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1.
周光湖 《CT理论与应用研究》1989,(1)
不经过解剖手段获得被研究物体横切面图象的技术,在近十几年来已得到迅速发展并广泛应用在生物医学诊断设备、地质与水下勘探、工业上研究物体内部结构以及探伤等各种领域中。无论利用X—射线或超声波射束,同位素正电子发射或核磁共振等各种不同射线源中任何一种作为射源手段,它们的横断面图象重显基本原理是相同的。本文包括(一)及(二)两篇,分别对目前广泛应用的富利叶变换及卷积重显算法及其在计算机上可实现的离散近似式进行了推导,并对影响重显图象质量的各种参数如滤波函数及插值函数进行了讨论及计算机的模拟实验,从而能对各种不同算法的效果做深入的研究。 相似文献
2.
赵俊 《CT理论与应用研究》1991,(4)
本文提出一种图象分块重建算法,通过对投影空间、卷积投影空间、图象空间的分割,实施分块重建运算.适合于多台微机进行并行图象重建,为构造廉价的普及型 CT 提供了一种可能途径. 相似文献
3.
本文提出的有限角图象重建的虚拟对称重建算法,此算法适用于有限角为π/2的情形,假设待建物体关于X轴对称,利用此假设补全投影数据,再用卷积反投影法重建出关于X轴对称的图象.同理可重建出关于Y轴对称的图象.根据这些重建图可推断待建物体的实际图象. 相似文献
4.
汪元美 《CT理论与应用研究》1995,4(2):6-10
多准则迭代卷积重建是多目标决策下的Ｒａｄｏｎ变换求逆过程。我们从图像场的本质出发，设立反映图像场平滑性测度－熵函数、反映图像场的能量一平方范数及反映重建精度测试－投影响与重建图象的再投影之间的平方误差之和作为重建的三个性能测试。基于这些准则的多准则正则化方法是非适定图象重建一个有效的工具，从德国西门子公司实际ＣＴ投影数据的重建结果来看，多准则迭代卷积重建优于ＣＴ机用的卷积算法。 相似文献
5.
在投影重建图象的实际问题中,常常会碰到投影数据不完全的情况。例如,由于不透X光的物体的存在,使投射视野变小(<180°);或者为减少数据采集时间和照射测量,人为地减少投射次数;或者因为只对某个部位感兴趣而减少射线束的数目。如果用常用的滤波反投影法重建图象,在上述投影数据不完全的情况下(有限投射角)重建后图象的质量是很难保证的。为此,要求助于迭代算法。 相似文献
6.
扇束滤波反投影(Fan-beam Filtered Back Projection- FFBP)算法理论公式中,投影成像平面位于旋转中心;而实际CT扫描系统中,投影成像平面与旋转中心都存在一定距离.考虑到实际投影成像平面位置,本文推导了它的FFBP算法(即IFFBP-Improved Fan-beam Filtered Back Projection算法),比较了此两种情况下(即忽略成像平面与旋转中心距离)FFBP、IFFBP算法重建质量.计算机模拟和实验结果证明了IFFBP算法的正确性. 相似文献
7.
潘晓川教授的反投影滤波(BPF)新型重建算法介绍 总被引：1，自引：2，他引：1
计算机断面成像(CT)的精确重建方法一直是现代CT成像领域中一个活跃的研究方向。近几年,关于平行束、扇束、锥束CT精确重建的研究取得了一系列重要的突破和创新成果。本文主要介绍了美国芝加哥大学潘晓川教授为首的课题组提出的一类基于反投影卷积(BackprojectionFiltration:BPF)的CT精确重建算法。BPF算法最重要的贡献在于它成功地解决了从沿探测器方向截断的投影数据进行CT精确重建的问题;因此,通过BPF算法能够设计出针对目标的感兴趣区域成像策略,减少成像扫描、重建时间,辐照剂量和散射光子。 相似文献
8.
