偏心螺旋锥束CT的Katsevich修正重建算法

在实际的锥束工业CT中,射线源焦点与探测器中心的水平高度不一致及转心偏移等原因会使获得的实际投影数据发生偏移。如果直接利用实际扫描所得投影数据进行图像重建,得到的图像不清晰。针对以上问题,该文修正Katsevich精确重建算法,以适应偏心的CT成像系统。将投影数据的偏移转换为探测器中心的偏移。在重建过程中,根据探测器的中心偏移量,对滤波线方程、滤波前后的重排和校正以及反投影过程进行修正处理。计算机仿真实验结果证实,该方法可以有效减小投影数据的偏移对重建图像的影响。     

螺旋锥束CT重建的近似逆算法

三维螺旋锥束CT以扫描速度快、成像分辨率高等诸多优点成为现代CT技术的一个重要发展方向。Katsevich精确FBP算法的提出,使得三维锥束CT研究获得了突破性进展。由于该算法的复杂性,应用中受到了限制。研究了Katsevich算法在检测板上沿滤波线展开的形式,其滤波运算由Hilbert核函数构成,利用近似逆的思想提出了融合的CT重建算法。该算法将Katsevich公式改写成近似逆的形式,得到了重建核的具体形式。     

螺旋锥束CT重建Katsevich算法在含噪投影中的应用

针对含有噪声的投影数据,在利用螺旋锥束Katsevich算法进行重建的过程中,首先采用了一种改进的中值滤波方法对投影体数据进行预处理,然后对处理后的投影数据拟合求导来取代Katsevich算法中的直接求导,减小了噪声带来的负面影响。计算机仿真实验结果证实了这种方法的有效性。     

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人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.     

螺旋锥束CT重建Katsevich算法的一种改进方法

螺旋锥束Katsevich重建算法在重建过程中需要对投影数据求导,但投影数据本身是离散的,不能求导,因此考虑利用插值多项式函数的导数作为所求导数的近似值。为了验证此方法的有效性,采用实际采集的鱼的数据进行重建,并用平均梯度来衡量图像的清晰程度。实验结果表明,该方法能使图像更清晰,从而提高图像质量。     

锥束螺旋CT的串扰屏蔽

在锥束CT(Computed Tomography)中,由于X射线特别是高能X射线散射引起的探测器通道间的串扰,会降低探测器的信噪比和物体的空间分辨率,同时也会在图像的边缘产生伪影.采用了一种有利于机械实现的交错螺旋和平行螺旋的扫描方法,通过在探测器面板上加隔离网来减少射线串扰,并采集4次投影数据,以弥补加隔离网后投影数据的缺损.同时对改进的扫描方法和投影采集方法作了计算机仿真,从仿真实验的结果来看,采用探测器4次采样和交错螺旋或平行螺旋的扫描轨迹,能有效减少因射线串扰引起的伪影,并减少了由螺旋运动引起的伪影.     

不含旋转角度微分的螺旋锥束CT重建

近年来,Katsevich提出一种基于滤波反投影的螺旋锥束CT重建算法,并给出相应的重建公式改进形式,可以有效地解决长物体成像问题。基于Katsevich算法框架,提出了新的螺旋锥束CT精确重建算法。该算法利用数学上严格的推导,将Katseivch重建公式中关于旋转角度的微分运算完全回避,使得成像质量得到较大改善,减少了重建伪影。同时,新算法仍然基于平移不变滤波且数据冗余加权在滤波过程之后进行,保持了数值计算的灵活性。为验证本文算法的有效性,对计算机模拟数据进行仿真实验,实验结果表明,新重建算法的重建图像质量较Katsevich重建算法有较大提高。     

锥束CT感兴趣区域图像重建研究

针对锥束CT感兴趣区域扫描中存在的截断投影数据图像重建问题,提出用基于迭代的代数重建(ART)算法进行重建。锥束ART算法的缺点是计算量大、重建速度慢。为了提高该算法的重建速度,提出了一种基于多核平台的快速并行图像重建方法。首先将三维重建区域等分为上下两块,相应地,探测器平面也分为上下两部分;然后通过双线性插值计算虚拟探测器投影数据;最后通过多线程技术在多核平台上实现了ART算法的并行重建,在保持较高重建精度的同时取得了约两倍的重建加速比。在此基础上,通过仿真实验对3DShepp-Logan模型不同感兴趣区域进行了重建,实验结果表明,ART算法用于感兴趣区域图像重建是可行的。     

基于平板探测器倾斜的锥束CT修正重建算法

在锥束工业CT系统中要求射线源焦点,物体旋转中心,平板探测器中心三点在一条直线上,但由于机械的定位误差,探测器定位后会出现一定角度的倾斜现象,如果平板探测器直接采集投影数据进行重建,重建结果将会出现偏离,产生伪影.针对该问题,使用系统标定的方法测得探测器倾斜角度,并用机械校正对其进行粗调,利用平板探测器倾斜的FDK修正算法进行微调,经过两次校正可以有效的抑制由于倾斜造成的伪影,通过实验验证了该方法的有效性和可行性.     

螺旋锥束CT图像同时代数重建的机群并行化

在CT（Computed Tomography）图像重建领域,当投影数据含有噪声或者不完备时,与Feldkamp算法相比,同时代数重建方法（Simultaneous Algebraic Reconstruction Technique,SART）能重建出更高质量的三维图像。但三维SART方法非常耗时,为了减少SART的运行时间,利用工作站机群（Cluster of Workstations,COWs）进行并行加速是一种重要的方法。针对螺旋锥束扫描,对基于体数据划分的并行算法进行了改进。并在安装了MPICH 1.2.5的工作站机群上进行了实验。实验结果表明,该方法达到了和串行算法一样的重建效果,并且减少了重建时间。     

A Parallel Implementation of the Katsevich Algorithm for 3-D CT Image Reconstruction

Yu and Wang [1, 2] implemented the first theoretically exact spiral cone-beam reconstruction algorithm developed by Katsevich [3, 4]. This algorithm requires a high computational cost when the data amount becomes large. Here we study a parallel computing scheme for the Katsevich algorithm to facilitate the image reconstruction. Based on the proposed parallel algorithm, several numerical tests are conducted on a high performance computing (HPC) cluster with thirty two 64-bit AMD-based Opteron processors. The standard phantom data [5] is used to establish the performance benchmarks. The results show that our parallel algorithm significantly reduces the reconstruction time, achieving high speedup and efficiency.     

锥束工业CT中Feldkamp重建算法的快速实现

锥束工业CT常采用Feldkamp算法进行图像重建，其计算复杂度为O（N^4），在普通微机上重建异常耗时。为提高其重建速度，提出了一种利用对称性并结合递归技术的方法来减少该算法的反投影运算量。在普通微机上检验了该方法的重建速度及重建质量。研究表明该方法可使重建速度提高约32倍，且不会引入新的重建误差，实现了在普通微机上的快速重建。     

锥束CT的惩罚SART重建算法

联合代数迭代方法（SART）对重建图像空间是无约束的,其迭代到一定次数后,图像空间的噪声会不断增加。为了解决这一问题,针对三维锥束CT情况,研究了一种增加惩罚项的联合代数迭代算法,同时研究了该算法与有序子集结合的方法。计算机仿真试验表明：在锥束CT图像重建中,该方法能够在抑制噪声的同时提高重建图像的收敛速度。