 七ht o d Of N a n o( M i e r o

)·

C T 。 ut dy o n m i o or 、 e o p i e p o r。

s

trUe t u er o

f t i g h ts a n d s t o n e Of Y

a n e h a ng F

o r m a t io n ,

0 卜

d o sB o i

n

[ J ].

pe tor l e u m E x p l

o ar t i o n a n d De v e l o p m e n t ,

2 0 13,

4 0 ( 3 ):1一

5.