探测器倾斜的锥束FDK修正重建算法

在锥束工业CT系统中,通常要求射线源焦点、物体旋转中心、平板探测器中心三点在一条直线上,与平板探测器垂直。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,如果直接利用平板探测器倾斜后采集的投影数据进行重建,重建结果将会出现偏离,产生伪影。针对该问题,利用系统标定的方法测得探测器倾斜角度,利用机械校正对其进行粗调,利用提出的基于探测器倾斜的FDK修正算法进行微调,经过两次校正可以有效抑制由于平板探测器倾斜造成的伪影,通过实验验证了该方法的可行性。     

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.     

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。     

基于三维加权和双域滤波的螺旋CT伪影校正

螺旋CT重建会受到锥束伪影和风车伪影的影响,锥束伪影是由于锥角和螺距过大而导致的,而风车伪影由纵向方向采样不足引起,为了降低锥束伪影与风车伪影对CT图像的影响,提出一种螺旋CT伪影校正算法;首先采用三维加权螺旋FDK算法进行重建,有效去除重建图像中的锥束伪影,然后采用改进的双域滤波算法对含风车伪影图像进行校正;三维加权螺旋FDK算法通过对大锥角的射线给予不利权重来抑制锥束伪影,改进的双域滤波算法可以在去除风车伪影的同时保留更多的细节;计算机仿真实验结果表明,该算法能有效地抑制重建图像中的锥束伪影和风车伪影,提高CT图像的质量。     

螺旋轨迹Shepp-logan模型的投影仿真

锥束螺旋CT是现代CT 领域内一个活跃的研究方向.为了验证三维CT 重建算法的有效性和准确性,研究仿真模型的投影数据是十分必要的.本文首先利用解析几何和求解二次方程的方法推导了螺旋轨迹扫描下的锥束射线投影仿真公式,给出3D Shepp-Logan头部模型在不同螺距下的投影仿真结果.其次,采用Katsevich方法实现了...     

一种消除交流激励多通道传感器信号线间串扰的有效方法

交流激励多通道传感器信号平行传输时,由于电磁场的存在不可避免地会产生线间串扰。基于平行传输线理论建立了多通道传感器信号线间串扰模型,对于相敏检波的交流激励多通道电感传感器信号处理系统,理论分析和仿真验证表明,采取各通道传感器激励信号频率差异化的措施后,可彻底消除多通道电感传感器信号线间串扰。     

基于双调和插值的锥束CT金属伪影校正算法

在计算机断层扫描(CT)中,金属植入物会引入严重的伪影,导致图像质量降低影响诊断价值。为了对锥束CT中的金属伪影进行校正,提出了一种基于双调和方程的金属伪影校正算法。首先,对含金属伪影的重建图像进行双边滤波和金属阈值分割,获得金属和非金属图像;然后,对二者进行正向投影,获得金属投影区域和先验投影图像;接下来,利用先验投影图像对原始投影进行归一化,并对金属区域进行双调和方程插值修复,获得修复的投影数据;最后,对修复的投影数据去归一化,并利用FDK算法进行重建,再与金属图像融合获得最终的校正图像。为了验证该算法的性能,采用实际拍摄的数据进行金属伪影校正实验。结果表明,与常用的线性插值校正算法和归一化校正算法相比,所提算法ROI区域内图像的均方根误差分别减少了22%和8%,有效地抑制了金属伪影,优于常用的去金属伪影算法。     

基于隔离带方法的两平行微带线间串扰抑制分析

在实际工程中,由于PCB的物理尺寸逐渐趋向于小型化,系统布线趋向于密集化,设计人员很难对强信号线的干扰按照传统的串扰抑制准则进行设计;在此背景下,文章采用在强信号线两边各加一排顶端用迹线连接的接地孔(简称隔离带)的方法来对其进行屏蔽,以减少微带线间串扰;在模型建立过程中添加了微带线高度及接地平面厚度两个参数,完善了采用隔离带方法来抑制线间串扰的仿真模型,并通过Ansoft公司的HFSS软件验证了此方法是有效的;在隔离带参数设置上,仿真结果表明,通过改变相关隔离带参数S1、g、d、h可进一步抑制线间串扰。     

一种锥束CT中平板探测器输出图像校正方法

为了消除平板探测器缺陷在锥束CT重建切片中引起的伪影,提出一种投影图像校正方法.通过对投影图像进行暗场和增益不一致校正,推导了像元增益系数公式;对增益系数以及像元输出的期望和方差进行直方图分析以识别坏像素,根据坏像素分布特征设计相应的插补方案;通过局部屏蔽区域数据统计暗场波动幅度并逐行修正.实验结果表明,该方法使投影图像灰度分布均匀,像元输出波动和切片伪影得到有效抑制.     