CT图象重建的算法优化和代码优化 总被引：4，自引：1，他引：3
卷积反投影是CT图象重建的最重要算法作为一种线性处理,其基本算法并不复杂,但由于CT的数据量庞大,使得图象重建的计算十分耗时.国外CT大都采用基于64位CPU的工作站并配以专门为CT建象设计的阵列处理板,这种昂贵的造价数十万元的计算机系统对一般医院用户来说是很大的经济负担.相反我们一直采用通用PC工作站,不仅降低了成本,而且计算机可以得到迅速的升级.这样,为满足医院临床诊断和治疗对建象速度的需要,我们就必须对该算法进行优化,优化的效果也成为CT软件能否适应市场需要,能否最终产品化的关键.本文总结了针对CT图象重建分别在算法层次和代码层次上所做的优化工作.第一,在算法实现的层次上,(1)在反投影算法中,进行内外循环交换,将最内层循环的计算量最大限度地减少,(2)利用反投影算法的对称性,只计算出部分图象数据并对称得到其它图象数据,(3)根据不同的视野范围自动调整反投影的计算量,(4)充分利用FFT的特点,提高实数线性卷积的效率.(5)数据的行列交换,用于提高CPU对数据的存取速度.第二,在代码编程的层次上,充分利用新一代微机CPU--Pentium III提供的新资源、新指令和相应的代码优化工具软件,重新编写算法关键部分的程序代码,以提高程序的实际执行效率.在东大阿尔派全身CT扫描机CT-C2000上的实际测试表明,通过上述算法优化和代码优化,CT图象重建软件的运行速度提高了8倍以上,己达到了医院实际使用的要求. 相似文献
9.
脱空缺陷在水泥路面中不可避免,严重影响水泥路面的结构安全性,迫切需要建立脱空缺陷早期识别定位方法,为路面精准预养护提供依据.根据探地雷达(GPR)数据的成像原理,提出了标准化和去背景的脱空特征增强算法.依据GPR发射Ricker子波的工作特点,借鉴深度学习中卷积网络的特征提取特性,以A-Scan数据集为对象,设计了提取脱空特征的二维卷积核,并提出基于卷积核和阈值判断的脱空定位算法.采用数值模拟和室内验证相结合的方法,研究了不同卷积尺度的影响,并将设计的卷积识别算法在水泥路面进行现场验证.实验结果表明,提出的标准化和去背景的预处理算法可替换传统的GPR多步骤数据处理的算法组合,有效实现脱空区域的特征增强作用;卷积算法有效突出了脱空特征,卷积核尺度过大会降低图谱分辨率,卷积尺度过小无法突出脱空特征,合适卷积纵向尺寸为1～1.5倍fs/f0,横向尺寸根据检测对象一般取对应实际距离10～20 cm的采样点.实验统计方法设置了卷积核判断阈值,可有效确定脱空区域的深度以及判断脱空区域是否含水,为水泥路面病害的自动识别奠定基础. 相似文献
10.
地震层析技术(Seismic Tomography)正在作为一种新技术引入到地震学的研究中,但由于地学中存在着非完全投影和模型参数间的耦合,使得该技术的应用受到了限制。本文讨论了用首波走时资料作为投影数据,重建基底或莫霍界面的速度图象的方法,同时亦可利用该方法对震源深度做进一步的修正。计算中采用了代数重建法,并就改善ART和SIRT这两种算法的稳定性及收敛速度,提出了较合理的权因子。通过数值模拟还对分辨和方差的影响进行了分析。 利用海南岛人工爆破地震Ⅰ、Ⅱ测线非纵剖面的P_8波走时资料,初步得到了该区基底面的速度图象。结果表明,基底的低速区分布与地表的两条断裂带吻合得较好,说明北东向的春江-中和断裂与干冲-木裳断裂穿过了基底。断裂带内的分段特征也在图象中有所表现 相似文献
11.
目前我国正着手工业计算机层析成像(ICT)的研制和开发,本文提出了用于 ICT 图像重建的微机系统的设计,该系统在基本图像重建系统的基础上,增加了一块 TMS320 C25并行处理卡,从而提高了重建速度,在该系统上实现了卷积反投影和不完全投影数据图像重建算法. 相似文献
12.
