用对称反投影及递归迭代实现扇束CT快速重建

为提高扇束滤波反投影(FBP)算法重建CT图像的速度,本文提出了一种利用对称反投影并结合递归迭代的方法来减少反投影的运算量。研究表明该方法可使重建速度提高约23倍,且不会带来新的重建误差。

射线源焦点距离误差对CT重建质量影响分析

本文分析了焦点距离 (射线源到转轴的距离 )D的误差对重建图像质量的影响 ,计算机模拟与实验结果表明 ,该种误差引起重建图像降质不甚明显。尤其当D远大于被重建物体的尺寸时 ,其影响可以忽略。

工业CT大视场扫描成像方法研究(英文)

For industrial computed tomography systems, generation II scan mode has a large field of view but time consuming and generation III has a small field of view but fast. In order to realize the rapid ICT test of large objects, a scan mode based on generation III called large field of view scan was discussed and its reconstruction algorithm based on FBP was deduced. The validity of the algorithm was verified by the results of computer simulation and experiments. Analysis showed that the effective scan field of view could be improved by more than 90% compared with that of generation III.

扇形束CT超短扫描优质重建算法研究

本研究提出一种基于π线的扇形束CT超短扫描优质重建算法,新算法仍采用经典的FBP重建算法框架,当且仅当满足通过感兴趣区域的任一直线均与扫描轨道相交时,就可以有效地进行该区域的精确重建。新重建公式中回避了投影数据的求导运算,将加权Hilbert滤波转化为Hilbert滤波与Ramp滤波的组合形式。由于实际重建过程中要对离散数据进行处理,新算法中导数的回避将增加数值计算稳定性,提高重建图像质量。为验证新算法理论分析的有效性,通过与经典的超短扫描重建算法作对比实验,结果印证了新算法可完成超短扫描优质重建,在数值计算稳定性与重建图像质量提高两方面均有尚佳表现。

一种基于离散实镜像理论的修正物理光学法在金属平行板内嵌电大尺寸结构中的应用

传统的物理光学法(PO)能够方便高效地处理开放空间中电大尺寸结构的电磁散射问题,并且通常能获得较好的精度。然而,对于电大尺寸结构内嵌在金属平行板之间的这种特殊问题,传统的PO方法不再适用,而采用全波分析方法来处理往往需要消耗巨大的计算资源。该文在离散实镜像理论的基础上,提出了一种修正的物理光学法(DRMI-PO),基本思想是先将金属平行板间的激励电磁流展开为傅里叶级数,再对级数的每一项分别应用2维物理光学法求解场,最后把所有求得的场解作线性组合。与多层快速多极子(MLFMA)的全波方法相比,DRMI-PO在解决该类特殊结构的电磁仿真问题时能在保证足够高精度的同时大幅度提高计算效率;作为应用实例,对两种不同极化方式的太赫兹波段扇形波束扫描天线分别进行了DRMI-PO数值仿真与实验测试,结果表明仿真和实验得出的天线方向图吻合较好,从而证实了DRMI-PO方法的有效性。

大尺寸构件工业CT成像方法

为解决大尺寸构件快速ICT(Industrial Computed Tomography)成像问题,提出了一种通过检台2次偏置扩大扫描视场的ICT成像方法,并基于三代ICT投影数据存在的冗余特征,推导了它的投影数据重排预处理方法和滤波反投影(FBP,Filter Back-Projection)重建算法.该重排预处理方法建立了扇束投影数据与平行束投影数据间的函数映射关系,可将探测器在2个扫描位置采集的2组不完整扇形射束投影数据重排成一组完整的平行射束投影,从而使后续重建得以进行.计算机仿真结果表明,该方法在重构大尺寸构件图像时,获得了满意的质量.分析表明,在增加一次360°回转扫描情况下,其有效扫描视野达到标准三代ICT方法的2.8倍左右.该方法仅需CT扫描台具备平移和旋转自由度,易于与现有三代ICT兼容,工程实现方便.

