基于滤波反投影的脑磁感应迭代重建算法研究

颅脑磁感应断层成像技术(BMIT)是一种非接触、无创的新兴颅脑医学成像技术,图像重建算法是提高重建图像质量的关键。依据BMIT反投影算法和迭代算法,设计出一套基于滤波反投影的脑磁感应迭代重建方法。首先根据滤波反投影重建算法原理,给出初始电导率分布,其次基于电导率变化敏感性加权计算滤波反投影矩阵,最后利用一步牛顿迭代构成滤波反投影迭代重建算法,通过设置理想条件数G来修正Hessian矩阵,改善重建过程的病态程度,并对待重建数据进行标准化位置校正处理。实验结果表明,该算法成像速度快,重建出的图像具有较高分辨率,能够准确反映成像区域内仿真病变的大小及位置信息,且轮廓清晰,为颅脑磁感应断层成像技术应用于临床监护奠定了基础。

图像域迭代重建算法与滤波反投影法对肝脏CT图像质量和扫描剂量影响的比较研究

目的:评价图像域迭代重建算法(iterative reconstruction in image space,IRIS)与滤波反投影法(filtered backprojection,FBP)对肝脏CT图像质量和扫描剂量的影响。方法:采用西门子emotion 16层螺旋CT,在上腹部常用扫描管电压130 kV条件下,曝光量分别采用250、230、210、190、170、150、130、110、90、70、50、30、20 mAs对尸体标本进行上腹部扫描,采用IRIS与FBP分别对扫描后的原始数据进行重建。以130 kV、250 mAs FBP重建图像作为对照,比较不同扫描剂量条件对肝脏图像质量的影响,探讨IRIS对降低肝脏CT扫描剂量、提高肝脏CT图像质量的作用。结果:在相同扫描条件下,IRIS重建图像质量优于FBP重建图像质量;在同等图像质量的前提下,IRIS可以降低40%的扫描剂量。结论:与FBP相比,IRIS可以显著降低扫描剂量,提高肝脏CT图像质量。

扇束工业CT滤波反投影重构算法的快速实现

扇束工业CT一般采用滤波反投影算法进行CT图像重构,其计算复杂度为O(N3)。如果不进行优化,这种算法的计算速度很难达到工业构件检测的要求。利用正、余弦函数的性质,提出了针对扇束滤波反投影重构算法的一种优化方法。分析表明,这种优化方法理论上可以使运算速度提高3倍。计算机模拟和实验显示,在实际实现中,同时采用这种方法与几何参数表方法可以使重构速度提高6倍以上。

基于小波变换的滤波反投影算法

滤波反投影算法是Ｒａｄｏｎ 逆变换最常用的一种数值计算方法，在ＣＴ技术和信号处理中得到了广泛的应用。本文把小波变换应用于滤波反投影算法中，给出了一种用小波变换对投影数据作滤波处理的方法，这种方法与常规方法比较，具有精度高，抗噪能力强，参数易于选取等优点。文中给出了模型和实际地震资料处理实例，证明了该方法的有效性。

扇束滤波反投影重构算法中旋转中心误差校正

扇束工业CT系统普遍采用滤波反投影 (FBP)重构算法。该算法要求扫描检台旋转中心须与FBP算法重构中心一致。受扫描系统精度的限制 ,这一要求难以得到充分的满足 ,从而引起重构图像出现重影伪像。为此 ,推导了一种校正方法。计算机模拟和实验证明了该方法的有效性。这种方法对ICT扫描系统的调试具有参考价值。

CT图像重建滤波反投影算法中指数滤波器的研究

CT技术的核心是图像重建,而图像重建的决定因素是重建算法,其优劣直接影响对重建结果准确性的判断。CT图像重建算法可以分为迭代法和解析法两大类,其中解析法具有比较严密的数学理论基础,且处理速度快,所以在CT技术领域得到广泛应用。在解析重建算法中,滤波反投影算法拥有较高的运算效率,能获得较好的图像重建质量,而且滤波反投影算法的成本低,易于通过并行实现,便于进一步提高其重建速度,所以该算法为解析法中的主流算法。根据滤波反投影算法的实现原理,其中滤波函数的选取对重建结果、重建速度等方面有着举足轻重的作用。针对滤波函数的选择进行研究,首先在分析常用R-L和S-L滤波函数的基础上,引入指数滤波函数的研究,并借助调整指数参数的取值,分析了该函数在无噪声和有噪声情况下对图像重建的影响。通过实验仿真的方法,验证了指数滤波函数在保证较好的空间分辨率的情况下,保持了良好的图像重建特性。

