基于Hilbert变换的CT圆轨道超短扫描重建算法

为了加快工业CT系统的扫描速度,减小数据量,针对扇形束超短扫描问题,提出了一种带参数的基于Hilbert变换的感兴趣区域重建算法,并且在分析扇形束扫描的数据冗余基础上设计了一种适用于超短扫描的窗函数。利用Shepp-Logan头模型通过计算机模拟实验,给出了该算法和标准卷积反投影算法、F.Noo和H.Kudo算法的对比结果。实验结果表明,该方法能够准确地实现物体感兴趣区重建,并在噪声抑制能力上优于其他3种算法,因此在工业CT中具有重要的工程意义。     

Region of Interest Imaging for a General Trajectory with the Rebinned BPF Algorithm

The back-projection-filtration(BPF) algorithm has been applied to image reconstruction for cone-beam configurations with general source trajectories.The BPF algorithm can reconstruct 3-D region-of-interest(ROI) images from data containing truncations.However,like many other existing algorithms for cone-beam configurations,the BPF algorithm involves a back-projection with a spatially varying weighting factor,which can result in the non-uniform noise levels in reconstructed images and increased computation ti...     

一种适用于小视野的快速精确重建算法

分析了反投影滤波(BPF)精确重建算法在重建小视野图像重建中存在的速度缓慢问题,提出一种适用于小视野的快速精确重建算法.该算法通过多尺度采样概念重新定义PI平面数据,利用两次不同尺度PI平面数据的插值获得最终结果,避免了原始算法在PI平面的无用计算.实验结果表明,该算法能够在保证重建图像质量的前提下,大大降低PI平面的计算量,从而提高BPF精确重建算法的重建速度,有效地解决了精确重建算法在小视野重建中的无用计算问题,为精确重建算法应用于实际提供了条件.     

BPF-based reconstruction algorithm for multiple rotation-translation scan mode

In industrial CT, it is often required to inspect large objects using short line-detectors. To acquire the complete CT data for the scanning slice of large objects using short line-detectors, some multi-scan modes have been developed. But the existing methods reconstructing an image from the data scanned by multi-scan modes have to rebin the data into fan-beam or parallel-beam form via data interpolation. The data rebinning process not only increases great computational cost, but also degrades image resolution. In this paper, we propose a backprojection-filtration (BPF)-based reconstruction algorithm for rotation-translation (RT) multi-scan mode. An important feature of the proposed algorithm is that data rebinning process is not introduced. The simulation results have verified the validity of the proposed algorithm.     

BPF-based reconstruction algorithm for multiple rotation-translation scan mode

In industrial CT,it is often required to inspect large objects using short line-detectors. To acquire the complete CT data for the scanning slice of large objects using short line-detectors, some multi-scan modes have been developed. But the existing methods reconstructing an image from the data scanned by multi-scan modes have to rebin the data into fan-beam or parallel-beam form via data interpolation. The data rebinning process not only increases great computational cost, but also degrades image resolution. In this paper, we propose a backprojection-filtration （BPF）-based reconstruction algorithm for rotation-translation （RT） multi-scan mode. An important feature of the proposed algorithm is that data rebinning process is not introduced. The simulation results have verified the validity of the proposed algorithm.     

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。     

一种通用的X射线锥形束投影生成算法

为了排除投影测量过程中的随机因素，更好地进行重建，提出了一种通用的X射线锥形束投影生成算法。首先将几何模型离散化为三维数组，然后沿着穿过模型的每条射线利用三维性插值法计算线积分，只要将几何形体进行离散化，就可以使用通用的子程序计算投影。这种算法不仅易于扩充，而且能够处理不规则和内部密度不均匀的物体。模拟实验得到了满意的结果。该算法为后续的重建提供了良好的基础。     

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．     

图像重建中X射线投影模拟的常用方法

锥束CT是目前医学成像领域研究的热点.在CT图像重建算法研究和比较过程中,第一步工作就是获取投影数据.该文为正在研究CT的工作者或即将步入CT领域的研究者提供几种在图像重建中X射线投影模拟的理论方法,对这几种方法进行了比较详细的理论推导,讨论了它们各自的适用条件,在计算机上模拟实现并比较了它们在获取投影数据方面的优劣.结果表明,在物体形状规则且密度分布均匀的情况下,解析法与矢量法能获取真实投影,而在物体形状不规则和密度分布不均匀的情况下,离散法的效果也可以接受.     

在SPECT上取得人体透射图像的方法

为使人体对γ射线的衰减造成核医学影像的失真和定量误差得到校正 ,在用于发射成像的单光子发射断层扫描机 (SPECT)上安装偏置的线源和平行缝准直器 ,可以获得倾斜的扇形束透射投影。这项构想在三探头 SPECT系统上进行了实验 ,取得了清晰的透射投影。使用 3种方法重建出衰减系数分布图 ,证明倾斜扇形束投影作 36 0°扫描能解决数据截断的问题 ,为这种特殊的投影几何结构推导的公式能够准确地重建出断层图像     

CT图像分块重建算法

为加快重建速度，节省资源，提出了CT图像分块重建算法，与一般的整幅重建算法不同，该算法通过恰当地分割投影空间、滤波投影空间、图像空间来实现重建的分块运算，最后拼装成整幅图像，它所占用的资源要比对整幅图像重建所需要的少，分块重建算法适用于多机运算、计算机网络分布运算及投影数据量巨大的高分辨率CT图像重建，并发展成一种局部重建技术，能减少对X射线剂量的要求，从而减少X射线对人体的辐射损害，仿真实验表明，CT图像分块重建算法是可行的和令人满意的。     

