高壓電纜源平移掃描CT 高效重建算法

倪松，陳杰，余海軍，段曉礁，陳大兵，劉建軍

（1 重慶真測科技股份有限公司，重慶 401332）

（2 國網(wǎng)江蘇省電力有限公司電力科學(xué)研究院，南京 211103）

0 引言

交變聚乙烯（Cross-Linked Polyethylene，XLPE）高壓電纜因其出色的性能被廣泛用于城市供電系統(tǒng)中。受工作環(huán)境、溫度以及壓力的影響，電纜內(nèi)部阻水緩沖層易發(fā)生燒蝕缺陷導(dǎo)致電纜出現(xiàn)故障，嚴(yán)重影響輸電安全［1-3］。

目前，局部放電檢測技術(shù)［4-6］是電纜缺陷檢測常用方法之一，但此技術(shù)容易受外部環(huán)境影響，在實(shí)際電纜缺陷檢測中受到一定限制。X 射線數(shù)字成像技術(shù)廣泛用于各領(lǐng)域無損檢測中［7-8］，但其在一個方向上對物體進(jìn)行掃描，其圖像反映的是該方向上物體結(jié)構(gòu)疊加的信息，結(jié)構(gòu)層次性較差，只能用于檢測較為明顯的缺陷。X 射線計(jì)算機(jī)斷層掃描（Computed Tomography， CT）技術(shù)通過對物體進(jìn)行不同方向上的掃描，能清晰成像物體內(nèi)部結(jié)構(gòu)［9-10］。射線源平移掃描局部CT 成像方法（Local Source-Translation Computed Tomography，L-STCT）［11］針對城市地下隧道中電纜檢測，該方法射線源沿直線運(yùn)動，通過重建圖像判別是否存在緩沖層燒蝕缺陷。由于L-STCT 主要對電纜局部掃描成像，射線無法覆蓋整個電纜從而導(dǎo)致數(shù)據(jù)截?cái)唷Ｍ瑫r，由于射線源移動距離和探測器寬度有限，無法實(shí)現(xiàn)至少180o投影角覆蓋，存在有限角度成像問題。因此，L-STCT 掃描重建是一個包含數(shù)據(jù)截?cái)嗪陀邢藿浅上竦膹?fù)合問題。

目前常用的圖像重建方法主要分為解析類和迭代類算法。對于數(shù)據(jù)截?cái)嗷蛴邢藿浅上瘢墨I(xiàn)［11］中使用聯(lián)合迭代重建算法（Simultaneous Iterative Reconstruction Technique，SIRT）獲得了較好的結(jié)果，類似的還有聯(lián)合代數(shù)重建方法［12］、各向異性的全變分方法［13］以及高階全變分最小化方法［14］。……