条件非线性最优扰动(CNOP)是线性奇异向量(LSV)在非线性领域的拓展,它代表了在一定物理约束条件下且在预报时刻导致最大预报误差的一类初始误差.CNOP类型的初始误差在天气和气候的可预报性研究中具有重要作用.在求解复杂数值模式的CNOP中,一般通过数值计算目标函数关于初始扰动的梯度,并沿着梯度下降方向在相空间搜索极值点而得到CNOP.计算梯度常用的一个方法是利用伴随模式得到梯度,然而发展一个复杂模式的伴随模式是困难且非常繁琐的,大大限制了CNOP方法在复杂数值模式中的广泛应用.本文在前人工作的基础上,提出了一种基于奇异值分解(SVD)的集合投影算法.该算法避免了集合投影算法中采用的局地化步骤,从而克服了局地化半径的经验性选择带来的不确定性.将该算法应用于中等复杂程度的ENSO预报模式中计算CNOP.结果表明,用新集合投影算法得到的CNOP能够有效地逼近用伴随算法得到的CNOP,抓住了CNOP的主要空间特征.因此,本文提出的基于SVD的集合投影算法是计算CNOP的一种有效近似算法. 相似文献
13.
在图像重建中,Landweber迭代算法是图像重建算法中的重要方法.本文将针对Landweber分块迭代算法中松弛参数的选取进行研究.在重建过程中采取对投影矩阵按投影角度分块的方法,选取特定的松弛参数.通过数值实验得出结论:对于按角度分块的块迭代算法,松弛参数选取为λ乘以块矩阵与其共轭转置矩阵乘积的最大特征值分之一,当采集完全投影数据,且λ接近(1/6)～(1/7)时效果最好.另外,本文按角度分块的做法和松弛参数的选取方法对于有限角度图像重建问题也是可行的. 相似文献
14.
lINTR0DUCTI0NSoilerosionisamaj0rcauseoflanddegradationandwaterpolluti0n.Vegetativefilterstrips(VFS)havebeensuccessfollyandwidelyusedintheUSAf0rremovingsediment(Dillahaetal.,l989;Line,l991;CooperandLipe,l992;R0binsonetal.,l996),s0lids,andnutrientsfromcultivatedland(Magetteetal.,1989)andfeedlots(Y0ungetal.,l978;l980;Edwardsetal.,l983,Edwardsetal.,1997;DickeyandVanderh0lm,l98l),f0rfiIteringrun0fffromdairy(Livingst0nandHegg,l981)andswineproducti0nareas(Sieversetal.,l975;Chaubeyetal.,l9… 相似文献
15.
图象恢复在工业CT中的应用 总被引：1，自引：0，他引：1
对于以影象增强器为检测系统的目标旋转式工业ＣＴ，分析了其图象退化的因素，采用对一维投影数据进行图象恢复的方法来提高ＣＴ图象质量。文中给出图象恢复公式，从计算机模拟和实验图象恢复的结果可看到所用方法提高了图象清晰度。 相似文献
16.
一种块迭代的快速代数重建算法 总被引：2，自引：2，他引：0
常用的计算机层析成像的重建算法可分为:变换重建法、代数重建法和其它算法几大类.变换重建算法中最为常用的为"卷积反投影”算法,该算法重建速度较快,重建效果较好.但该算法也存在一些不足,它通常要求完全的、等间隔的平行采样数据.在天文、物探、地震成像等领域采样数据通常是不完全的和非等间隔的.代数重建算法简单,适用于不同格式的采样数据,对不完全数据亦可重建图像.还可以结合一些先验知识进行求解.可应用于工业检测、物探成像、天文成像等领域.其缺点主要是计算量大,收敛速度慢,难以重建大的图像. 计算机层析成像的重建问题,可离散化为线性方程组AF=P的求解问题,其中P是被采集的投影数据向量,A是投影系数矩阵,F是图像基函数.假设有M个投影数据,且重建的图像有N×N像素,则A为M行、N×N列矩阵.即使重建较小的图像,系数矩阵也是很大的,需要M×N×N个浮点数.A为大型稀疏矩阵,其非零元的个数约为2×M×N个浮点数.因此,想用代数重建算法重建中等或大的图像,必须寻找一种快速的投影系数矩阵实时计算方法. 其次,代数重建算法中迭代的收敛速度也是要解决的主要难点.初值的选取对收敛速度影响是很大的.如果选取的初值与原物体的密度分布较接近,迭代就容易满足收敛条件.传统的代数重建算法中,初值常选为零和某种平均值.在每次循环中都对N×N个图像值,进行逐线或逐点迭代修正.因此,需要大量计算时间,且收敛速度甚慢. 本文提出一种基于分块迭代的快速代数重建算法,其基本思想是采用对图像逐级分块,通过迭代使图像逐步细化,最终逼近于重建的图像.算法的实现过程如下:1.将重建图像按不同级别分块;2.根据块的大小,抽取投影数据,实时计算投影系数矩阵的非零元;3.对给定级图像块赋值,根据投影系数矩阵的非零元和阀值确定对哪些图像块的值进行修正:4.对给定级的图像块经一次循环迭代修正后,判断前后两次的图像是否满足该级迭代结束条件,满足时进入下一级块的迭代;最后一级块迭代满足条件后,块迭代结束.在每一级块迭代过程中,我们设计了求解系数矩阵非零元的快速计算方法,使得所需的系数矩阵的非零元可实时计算,而不必存贮. 利用X射线工业CT实采数据,我们对块迭代代数重建算法的测试结果表明:该方法重建速度快,重建图像精度高、伪影轻,并有较高的密度分辨率和空间分辨率. 相似文献
17.
