Time-of-flight (ToF) neutron imaging offers complementary attenuation contrast to x-ray computed tomography, coupled with the ability to extract additional information from the variation in attenuation as a function of neutron energy (ToF) at every point (voxel) in the image. In particular, Bragg edge positions provide crystallographic information and therefore enable the identification of crystalline phases directly. Here we demonstrate Bragg edge tomography with high spatial and spectral resolution. We propose a new iterative tomographic reconstruction method with a tailored regularisation term to achieve high quality reconstruction from low-count data, where conventional filtered back-projection (FBP) fails. The regularisation acts in a separated mode for spatial and spectral dimensions and favours characteristic piece-wise constant and piece-wise smooth behaviour in the respective dimensions. The proposed method is compared against FBP and a state-of-the-art regulariser for multi-channel tomography on a multi-material phantom. The proposed new regulariser which accommodates specific image properties outperforms both conventional and state-of-the-art methods and therefore facilitates Bragg edge fitting at the voxel level. The proposed method requires significantly shorter exposures to retrieve features of interest. This in turn facilitates more efficient usage of expensive neutron beamline time and enables the full utilisation of state-of-the-art high resolution detectors.

飞行时间 (ToF) 中子成像为 X 射线计算机断层扫描提供了互补的衰减对比度，并能够从衰减的变化中提取附加信息作为中子能量 (ToF) 在每个点（体素）的函数图片。特别是，布拉格边缘位置提供晶体学信息，因此能够直接识别结晶相。在这里，我们展示了具有高空间和光谱分辨率的布拉格边缘断层扫描。我们提出了一种新的迭代断层扫描重建方法，该方法具有定制的正则化项，以从低计数数据中实现高质量的重建，而传统的过滤反投影 (FBP) 失败了。正则化在空间和光谱维度的分离模式下起作用，并有利于各自维度中的特征分段常数和分段平滑行为。将所提出的方法与 FBP 和最先进的正则化器进行比较，用于多材料模型上的多通道断层扫描。所提出的适应特定图像属性的新正则化器优于传统和最先进的方法，因此有助于在体素级别进行布拉格边缘拟合。所提出的方法需要明显更短的曝光来检索感兴趣的特征。这反过来又有助于更有效地利用昂贵的中子束线时间，并能够充分利用最先进的高分辨率探测器。将所提出的方法与 FBP 和最先进的正则化器进行比较，用于多材料模型上的多通道断层扫描。所提出的适应特定图像属性的新正则化器优于传统和最先进的方法，因此有助于在体素级别进行布拉格边缘拟合。所提出的方法需要明显更短的曝光来检索感兴趣的特征。这反过来又有助于更有效地利用昂贵的中子束线时间，并能够充分利用最先进的高分辨率探测器。将所提出的方法与 FBP 和最先进的正则化器进行比较，用于多材料模型上的多通道断层扫描。所提出的适应特定图像属性的新正则化器优于传统和最先进的方法，因此有助于在体素级别进行布拉格边缘拟合。所提出的方法需要明显更短的曝光来检索感兴趣的特征。这反过来又有助于更有效地利用昂贵的中子束线时间，并能够充分利用最先进的高分辨率探测器。所提出的适应特定图像属性的新正则化器优于传统和最先进的方法，因此有助于在体素级别进行布拉格边缘拟合。所提出的方法需要明显更短的曝光来检索感兴趣的特征。这反过来又有助于更有效地利用昂贵的中子束线时间，并能够充分利用最先进的高分辨率探测器。所提出的适应特定图像属性的新正则化器优于传统和最先进的方法，因此有助于在体素级别进行布拉格边缘拟合。所提出的方法需要明显更短的曝光来检索感兴趣的特征。这反过来又有助于更有效地利用昂贵的中子束线时间，并能够充分利用最先进的高分辨率探测器。