扇束CT中短扫描方式下数据重排技术的研究与实现

根据平行束和扇束CT中的主要重建机制与原理,阐述了两种算法在计算机上的实现方法和特点。传统扇束CT通常采用的是基于一周360°的全扫描方式,为了加快扫描速度,提高重建效率,在分析了扇束和平行束在几何上的关联性后,介绍一种不完全角度的扫描方式——短扫描,以及应用于该种扫描方式下的数据重排技术,并完成了算法的实现。通过实验结果我们发现改进后的算法在速度上得到显著提高。

扇束CT几何伪影的校正方法

实际工业CT系统很难满足经典CT图像重建公式所要求的射线源焦点、转台中心及线阵探测器之间严格的对准关系.不满足对准关系将导致经典CT图像重建公式所重建的图像中出现几何伪影.本文引入可以描述一般情况下CT扫描几何关系的一组几何参数,给出了由金属丝的投影数据间接估计这些几何参数的方法,还给出了基于这些几何参数的图像重建公式.本文只假设转台的旋转轴垂直于由射线源焦点与线阵探测器所形成的扇束,而不要求扫描系统满足其它几何对准关系.对于扫描系统不对准的情况,先按照本文方法估计几何参数,再将其代入本文提出的图像重建公式,便可以正确重建出被测物的断层CT图像.

基于窄角扇束CT多次扫描的局部重建算法

介绍了窄角扇束工业CT的局部扫描方法,通过源与探测器的平移加旋转实现扫描;研究了CT多次扫描的局部重建算法,从粗略扫描重建的低分辨率图像中圈定感兴趣区域,再进行小步距扫描,重建出高分辨率的图像;提高了检测效率并且只需要更少的时间就可获取高质量的局部图像。

窄角扇束扫描方式下的并行迭代图像重建算法

将扫描的高效率和平行束重建方式的简便易行相结合,提出在窄角扇束扫描方式下按平行束模式进行图像重建的方法。针对迭代法重建速度慢的问题,提出利用任务分解的办法,将每个投影角度下的重建分解成多个子任务,在多处理机上同时重建各子任务,以缩短单次迭代时间。实验结果表明:并行重建算法不仅成功地提高了重建效率,而且图像质量与传统迭代法相当。

投影旋转间隔对CT重建图像的影响

目的探讨CT扇形束扫描的投影旋转间隔对成像时间、成像质量以及图像重建计算量的影响。方法采用Matlab软件编程,实现对仿真模型的投影数据取得、图像反投影重建,并将此方法用于实际颅脑的CT图像进行投影和反投影重建验证。结果本文通过对模型图像重建研究,得到了投影及重建过程中投影旋转间隔对成像时间、成像质量以及图像重建计算量的影响因素。结论在扇形束投影CT的成像过程中,投影旋转间隔在<2°的范围内会对成像时间、成像质量以及计算量产生较小影响。

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。

基于对称填补方法的CT扇束短扫描重建算法

传统的扇束CT扫描方式通常为圆轨迹的全周扫描,在实际应用中,有时射线源与探测器旋转空间不足或者为了满足降低射线剂量、加快扫描速度等,需要采用扇束短扫描的方式。本文对圆轨迹短扫描方式下的CT重建算法进行了研究,提出了一种基于对称填补方法的短扫描重建算法,并与Parker加权重建算法进行对比和性能分析。在仿真和实际实验中,采用峰值信噪比和结构相似度系数作为评价标准对应用两种短扫描重建算法得到的重建结果进行评估。实验表明,本文介绍的两种重建方法在重建效果上均比FBP算法有所改善,对称填补重建算法比Parker加权重建算法表现更好。在针对仿真数据时,采用对称填补重建算法可减少重建结果的噪声。

关于扇形束超短扫描几何下图像重建算法的改进研究(英文)

本文研究感觉兴趣区域扇形束投影下的图像重建问题,改进扇形束过滤背投影算法从而获得较好的重建结果,并推广到截断扇形束投影数据的情形.