声学CT算法重建炉内三维温度场的仿真研究

为了实现炉内温度场的实时在线监测,提出了2种声学CT算法:代数重建法(ART)和同步迭代重建法(SIRT).采用2种CT算法分别对炉膛火焰分布的单峰模型、双峰模型和四峰模型进行了温度场重建仿真实验,并对2种算法的仿真结果进行了比较,分析了2种算法的抗噪声能力.结果表明:2种算法均可用于炉膛三维温度场重建且各有优劣,对于燃烧情况复杂的电站锅炉,抗噪声能力更强的SIRT算法具有更好的稳定性.

通用CT算法研究实验平台的软件设计

使用高级语言编程研究CT重建算法有着运行效率高、速度快的优点,但开发工作繁重、效率低。提出了一个半开放式通用CT算法研究实验平台的设计,提供了投影数据获取和数据可视化及分析处理功能,并可以方便地使用C++语言编写重建程序加入实验平台,同时使用面向对象的程序设计方法大大提高了重建程序的可重用性,解决了使用高级语言编程进行算法研究工作时开发效率低的问题。还给出了一个按此设计实现的实验平台软件。

采用辐射型CT算法的燃烧火焰温度分布测量

介绍了采用辐射型CT算法实现燃烧火焰内部温度分布的测量方法。

一种时变三维电离层CT算法

提出了利用GPS观测数据获得时变三维电离层电子密度分布的一种CT反演算法。对GPS地面接收台网的合理布设进行了初步的尝试 ,在此基础上 ,利用实际的GPS射线路径和通过IRI90模式计算得到的TEC进行了模拟反演 ,得到了电子密度在一小时内随时间、空间变化的图像。通过与IRI90模式直接得到的电子密度分布图像进行比较 ,证明该算法能重现原始模型中的特征 。

基于FDK算法的锥束CT重建近似算法性能比较

相比通常的扇束和平行束CT重建,锥束CT有诸多优点(如空间分辨率高,扫描速度快等)。近似锥束重建算法理论结构简单,重建速度快,易于实际应用。对新出现的几种近似锥束重建算法作了简单介绍,并利用这些算法对3DShepp-logan模型的仿真模拟对这些算法的特点作了比较和讨论。

基于CT算法的旋转多丝靶二维束剖面测量

介绍了一种用于低能电子束的基于CT算法的二维束剖面测量方法及其初步实验结果.该束剖面测量方法首先利用多丝靶进行旋转获得不同角度下的一维束剖面信息,然后采用CT算法对这些信息进行处理重建出二维束剖面.本文对该束剖面测量方法的原理进行了详细分析,并通过实验初步验证了该束剖面测量方法的可行性.

改进ADMM-TV算法重建CT图像

将ADMM算法与TV算法结合,并在原始ADMM-TV算法的基础上进行了改进,提出基于ADMM-TV的改进算法,该改进算法能够在迭代过程中自适应地选取到更优的λ值,从而提高ADMM算法进行稀疏重建的成像质量。最后进行phantom图像的仿真实验,并将原始算法与改进算法在相同实验环境下进行对比,结果表明,改进算法能够实现更好的重建效果,并且能够有效提高图像信噪比,同时具有一定的抗噪能力。

不同多模型迭代重建算法与卷积核参数对CT影像自动分割稳定性的影响

目的 探究不同多模型迭代重建算法(ASi R-V)与卷积核重建算法参数对基于深度学习的CT自动分割稳定性的影响。方法 选取20例行盆腔放疗的病人,采用不同的重建参数建立CT影像数据集,利用深度学习神经网络对3个软组织器官(膀胱、肠袋、小肠)和5个骨性器官(左、右股骨头,左、右股骨,骨盆)进行自动分割,并以滤波反投影CT的分割结果为参考,比较不同重建CT上自动分割结果的DSC系数和Hausdorff距离。结果 器官的自动分割受ASi R-V参数影响较大,受卷积核参数影响较小,且在软组织中更加明显。结论 基于深度学习的自动分割稳定性会受到CT图像重建算法参数选择的影响,在实际应用中需在图像质量与分割质量中寻求平衡,或者改进分割网络来提高自动分割的稳定性。

基于ADMM的TV图像重建算法研究:设计、实现及评估

稀疏重建是当前CT(computed tomography)领域的研究热点,其实质是用稀疏视角下的投影来重建图像,以减少扫描过程中对病患的辐射剂量。随着压缩感知理论的提出,稀疏重建算法已经被广泛应用到了医学CT中。TV(total variation)算法是可以实现稀疏重建的一种有效方法。本文设计了一种基于ADMM(alternating direction method of multipliers)的TV算法,先将非约束的优化问题转换为约束形式,然后引入乘子,最后通过交替方向法实现迭代过程。该方法将复杂的优化问题分解为了若干个具有闭合形式的子优化问题,故迭代速度较快。仿真实验表明,与传统的滤波反投影算法相比,该算法可以实现稀疏角度下的高精度图像重建。同时还初步探讨了平衡因子在不同噪声情形下对重建精度的影响。

基于Chambolle-Pock算法的TV重建方法研究

为实现CT稀疏视角下的投影图像重建,Sidky等设计了基于Chambolle-Pock(CP)算法,论文在此基础上实现了CP算法。仿真实验表明,与传统的滤波反投影算法相比,CP算法不存在伪影,在含噪情况下,CP算法具有较好的性能,可以实现稀疏角度下的高精度图像重建。同时,探讨了平衡因子的选取对重建精度的影响。