小波理论在CT图像滤波反投影重建算法中的应用

对小波理论在图像重建滤波反投影算法中的应用进行了回顾,对小波理论在滤波反投影算法中的具体应用方法进行了分析,分别从一维小波变换和二维小波变换角度进行了详述。最后对小波在该领域内的发展和前景做了总结和展望。

基于GPU的滤波反投影算法并行实现

分析CT图像重建的滤波反投影算法并行性,采用CUDA平台的GPU进行并行计算,与未经优化的CPU端比较,得到较好的加速比和精度。在此基础上,优化GPU端的并行程序,与经过高度优化的CPU端滤波反投影算法再进行比较,仍有20多倍的加速比和很好的精度,表明GPU适用于并行程度较高的算法加速。

基于滤波反投影的超短锥束CT扫描算法

分析了现有的一些超短扫描算法,提出一种基于滤波反投影(FBP)方法的超短扫描算法和实现这种算法的圆周分段联合的扫描方式.用该算法对感兴趣区域实施超短扫描所获取的数据可以进行精确的体积重建,并且对噪声不敏感.所提出的圆周分段联合的锥束投影扫描是一种把圆周轨道的半扫描和超短扫描进行合并的组合扫描方式,这种方式有助于提高病灶区域的空间分辨率和密度分辨率,并可降低病人所受X射线照射的剂量.

改进的大锥角锥束CT圆轨迹反投影滤波算法

锥束CT圆轨迹反投影滤波(BPF)算法能够有效处理数据截断问题,在感兴趣区域成像研究中具有重要的地位。但是当锥角增大时,重建图像的顶端和底端会出现严重的伪影,从而影响图像质量。为解决该问题,从扇束圆轨迹BPF算法出发,重新推导了锥束圆轨迹BPF算法,通过对锥束伪影成因分析,提出了一种基于锥角大小和轴向距离大小的权重函数,修正了重建过程中差分反投影图像求解部分,达到抑制伪影的目的。实验结果表明,改进的大锥角锥束CT圆轨迹BPF算法能够在锥角增大时有效地抑制锥角效应,提高重建图像质量。

滤波反投影算法与低剂量迭代算法在肺结节CT筛查中的差异

目的分析滤波反投影算法与低剂量迭代算法在肺结节CT筛查中的差异。方法采用回顾性分析,选取本院85例行CT筛查的肺结节患者临床资料,均行滤波反投影算法扫描,其中20例患者另行低剂量迭代算法重建图像,比较这两种重建方法的肺结节信噪比、对比信噪比、肺组织信噪比和小结构可见性、密度分辨率、空间分辨率评分等差异。结果相比滤波反投影算法,低剂量迭代算法iDose 1~3级的对比信噪比、肺组织信噪比、肺结节信噪比均明显下降(P<0.05),而iDose 4~7级的对比信噪比、肺组织信噪比、肺结节信噪比与滤波反投影算法比较,差异均无统计学意义(P>0.05)。低剂量迭代算法iDose 1~4级小结构可见性评分与滤波反投影算法比较,差异均无统计学意义(P>0.05);iDose 5~7级小结构可见性评分均低于滤波反投影算法评分(P<0.05)。两种重建方法在密度分辨率和空间分辨率评分上的比较,差异均无统计学意义(P>0.05)。结论在64排螺旋CT肺结节筛查中,低剂量迭代算法薄层重建图像中iDose 4级可能为最优水平,其图像质量与滤波反投影算法图像较接近,同时可明显减少辐射剂量。

一种快速的扇束CT滤波反投影重建算法

提出了一种用于扇束CT(计算机断层扫描)重建的快速滤波反投影算法。这种算法是传统标准滤波反投影(FBP)重建算法的加速形式,主要通过减少投影数量然后重建子图像来实现。实验结果表明:对于一幅512×512图像,这种算法可以将重建过程加速40倍以上,并且不会引入明显的图像误差。这种算法也适应于多层螺旋三维重建,并且可以延伸用于三维锥形重建。

滤波反投影算法在光声层析成像中的应用

光声成像是一种新型的无损医学成像技术,将纯光学成像与纯声学成像结合起来,具有高对比度、高分辨率的优点,基于光声效应,针对叶脉图,设计了全环形传感器,并采用滤波反投影算法,通过选择合适的滤波器,对光声成像的图像重建算法进行了理论和实验研究,经仿真实验得出,使用滤波器进行反投影算法重建,虽然重建图像的中会出现震荡导致轻微失真,但成像结果清晰很多,可以有效地提高图像的分辨率,使用Hamming窗斜变滤波器的重建结果明显优于Ram-Lak滤波器。