目的：探讨多层螺旋CT对主动脉夹层的诊断价值。方法：对15例主动脉夹层患者行多层螺旋CT全主动脉血管造影并进行二维和三维图象重建，重建方法包括多平面重组(MPR)，曲面图象重组(CPR)，表面遮盖成像(SSD)，最大密度投影(MIP)。结果：经过正确诊断和分型的15例主动脉夹层在MPR，CPR图象中，全部病例均显示AD的真假腔，剥离的内膜片，附壁血栓及钙化，其中12例还显示内膜破口。AD的SSD，MIP图象立体感强，直观地显示主动脉夹层与周围器官的关系。结论：MSCT对主动脉夹层的诊断，分裂以及破裂口的常位是有效，无创的方法。 相似文献
18.
FDK算法是目前三维图像重建的主流算法,但是传统重排FDK算法存在占用内存量较大、重建效率不高的问题,本文提出一种选择性重排FDK算法。根据重排前后投影数据的结构关系,计算出一轮重排所加载的最少锥形束投影,并使用循环队列对有限帧数的投影进行选择性加载,显著降低了重建对内存的消耗。此外,利用新算法较好的并行性,借助图形处理单元(GPU)对算法进行了硬件加速,大大提升算法的执行效率。为验证算法有效性,对5123规模的仿真数据和实际数据进行重建,在不损失重建精度的前提下,新算法占用内存约为传统算法的1/3或1/5。本文算法对传统重排FDK算法进行了改进,有效降低了计算机内存占用,较好地解决了大规模投影数据重建问题。 相似文献
19.
相对于传统计算机断层成像(CT),计算机层析成像(CL)对于扁平状物体的检测具有独特的优势。旋转型CL不严格满足滤波反投影(FBP)算法的条件,针对这一问题本文提出了一种基于投影变换的旋转型CL FBP重建算法。首先介绍了旋转型CL的扫描结构;然后阐述了该结构下投影的生成方法及基于投影变换的投影数据重构方法;最后利用重构后投影数据进行滤波反投影,并通过仿真重建实验验证了算法的有效性。 相似文献
20.
本文讨论了三种情况下由不完全投影所获观测数据以进行图象重建的反演问题:一)根据地震台观测到地幔透射纵波P的振幅对周期的比值,地震面渡振幅、周期的比值,以求得地幔中地震波品质因数Q值的球谐函数的系数,从而拟合出地幔范围地震渡Q值的三维图象;二)用地震面波观测的振幅A对周期T的比值,采用某种先验知识以扩充不完全的观测资料,从而获得地壳面波品质因数Q值的分布图象;三)在有限角度内[θ,π—θ]范围中拥有数据,而在|φ|≤θ范围缺乏数据的情况下,如何进行图象重建的计算问题,给出了有关的数学表达式,这样的计算一般称为限角问题。不完全投影图象重建问题是地球物理反演工作中常常碰到的问题,本文试图就这个问题作些探讨,现分三个部分进行。 相似文献