在最优准则下的共轭梯度重建算法

将最小二乘准则与平滑准则相结合,提出了一个关于SIRT型CT代数重建模型的实用的最优准则,根据这一准则推导出相应的代数重建方程·分别应用预优共轭梯度算法和另一种新兴的迭代格式SOR like算法对该方程进行求解·在理论上证明了:对任意的迭代初值,预优共轭梯度法的收敛速度至少不低于广义SOR或SOR like算法·在数值实验中,验证了预优共轭梯度算法比SOR like算法具有更好的CT重建效果和消噪能力·由此导出的预优共轭梯度重建算法提高了CT代数重建的效率·

基于全卷积神经网络的肺纤维化合并肺肿瘤CT图像的分割方法

为提高CT图像分割提取图像特征的分割效果,设计基于全卷积神经网络的肺纤维化合并肺肿瘤CT图像的分割方法。肺部CT影像经过膨胀、腐蚀、孔洞填充、开运算、闭运算、掩模运算得到消除器官的肺实质图像,并提取ROI。通过改进全卷积神经网络结构,制定全卷积神经网络对于输入特征图的选取标准,完成CT图像分割算法的研究。选取IOU、Dice系数、精准率与召回率作为图像分割的评价指标。实验结果表明,经过对不同分割方法评价指标的比较,本研究设计的方法具有更理想的分割结果。

基于FDK算法减小误差的研究(英文)

本文介绍了一个重建误差和扫描半径之间的关系,并在此关系的基础上提出了一种新的基于不同半径的两个同心圆轨道的算法,利用估算的重建误差改善重建结果。随后进行了数值仿真实验。通过数值模拟实验评价了此算法的性能,结果表明新的算法能比已有的同类算法更好地估计重建误差,从而获得更精确的重建结果,在锥角≤±10°时都能获得相当好的重建结果,在锥角更大时也能起到很好的改善作用。最后本文讨论了此类算法的局限性。

基于Chambolle_Pock-TV的加速算法

计算机断层成像(computed tomography,CT)技术在工业和医学中的运用越来越广泛,而在图像重建的实际运用中,经常会出现被扫描的数据不充足的情况,往往需要利用不充足的数据进行精确的重建。而医学采样过程中,如果能减少采样数目,无疑大大较少了X射线对病患和医生的伤害。随着压缩感知(Compressed sensing,CS)理论的提出,稀疏重建已经得到了较好的发展。为了提高稀疏角度下图像重建的收敛速度,提出了对重建结果进行事后调整来加速重建的算法。以传统的Chambolle_Pock-TV算法为基础,为了在相同的迭代轮次下获得精确度更高的结果,在每轮迭代后对重建结果进行优化调整,最后通过对比实验可以看出,改进后的算法能够在相同的环境下生成质量更高的重建结果,即在更少的迭代轮数下产生精确度较高的图像,加快稀疏重建的收敛速度。

改进的bregman加速算法

在使用CT进行图像重建的过程中,需要在不同角度下对目标对象进行采样,然后利用图像重建算法生成重建结果,由于采样的数据越多,重建速率越慢,往往需要在不完全的采样角度下对图像进行重建,即稀疏重建。为了对传统稀疏重建算法的迭代速度进行改进,在传统bregman图像重建算法的基础上提出了一种新的加速迭代算法。该算法以bregman算法为框架,结合自适应梯度下降算法和图像修正算法,从而实现了稀疏角度下的快速重建。实验结果表明,新的加速算法对在成像效果上具有比较好的结果,且收敛速度明显加快。

低剂量CT扫描技术在胸部疾病应用研究进展分析

目的探讨和分析低剂量CT扫描技术在胸部疾病应用研究进展。方法通过总结胸部CT扫描对X线剂量的影响、胸部CT重建算法对X线剂量的影响、胸部低剂量CT的应用研究进展、降低胸部CT扫描剂量的方法、降低胸部CT扫描剂量对图像质量的影响,对低剂量CT扫描技术在胸部疾病中的应用价值进行分析。结果低剂量CT扫描的可降低辐射剂量,并能得到清晰的图像。结论在胸部疾病的诊断中,低剂量CT扫描的应用价值高。

一种TV模型下基于ADMM的加速算法

如何利用不充分的投影数据进行精确的图像重建是当前电子计算机断层扫描(Computed Tomography,CT)领域的研究热点,受辐射剂量、人体自身条件、重建时间等诸多因素的限制,投影数据不会总是完整的,而医学采样过程中,如果能减少采样数目,无疑大大减少了X射线对病患和医生的伤害,随着压缩感知(Compressed sensing,CS)理论的提出,稀疏角度重建已经得到了较为广泛的应用。全变分(Total Variation,TV)算法是稀疏角度重建的一种有效方法,文章在TV算法和ADMM算法的基础上,提出了一种新的加速收敛算法,该算法先进行ADMM-TV算法迭代,然后在每轮迭代后对图像进行调整,有效加快收敛速度。相关的实验结果表明,该加速算法能够在相同的迭代次数下获得精确度更高的图像,在加速收敛方面效果良好。

投影极小值序列——CT影像重建法的研讨

本文分析了CT反投影重建算法中不均匀伪迹的影成原因,并首次提出了投影极小值序列用于像场重建,有利于伪迹淡化和数据压缩。

考虑声波折射的声学锅炉温度场测量技术的研究

根据炉膛断面理想的温度分布函数,给出了二维单峰圆对称模型温度场,数值计算了声波在模型温度场中沿直线路径的传播时间,用声学CT算法进行了温度场的重建仿真。根据光学Fermat原理和数学变分方法建立的声波传播路径的数学模型,数值计算了声波在模型温度场中的折射传播路径,发现声波在非均匀温度场中不沿直线传播,其传播路径朝向温度较高的区域发生弯曲。利用得到的声波实际传播路径,用声学CT算法重建了温度场,结果表明考虑声波折射后建立的声学法二维温度场精确度得到提高。

燃烧火焰温度分布测量的实验研究

介绍了采用辐射型