基于转角增量关系的FDK锥束重建改进算法

单圆形轨迹不能满足锥束投影精确重建的充要条件是经典FDK算法出现锥向衰减伪像的根本原因.通过斜平面转角增量关系的分析,推导出同锥角斜平面间转角及其增量的计算关系,进而得出FDK算法是对同锥角斜平面族上有限视角的投影数据进行重建,并且在滤波反投影重建过程中存在转角关系不匹配问题.针对上述两个问题,提出了一种利用转角及其增量关系对FDK算法进行改进的新方法,改进思路也进一步推广到T-FDK算法中.Shepp-Logan模型的仿真实验结果表明在适中或较大锥角情况下,改进算法显著改善了FDK算法所存在的锥向衰减伪像.

GPU加速的圆弧轨迹Katsevich锥束CT重建算法

通过改进GPU的渲染到纹理策略加速锥束反投影计算,提高了圆弧轨迹Katsevich锥束CT重建算法的执行效率.在CPU中完成投影数据的滤波处理,并将其重排为四通道浮点纹理载入GPU内存;绑定2个浮点输出纹理到帧缓冲对象的不同绑定点,用于将渲染结果输出到纹理,并同时完成反投影数据的累加计算;将矩形网格编码为四叉树结构用于加速物体切片的绘制.实验结果表明,文中算法在较大锥角时仍能重建出高质量图像,并获得接近于实时的重建速度.

基于Radon逆变换分解的超短扫描锥束重建

在3-D Radon逆变换的分解的基础上,推导出一种属于后偏导类型的锥束重建算法。与原类型算法相比,该算法由于引进了关于锥向变量偏导数的相关运算,而获得了与前偏导类型算法相近的重建结果。利用转角纠正因子对重建公式进行修正,从而进一步扩大了锥向重建范围。采用3-D Shapp-Logan头模型进行了计算机模拟,实验结果验证了算法的有效性。

圆弧轨迹Katsevich类型的锥束CT重建

基于Katsevich重建理论,提出了一种适合圆弧轨迹且具有移不变滤波反投影结构的锥束重建算法。分析了Radon平面绕投影射线连续转动过程中与轨迹平面相交的运动关系,并依据投影数据存储方式确定Ra-don平面的法线矢量方向。在此基础上,将检测器区域进行划分,进而探讨了与圆弧端点关联的结构因子在检测器阵列单元上的分布规律。同时,根据滤波线在检测器上的分布特点,推导了满足投影数据重采样精度并适合平板检测器的锥束重建公式。利用Forbild模型进行数值模拟,实验结果表明提出的算法有效地抑制了FDK类型重建算法所存在的锥束伪像并且适合长物体重建。