有限视角感应式磁声成像方法仿真研究

感应式磁声成像（MAT-MI）是一种融合了磁感应成像技术和超声断层扫描成像技术的新型成像手段.针对现有感应式磁声成像的研究工作几乎全部基于全视角超声扫描数据进行图像重建,在没有完整数据可以使用的情况下,重建过程可能会引入较大误差和生成图像伪影的局限性.提出有限视角MAT-MI重建方法,以不同半径的声学均匀同心球模型为研究对象,仿真出样本内涡流、声源、声压的分布,并利用快速分裂Bregman法重建出了有限视角声源图像,进而重构出电导率分布.仿真结果表明：所提出的成像方法能够准确地重建有限视角声学均匀介质中的声源与电导率分布,有助于感应式磁声成像向临床应用迈进一步,具有重要的科学研究意义与实际应用价值.     

Image Reconstructions from Limit Views and Angle Coverage Data for a Stationary Multi-Pinhole SPECT System

The goal of this paper is to investigate different reconstruction methods for solving the limited angle problem in reconstructing the projection data from a stationary multi-pinhole system based on a three-head clinical single photon emission computed tomography(SPECT) camera.Three iterative reconstruction approaches were studied including maximum likelihood expectation maximization(MLEM),maximum a posteriori expectation maximization(MAPEM) with a smoothing prior,and an alternating optimization schemes from...     

基于小波框架的有限角度CT重建算法

针对有限角度CT重建问题,结合压缩传感相关理论,提出了基于小波框架的有限角度CT迭代重建算法．该算法利用小波框架的冗余性及框架系数稀疏性原理,首先建立了小波框架图像重建模型,通过共轭梯度法求解投影方程,得到重建图像,然后通过分裂Bregman迭代法对重建图像的小波框架系数进行阈值收缩,减小图像L1范数,提高重建精度．实验结果表明在有限的投影数据下该算法重建出的图像内部结构边缘清晰,对比度高,重建误差低,对噪声有一定的抑制作用．     

正交有限视角光学层析重建图像的计算机模拟

本文提出了正交有限视角少数投影光学层析技术重建图像的重要性;对正交光路系统各１６°,１４°,１２°,１０°范围内的投影视角采用联合代数重建算法实现了图像重建的计算机模拟;分析了重建精度与采样密度、采样间隔的关系。结果表明,小视角少数投影情况下重建出较高质量的图像是可行的。     

有限角投影下的快速重建方法

介绍了层析Ｘ射线摄影合成的方法及原理，通过对ｔｏｍｏｓｙｎｔｈｅｓｉｓ中各断层像和投影像间的关系方程组的分析，提出了基于ｔｏｍｏｓｙｎｔｈｅｓｉｓ的快速工且利用ＰＣＳ方法加以约束，得到在有限角投影下的快速重建图像。     

正交有限角投影局部基函数展开法重建三维折射率场

在对移相干涉测量三维折射率场研究的基础上,研究了正交小角度光路的设置.对于有限角度的少数投影层析重建,采用了连续可导的局部基函数展开折射率场函数.为了提高重建精度,提出了基于遗传算法的多松弛因子迭代重建算法.实验和数值仿真表明,正交有限角少数投影的测量方法可以有效减少测量数据量;采用连续可导的局部基函数展开,并在迭代过程中引入多个可变松弛因子,最大误差不大于5%,平均误差不大于1%的重建精度,较传统网格法提高了约40%.     

锥束CT的分区短扫描FDK重建算法

圆轨道锥束CT(computed tomography)重建中,随着锥角增大,锥角伪影和数据缺失伪影越来越严重,影响FDK算法(由Feldkamp-Davis-Kress名字命名)重建区域的大小和图像质量。本文分析了短扫描FDK算法(short scanFDK,SS-FDK)重建时的数据完整性,提出了根据重建切片高度自适应地将重建切片分成若干区域,对每个区域采用SS-FDK算法进行重建的分区短扫描FDK重建算法。理论分析及试验仿真表明,该方法虽然计算复杂度有所增加,但充分利用了锥束CT投影数据,较大地增大了重建区域,完全重建区域高度达到扫描高度的1-sin2δ倍(δ为射线源半张角),且重建精度和图像质量与FDK算法相当。     

