基于微焦点CT与数据约束模型的古代家猪牙齿显微结构研究

张旭芳; 王海鹏; 李君; 马杰; 李建莉; 杨玉双; 侯亮亮; 李莉

doi:10.15953/j.1004-4140.2020.29.06.05

基于微焦点CT与数据约束模型的古代家猪牙齿显微结构研究

张旭芳^1a,
王海鹏^1b,
李君^1c,
马杰^1d,
李建莉^1a,
杨玉双²,
侯亮亮^1c,
李莉^1b

1. 山西大学 a)理论物理研究所;b)物理电子工程学院;c)历史文化学院;d)物理电子工程学院, 激光光谱研究所, 量子光学与光量子器件国家重点实验室, 太原 030006;
2. 澳大利亚联邦科学工业研究组织, 克莱顿3169

基金项目:

国家自然科学基金（21206087）

详细信息

作者简介:
张旭芳（1996－），女，山西大学理论物理研究所凝聚态物理专业硕士研究生，主要从事基于微焦点CT和数据约束模型的多孔材料的跨尺度结构研究，Tel：13293817682，E-mail：1462405553@qq.com；王海鹏^（1980－），男，山西大学物理电子工程学院副教授，硕士生导师，主要从事定量CT，统计物理等方面的研究，Tel：13403460018，E-mail：whp@sxu.edu.cn；杨玉双^（1957－），男，澳大利亚联邦科学工业研究组织研究员，博士生导师，主要从事统计物理、材料科学、非破坏性物质微观结构表征及性能模拟等方面的研究，Tel：15635108028，E-mail：sam.yang@csiro.au。

中图分类号: TP391.41
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出版历程
- 收稿日期: 2020-06-29
- 网络出版日期: 2021-11-10

Study on the Microstructure of Ancient Pig Teeth Based on Micro-CT and Data-constrained Modeling

1. a). Institute of Theoretical Physics and Department of Physics;b). College of Physics and Electronics Engineering;c). College of History and Culture;d). State Key Laboratory of Quantum Optics and Quantum Optic Devices, Institute of Laser Spectroscopy, College of Physics and Electronic Engineering, Shanxi University, Taiyuan 030006, China;
2. CSIRO, Private Bag 10, Clayton, Victoria 3169, Australia

摘要

摘要: 本文对一例考古发掘出土的古代家猪下颌骨及牙齿进行了微焦点CT成像，通过加置滤波片有效减弱了线束硬化对CT图像的影响。基于数据约束模型（DCM）对样品三维结构进行了定量计算，获取了包含小于CT图像体元尺寸在内的样品跨尺度结构信息。对样品中孔隙及高吸收组分的联通特性进行了跨尺度计算，得到这两种组分的三维团簇分布。与常见的图像阈值分割法相比，DCM模型有效减弱了部分体积效应对图像分析的影响。本文研究结果为考古样品的内部形态测量、结构分析提供了数据基础，为考古样品的数字建模存档提供一种新的方法。
- 微焦点CT /
- 数据约束模型 /
- 跨尺度结构
Abstract: In this paper,the jaw bone and teeth of an ancient pig unearthed from a historic site were imaged using a micro-CT.The three-dimensional(3D) structure of the sample was quantitatively calculated based on data-constrained modeling(DCM).The multi-scale structure of the sample including those smaller than CT imaging resolution size was obtained.The multi-scale connectivity of pore and high X-ray absorption compositions in the sample were calculated respectively.The 3D distribution form of pore and high X-ray absorption compositions clusters was obtained.Compared with common image threshold segmentation method,DCM efficiently reduces the influence of partial volume effect on image analysis.The results of this study provide a data basis for the internal morphological measurement and structural analysis of archaeological samples.The method presented in this paper can be applied to the digital modeling and archiving of archaeological samples.
- micro-CT /
- data-constrained modeling /
- multi-scale structure

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