倒置结构断层CT的重建算法

与传统的Ｘ线透射成像相比,倒置式Ｘ线透射成像结构有着投影数据信噪比高的优点,可提高透射图像的密度分辨率．提出了倒置结构断层计算机层析成像术（Ｃｏｍ ｐｕｔｅｄ Ｔｏｍ ｏｇｒａｐｈｙ,ＣＴ）的概念,针对平行束和扇形束投影两种情形,给出了倒置结构断层ＣＴ的完全重建条件及重建算法,并就仿真模型进行了计算机模拟．结果表明,倒置结构断层ＣＴ在极大地减少康普顿散射对成像质量影响的同时,仍然获得了比较好的重建结果．     

锥束射线倾斜扫描三维层析算法

对于板、壳构件的无损检测,提出一种锥束射线倾斜扫描数字层析方法.采用射线相对于构件长宽表面倾斜入射、构件绕旋转轴回转的扫描方式,以采集的二维数字投影序列重构出该扫描区域的断层图像,给出了锥束射线倾斜扫描二维投影数值模拟算法以及滤波反投影重建算法.该重建算法为FDK算法的推广,在倾斜角90°时,该算法即为FDK算法.实验结果表明,该方法能较好地解决该类结构的层析检测,但由于该重建方法属于不完全投影数据重建,存在着相邻层之间的图像“混迭”现象,使得厚度方向上的分辨力有所降低.     

SPECT图像重建中的衰减校正算法比较

为克服单光子发射计算机断层显像中 ,会出现假阳性的结果。利用胸部数学模型和投影算法得到发射和透射的投影数据 ,采用校正算法重建发射断层图像 ,再与模型数据相比较 ,从而确定各算法的收敛性和收敛速度 ,总结出选择合适的衰减校正算法 ,并提出了将多目标优化方法应用于衰减校正的设想。     

液-固两相系中超声层析成像实验研究

基于几何声学原理,应用半柱面晶片超声换能器发射扇形束超声波,设计了环形超声换能器阵列,搭建了多通道同步数据采集系统,形成了一套透射式超声层析成像测试装置.研究了二值逻辑反投影图像重建算法,此算法和测试装置构成了透射式超声层析成像系统,对聚四氟乙烯隔板和圆柱体进行实验.图像重建结果表明,该系统能够定位成像物体的位置,确定其大小和形状.将单个圆柱体二值反投影算法的重建图像与设定值比较,成像误差小于6%.     

单光子发射断层成像的奇异值分解重建算法

为了抑制单光子发射断层成像(SPECT)中噪声的影响,提高重建图像的质量和定量精度,应用奇异值分解(SVD)方法进行图像重建。对人体胸腔模型进行Monte-Carlo模拟计算,生成三维SPECT系统传输矩阵和模拟投影图像,求解系统传输矩阵的广义逆矩阵。在有噪声情况下,存在最佳保留奇异值数目,使重建图像质量达到最优。最佳保留奇异值数目的不同体现了噪声的差异。与常规重建方法进行比较,SVD重建算法具有更好的噪声抑制和重建图像质量,是一种值得关注的SPECT图像重建算法。     

利用投影数据重排进行锥形束体积重建的改进算法

针对锥顶轨迹为单圆的锥形束体积重建问题,提出了一种基于平板检测器的T-FDK算法．不同于传统的FDK算法,该算法首先将锥形束投影数据重排为倾斜平行投影数据,然后再经过加权滤波和反投影重建,最后重建出待测物体的三维结构．数据仿真实验结果表明,该算法在保持与传统FDK算法有相同的计算复杂度的同时,重建图像的质量有了明显的提高,可以确保在较大的锥角范围内获得满意的重建图像．因而该算法在医学成像和无损探伤等领域具有重要的实用价值．     

不完全扇形投影数据的图象重建算法研究

针对ＣＴ实际应用中存在不完全扇形束投影数据的图象重建问题，提出了最大熵积分递推算法，应用该算法对多种数据丢失情况进行了实验研究，并与卷积反投影法进行了对比。     

不完全扇形投影数据的图像重建算法研究

针对ＣＴ实际应用中存在不完全扇形束投影数据的图象重建问题，提出了最大熵积分递推算法，应用该算法对多种数据丢失情况进行了实验研究，并与卷积反投影法进行了对比。     

X线扇形束扫描图象重建的数学方法

1971年,英国的 Hounsfield 等研制成功了计算机断层扫描装置(简称 CT),提供了人体横断面的X线吸收系数的分布图象这一有效的诊断手段.几年来, CT 技术发展极为迅速,装置不断更新,因此,在研制过程中,对扫描图象重建的数学方法的研究就十分重要.本文提出了检测器不均匀排列的扇形束扫描图象重建公式及其模拟计算结果,简略地描述了平行束重建和均匀排列扇形束重建的 Fourier 方法的主要结果,其中在表达形式和推导上作了一些改进.     