A new algorithm for EEG source reconstruction based on LORETA by contracting the source region

A new method is presented for EEG source reconstruction based on multichannel surface EEG recordings. From the low-resolution tomography obtained by the low resolution electromagnetic tomography algorithm (LORETA), this method acquires the source tomography, which has high-resolution by contracting the source region. In contrast to focal underdetermined system solver (FOCUSS), this method can gain more accurate result under certain circumstances.     

受限视角投影图像重建的压缩恢复算法及改进

讨论了用于受限视角投影的压缩恢复算法的局限性,并指出其固有缺点是采样极不均匀,形成混迭,且不能靠增加投影数克服。提出改进的压缩恢复算法,先利用压缩恢复法求出初始图像,再估算缺失的投影数据,后者与原有的受限投影数据一起形成完全投影数据,并用熟知的卷积反投影法重建最后的图像。计算机仿真结果表明,用改进后的算法重建,其成像质量明显提高。     

动态滤波反投影图像重建算法研究

图像重建算法是过程层析成像(Process Tomography,PT)中的关键技术之一.本文提出了一种动态滤波反投影算法(Active Filter Linear Back Projection,AFLBP),并进行了实验仿真.结果表明,采用AFLBP对ECT系统中图像进行重建,可使系统在保持快速成像的同时,较好地解决了敏感场的非均匀分布和固定灰度阈值造成的成像精度问题,大大提高了系统的成像精度.     

A Fourier reconstruction algorithm in π-scheme short-scan SPECT

In this paper, an approximate analytical algorithm in the form of direct Fourier reconstruction is obtained for the reconstruction of data functions arisen from π -scheme short-scan single-photon emission computed tomography(SPECT) with uniform attenuation, and the modified central slice theorem is developed. Numerical simulations are conducted to demonstrate the effectiveness of the developed method.     

基于滑移线场理论的概率边坡设计

基于可靠度的最优化设计能有效地处理岩土工程中存在的不确定性,在工程界和学界日益得到重视。然而,传统的基于可靠度的分析方法需要进行多次计算并不断重构计算模型,计算量巨大且难以实施。本文提出了一个基于滑移线场理论的概率边坡优化设计方法。该方法采用了更加高效的拟蒙特卡罗模拟（QMCS）来确定边坡的失效概率,而在每次模拟过程中采用滑移线场理论来分析边坡的稳定性。为了更加高效的确定满足目标失效概率的设计坡角,本文提出了一个简单而有效地二分搜索方法。最后,以一个边坡为例设计了不同目标失效概率的坡角,并验证了所提方法的有效性。结果表明所提方法最多只需36.29 min就能得到满足目标失效概率的坡角。本文提出的边坡概率优化设计方法避免了计算模型的反复重构,计算效率较好,可为基于可靠度边坡设计提供新的可选手段。     

混合式声有限形式衍射层析重建算法及其数值模拟

应用了一种声衍射层析术的新型重建算法——形式参数展开法。通过反射及透射声场的数据来重建散射体模型。形式参数展开法是一种具有有限形式的非微扰解析方法，与现有其它算法相比，在相同散射强度下，此法显著降低了相对误差，提高了层析图的分辨率，又避免了大量的计算。文中还同时应用了反射及透射声场数据进行了有限形式衍射层析数值模拟，计算结果显示了形式参数展开法的上述优越性及目前尚存在的问题。     