基于新型混合滤波函数的滤波反投影重建算法

对于X射线计算机断层成像(computed tomography,CT)图像重建FBP算法中,滤波函数的选取将直接影响重建结果的优劣,通常采用的矩形滤波函数会导致明显的Gibbs现象,影响重建图像的质量。为了能使图像重建质量更优,该文针对滤波函数的选取进行研究,在分析R-L、NEW、S-L及其他混合滤波函数的基础上,再结合混合滤波的理论,引入一种新的混合滤波函数即NEW-SL滤波函数。通过数值仿真,分析比较新型混合滤波函数NEW-SL和其它滤波函数R-L、NEW、S-L等重建图像的灰度曲线、归一化均方误差和归一化平均误差参数,结果表明,采用NEW-SL滤波函数能使重建图像的灰度曲线更加平滑、归一化均方误差达到0.2960、归一化平均误差达到0.5102,更好地抑制图像重建的振荡,使重建后的图像更加平滑。

基于滤波反投影算法的自旋式综合孔径辐射计分辨率与灵敏度分析

针对自旋式稀疏阵列综合孔径微波辐射计近似于极坐标的采样方式下成像算法复杂、系统参数估计困难等问题,该文提出一种基于滤波反投影算法的系统参数估计方法。该方法通过对极坐标下狄拉克采样梳子函数进行1维傅里叶-汉克尔变换得到系统的点扩散函数,并根据点扩散函数主副瓣分解,重点分析了径向与角度方向采样间隔对无混叠视场范围的影响以及主瓣宽度对应的分辨率。该文同时利用滤波反投影算法推导了自旋式稀疏阵列辐射灵敏度的估计方法。数值仿真与实测点源响应函数的一致性表明了该模型的精确性。

基于滤波反投影算法的全景图像拼接仿真

针对传统图像拼接方法存在的计算复杂、拼接结果不精准的问题,提出一种基于滤波反投影算法的全景图像拼接方法。根据滤波反投影的基本原理,求得图像投影函数的数据值,利用傅里叶变换计算得出对应的投影待拼接图像,并对其进行平滑处理,以此加强图像细节。对传统方法得到的角点进行重新检验,通过改进后的Harris方法提取图像特征角点,在待拼接图像的特征角点处运用配准算法,将其变换到同一坐标系内,采用傅里叶变换法将图像特征进行相互匹配,实现全景图像拼接。仿真结果表明:所提算法可以有效解决传统方法存在的问题,并且计算方法简单、耗时短。

滤波反投影图像重建算法的研究

CT图像重建在医学临床诊断等方面发挥了巨大的作用,滤波反投影算法是图像重建中应用最广泛的一种。为了重建图像,我们使用了众所周知的傅立叶切片定理,利用逆Radon变换对研究对象进行滤波反投影图形重建。实验结果表明,对于无噪声图像,逆Radon变换能较好的完成重建任务,且投影角度数越多,重建图像就越清晰。

基于滤波反投影算法的TDLAS温度测量研究

为提高二维重建温度场的抗噪声、抗干扰能力,研究了基于滤波反投影算法的可调节半导体激光吸收光谱(TDLAS)系统。通过数值模拟研究了滤波反投影算法的重建质量与影响因素,结果表明,随机噪声达到10%时,重建图像仍能较好地反映原温度场特征;滤波函数能明显改善重建质量;三次样条曲线插值的重建质量最高。通过基于滤波反投影算法的TDLAS系统对弱旋流燃烧室出口温度场进行重建,将重建结果与热电偶测量结果进行对比,相对误差范围为1.4%~8.9%,较好地反映出温度场的特征,验证了滤波反投影算法的层析成像系统的可行性。

基于Hamming窗的滤波反投影CT图像重建算法

图像重建是CT技术的核心,而决定图像重建质量的关键因素是重建算法,算法的优劣直接影响到图像重建结果的准确性。在CT图像重建算法中,滤波反投影算法拥有较低的时间复杂度,其重建图像的空间分辨率较高,同时该算法易于通过并行计算实现,这使其重建速度进一步提高,所以该算法为一种主流CT图像重建算法。由滤波反投影算法的原理可知,滤波函数的选择对图像重建的结果、重建的速度等方面有着不可忽视的影响。对Hamming窗滤波函数进行研究,然后分析了该函数在没有噪声和引入泊松噪声的情况下对图像重建质量的影响。通过仿真实验的办法,验证了Hamming窗滤波函数在具有较高的空间分辨率的同时,还保持了良好的图像重建质量。

RL滤波函数的改进对卷积反投影图像重建的影响

在工业无损检测中,利用X射线CT成像的算法———卷积反投影算法对图像进行重建时,滤波函数对图像重建质量影响很大.作者利用多点平均法对RL滤波函数作了改进,发现3点平均法的滤波函数对图像的重建质量有明显的改善.