应用信息论评估SPECT投影数据完备性

为了评估准直器特性,并优化准直器设计,对单光子发射断层成像(SPECT)系统的投影过程进行了分析。从Shannon信息论的角度,建立发射断层成像系统投影过程中信息迁移机制的模型,以评估投影数据的完备性。将Shannon信息论应用到SPECT成像领域,根据在SPECT系统中信息量、条件熵、互信息熵的意义,提出了评估投影数据完备性的原理和方法。通过对平行孔准直器系统的计算验证了评估算法,并对4组编码孔径准直器进行了模拟。结果表明,该方法可以用来分析SPECT系统的准直器特性,根据物理条件来选取最佳的准直器设计。     

基于岸站二维投影采集的波浪观测补偿算法

针对海洋环境监测中视频采集设备因拍摄条件限制引起的梯形失真、倾斜失真和波高失真三类主要问题，提出一种以二维投影的三维还原为基础的视频采集处理的补偿算法。通过坐标和倾角偏移量补偿，还原失真的目标图像，并在此基础上进行目标测量信息处理，从而得到更加准确合理的测量结果。实验证明，该算法可根据任意位置参数实现失真图像的准确修复，精度高且易于实现。     

一种射束硬化伪影校正方法

提出了一种医用CT图像射束硬化伪影校正后处理算法。CT扫描机扫描得到的投影数据重建CT图像,对此图像进行分割,得到仅包含高密度物质的图像。分别对原始图像和高密度物质图像进行投影,并对投影数据进行校正。使用校正后的投影数据进行图像重建,得到包含校正信息的校正图像。对原始CT图像,使用校正图像进行CT值校正,得到校正后的CT图像。通过实验,验证了该后处理校正算法的有效性和稳定性。     

Development of fully 3D image reconstruction techniques for pinhole SPECT imaging

The purpose of this study was to develop fully 3D image reconstruction techniques for pinhole SPECT imaging with our Micro-SPECT system.Our studies involve in the derivation of projection operators,analysis of the sampling characteristics of pinhole SPECT imaging in Radon space,development of effective geometric calibration method for system misalignment,and 3D image reconstruction development and implementation with quantitative degrading compensation for pinhole SPECT with both circular and helical scan.The performances of pinhole SPECT imaging were evaluated using computer simulations and experiments with the Ultra-Micro Hot-Spot phantom,Ultra-Micro Defrise phantom and small-animal imaging.The results from the computer simulations and phantom imaging experiments indicate that the statistically-based iterative algorithms with quantitative compensation provide overall image quality improvement,and the system resolution is significantly recovered for quantitative imaging.The helical pinhole SPECT improves the axial field-of-view (FOV) as compared with the standard pinhole SPECT with circular-orbit scan.The mouse bone imaging experiment shows that the helical pinhole SPECT imaging also provides decent high-resolution whole-body small animal imaging.In conclusion,we have successfully developed a set of valid fully 3D image reconstruction techniques for single-pinhole SPECT imaging.These techniques can be easily extended to multi-pinhole SPECT imaging.     

Kriging方法在锥形光SPECT计算中的应用

扼要描述单轨道锥形光ＳＰＥＣＴ中的失值问题以及Ｋｒｉｇｉｎｇ统计估值方法，将Ｋｒｉｇｉｎｇ方法用于三维圆盘模型的重建显像计算，使像的质量有明显的改善。     

多轮廓三维立体视景图像的投影检测算法

针对多轮廓三维立体模型进行高精度建模中,因为视觉切换和光线强度衰减产生斑点和投影,需要进行投影检测分离,提高图像品质的问题,提出一种基于相似度特征纹理分割的多轮廓三维立体视景图像的投影检测算法.该算法先根据已知的多轮廓三维模型雏形对所有的建模点进行遍历建模分析,再对遍历后的建模点进行模型重构,构造含积分递推多项式的平面起控基函数,最后采用多轮廓图像的曲线混合函数初始化检测模型,得到改进的三维立体视景图像投影检测迭代方程,用相似度特征纹理分割方法实现对视景图像的投影检测改进,解决了图像投影检测不准确的问题.仿真结果表明,该算法能有效实现对图像的投影检测分离,图像成像保持度更好,提高了图像成像品质.     

反应堆中子边缘增强效应成像初步研究

中子边缘增强效应是近年来发展的基于中子波动性的新型中子成像技术.相较于传统的中子照相技术利用样品中不同元素对中子衰减能力的差别来得到样品内部的结构潜像,边缘增强效应成像利用中子射线穿过物体时各种元素对中子的折射率不同来反映物体的内部结构.为研究中子边缘增强效应成像的实际工业应用可行性,通过数值模拟方法分析了边缘增强效应的产生过程,并基于反应堆进行了不同条件下的多色热中子边缘增强效应成像实验.模拟与实验结果表明在适当准直比条件下,铝材料边缘将出现明显的边缘增强效应,该效应与准直比、样品与转换屏之间的距离密切相关.