单电流注入的三维MREIT快速重建及实验

磁共振电阻抗成像（MREIT）是将磁共振成像（MRI）与传统电阻抗成像（EIT）技术相结合的一种电导率成像技术,通过提供成像体精确的几何信息与成像体内部的磁通密度值,改善了电阻抗成像的病态性,使得电导率图像的分辨率显著提高．针对MREIT系统的快速成像问题,在分析磁共振电阻抗成像的数学模型和正逆问题的基础上,提出利用单次电流的磁通密度分量即可进行电导率图像重建的方法,缩短了测量时间,并降低了电极间的电磁干扰;将灵敏度矩阵法扩展到三维MREIT,采用半解析法计算灵敏度矩阵,使得图像重建速度得到提高;并通过仿真与仿体实验验证了该方法的有效性．结果表明获得的电导率分布图像具有较高的分辨率和图像质量,测量与重建时间的缩短为MREIT的临床应用奠定了基础．     

IVUS融合冠状动脉CAG三维重建模型的角度校正研究

针对冠状动脉三维重建中IVUS采集角度偏差导致模型结果的失真,提出一种在融合过程中校正IVUS融合角度的新方法。首先,分析CAG和IVUS图像中冠状动脉血管的径向信息差异计算出IVUS帧在成像过程中超声机械探头的偏移角度。其次,应用Active Demons算法判断IVUS帧在融合三维模型中的朝向。最后,将角度校正后的IVUS图像数据融合至三维骨架模型当中,完成两种数据的融合。实验表明,本文方法能大幅度改善因IVUS角度偏差而导致的IVUS图像在三维模型中的失真情况,使冠状动脉三维重建结果更满足临床应用的需要。     

基于偏微分方程去躁的磁共振电阻抗成像

介绍了医学成像技术中磁共振电阻抗成像(MREIT)的数学模型和调和Bz算法。为克服调和Bz算法的不适定性,提出了一种偏微分方程去躁方法对Bz的躁声数据进行去噪。结合截断奇异值分解(TSVD)正则化方法,给出了基于Mat-lab偏微分方程工具箱的磁共振电阻抗成像的数值算法。用两个数值模拟算例验证了算法的有效性。     

Analysis of finite-element-based methods for reducing the ill-posedness in the reconstruction of fluorescence molecular tomography

The major issue in reconstruction of optical imaging might be the ill-posedness of the problem. In this paper, four different algorithms, including singular value decomposition (SVD), the truncated SVD, Tikhonov regularization and adaptive regularization, are analyzed and applied for solving the matrix equation generated from diffuse equation based on finite-element method in fluorescence molecular tomography. Results illustrate the need for either imposition of regularization term or elimination of too small singular values in reducing the ill-posedness. The results also suggest that the adaptive-regularization method offers superior performance in the reconstruction among the four methods in most cases even if the initially selected regularization parameter is not optimal, thus providing the convenience for the reconstruction.     

Reconstruction algorithm of computerized ionospheric tomography

Applying the technique of computer tomography to ionosphere detection, Computerized Ionospheric Tomography (CIT) can produce the large scale distribution of electron density in a two dimentional longitudinal section of ionosphere. According to the actual detecting condition of sparse receiver and limited projecting angle, polynomial interpolation method and projecting angle expansion method are proposed. A new energy function is formulated according to the constraint of least neighbourhood error. Simulated annealing is incorporated in the iteration of ART to get the global minimum of energy function. Sun Xiaon; born in May 1968, Ph. D. Current research interest is in computer graphics & Image processing Supported by the National Natural Science Foundation of China     

三维温度场中的多通道干涉层析

本文论述了非对称温度场的干涉层析法原理,提出了一种利用多路F-P干涉仪来进行三维温度场的多通道干涉层析的新方法,并用计算机模拟计算了各通道的最佳夹角。应用该方法测量了非轴对称双芯火焰,定量给出了其三维温度分布值。     

先验知识在三维折射率场重建中的应用研究

在干涉层析中，目前最大的难点仍是对非完全投影数据场的重建，非完全投影数据指观察角小于１８０°，或者折射率场中存在不透明的遮挡模型，问题的核心在于如何设计结合先验知识的可行算法，对于三维折射率场的重建，先验知识，如折射率非负，遮挡物的尺寸，几何形状，空间位置等是常用的信息。该文提出了一种有效易行的给先验知识的三维折射率场重虎法，在算法中引起属性矩阵的概念，无需对缺少的投影数据补齐，将该算法应用于高超