基于投影的断层间多连通物体轮廓表面重建

提出一种基于轮廓投影关系判断的断层间多连通轮廓的表面重建方法,在分析轮廓投影关系特性的基础上,建立了“连接表面投影区”;在连接表面投影区域内,利用距离函数生成过渡区域的体数据,进行表面重建的计算;并可根据需要进行插值计算,生成分辨率较高的体数据;最后对MT算法进行改进,抽取等值面,完成物体的表面重建,该方法缩短了体数据的构造时间,加快了整个表面的重建速度,保证了重建表面的正确性。     

小波包变换在正电子发射断层扫描仪图像重建中的应用

在对常用的计算机断层图像重建方法-解析法深入研究的基础上,将小波包技术应用于断层图像重建,提出了基于小波包变换的多尺度断层图像重建框架。该方法能够直接从投影数据的多尺度表达中计算出目标多尺度表达系数,可在提取重建图像多分辨信息的同时,保留传统滤波反投影法的简便性和有效性,计算机仿真模型和临床正电子发射断层扫描仪投影数据的重建结果表明,该方法和滤波反投影方法相比,在不增加计算量的基础上,能够对任意不同频段的信号进行较为精确的重建,可以满足临床上识别重建图像不同特征的需求。     

基于平行PI线段的平行束CT重建

为了研究基于PI线段的反投影滤波重建方法在CT(computed tomography)系统中的应用,提出了一种基于平行PI线段的简化的平行射束重建算法。该算法首先对平行X射线束产生的投影数据进行微分,然后把这些微分后的数据反投影到一系列的平行PI线段上,最后沿着PI线段的方向对反投影数据进行Hilbert滤波,即得到重建图像。利用Shepp-Logan模型进行计算机数值模拟实验,得到了该算法和传统的滤波反投影算法的对比结果。利用微焦点X射线CT的投影数据进行重建,得到了实际数据下的重建图像。实验结果表明,该简化算法能够进行精确重建,可以应用于实际的CT系统。     

基于投影直方图提取目标感兴趣区域的新方法

提出了一种基于灰度投影直方图获取单幅检测样品的目标感兴趣区域的方法,并利用鲁棒的图像匹配算法生成参考图像.首先,采用改进的灰度投影直方图法获得单幅图像的检测样品感兴趣区域,建立感兴趣区域提取模型;其次,利用基于形状的特征匹配算法学习样品图像,生成印刷品检测的参考图像,在此基础上,提出基于图像金字塔数据结构的分层匹配方法.实验结果表明,该方法能够在87 ms内获取首张图像样品感兴趣区域,并且图像匹配过程对图像之间存在的明暗程度、旋转变化等干扰具有良好的鲁棒性,匹配精度可达95%,匹配时间为152 ms,可快速准确地生成参考图像.     

GPU加速实现的锥束CT高精度正投影算法

CT的正投影计算是对CT数据采集过程的模拟,不仅可用于生成投影数据,而且是CT图像迭代重建算法的一个关键组成部分.在CT的锥束扫描方式下,正投影计算量大,计算时间长.为此,提出了一种GPU加速实现的锥束CT正投影算法.该算法通过并行计算各条X射线在探测器上投影,实现了锥束CT正投影的快速计算.由于该算法支持全浮点运算精度计算,且采用三线性插值方式,因此计算精度高.通过对Shepp-Logan模型的正投影计算实验以及与其他正投影算法的比较,验证了作者算法的优点.     

基于子空间投影的SFGPR压缩感知成像算法

针对传统压缩感知SFGPR成像重建算法在强杂波测量环境中往往会失效的问题,提出一种基于子空间投影杂波抑制技术的SFGPR压缩感知成像重建算法.该算法首先在每个天线测量位置通过压缩感知测量模型重建所有的频域原始均匀采样数据,然后采用子空间投影杂波抑制技术滤除较强的地面回波,最后结合稀疏重建算法对地下目标图像进行压缩感知重建.实验数据处理结果验证了所提方法的有效性和准确性.     

基于双字典自适应学习算法的低采样率CT重建

在医疗诊断中,稀疏采样能减少CT扫描过程中辐射对患者的伤害.但直接对稀疏采样后的投影数据进行重建,会使CT重建后的图像出现失真、伪影等问题.为保证低采样率下重建图像的质量,提出了双字典自适应学习算法,参照Sparse-Land模型的双字典学习框架,将K-SVD算法与双字典学习算法框架相结合得到补全投影数据,利用FBP算法进行重建得到高质量的重建图像.实验结果表明,在低采样率下使用所提方法进行CT重建的图像质量优于COMP双字典学习算法和MOD双字典学习算法,并且此方法有效提高了CT图像重建在低采样率时的性能.     

基于距离场的非线性图像插值分割方法

对于医学序列切片,需要图像分割技术将图像中感兴趣区域ROI(region of interest)提取并进行三维重建.提出一种基于距离场的非线性图像插值分割方法,该方法克服了软组织因灰度值分布不均匀难分割的问题,可以快速提取ROI区域.实验表明用该方法进行医学序列切片的分割,可以得到良好的分割结果,并已成功地应用于医学数据的三维重建系统中.     

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。