非PI线的半覆盖螺旋锥束CT的Katsevich重建

半覆盖螺旋锥束CT可以扩大传统螺旋锥束CT的视场区域,但是每个投影角下的投影数据都是横向截断的。Katsevich算法作为一种精确的重建算法,它可以得到质量较高的重建图像,但是它要求PI线上的数据是非截断的,无法直接应用于半覆盖的螺旋锥束CT。根据半覆盖螺旋锥束CT的特点和Katsevich算法本身的分析,提出了一种非PI线的Katsevich算法。它将求导后的投影数据直接沿探测器的行方向进行滤波,而不是将投影在Tam窗内重排后滤波。反投影时,也不需要根据重建点求相应的PI区间,而是直接根据重建点的z坐标求出的2π区间。实验结果表明,提出的成像方法避开了PI线对重建的影响,得到了待检测区域的完整图像。     

基于NL-PF和MIMS的CT金属伪影消除算法

建立了一套针对由金属伪影造成的CT图像质量退化的恢复算法。利用Non-Local前置滤波(Non-Local Pre-filter,NL-PF)对原始CT图像进行全局滤波,从而有效地滤除原始图像中的噪声并对射线状金属伪影进行了平滑,其后配合最大互信息量分割算法(Mutual Information Maximized Segmentation,MIMS)从图像中分割出伪影成份,并利用其周围非伪影部分的像素对伪影类像素进行插值处理得到一个称之为"伪组织"类的图像。最后,通过融合"伪组织"图像的sinogram和原始CT图像的sinogram,得到校正的sinogram并采用滤波反投影重建算法完成金属伪影的CT校正图像。利用所提出的方法可以对含有金属伪影的CT图像进行有效伪影消除,其中射线状伪影消除效果显著。另外,此方法还可以锐化器官轮廓,避免了临床上由于金属伪影导致的放射治疗效果下降。实验表明,金属伪影消除算法可以有效地消除高密度物体造成的金属伪影,从而提高临床诊断和治疗的效果提供技术支持。     

基于不规则螺旋扫描CT图像重建算法的研究

锥束螺旋CT可以解决长物体的检测问题,目前广泛应用的锥柬螺旋CT主要采用螺旋FDK算法进行图像重建,近年采为了使算法能更应用于买际,许多学者对标准的螺旋轨迹进行了拓展。针对这一情形,本文提出了变螺距不规则螺旋扫描轨迹,变螺距螺旋扫描可根据目标物体形状的变化,随时做出调整以获得最佳的图像重建质量,有更快的扫描速度和更高的时间、空间分辨率。本文首先设计了两种随投影角度自适应变化的变螺距螺旋轨迹函数,然后采用近似FDK重建算法进行重建。仿真结果表明,变螺距螺旋FDK重建算法能够重建出较好的图像质量,本文的研究可以促进实用变螺距螺旋锥束CT的发展。     

一种新型的基于离散化宏块及螺旋扫描的视频数据打包算法

在研究传统视频数据打包算法中所采用的光栅扫描方式的局限性基础上，融合离散化宏块和螺旋扫描，融合这两种算法提出了一种新的视频数据打包算法，该算法首先按照某种规则离散化编码宏块，然后再从人眼感兴趣的中心区域开始，螺旋形步进打包．理论和试验都证明了这种新型的打包算法一方面可以有效地提高数据包抗丢包、抗误码的性能，另一方面可以使得数据包具有一定的可伸缩性，该算法比传统的打包算法在解码输出质量上具有明显的提高。     

基于卷积神经网络的时频域CT重建算法

针对采用时域滤波器解析重建后图像存在伪影和图像细节丢失等问题,提出了一种基于卷积神经网络（CNN）的时频域计算机断层扫描（CT）重建算法。首先,在频域中构建了基于卷积神经网络的滤波器网络,实现投影数据的频域滤波;其次,利用反投影操作算子对频域滤波后结果进行域转换得到重建图像;接着,在图像域构建网络对来自反投影层的图像进行处理;最后,在采用最小均方误差损失函数基础上引入多尺度结构相似度损失函数组成复合损失函数,减轻神经网络对结果图像的模糊效应,保留重建图像细节。图像域网络和投影域滤波网络联合作用,最终得到重建结果。在临床数据集上验证了所提算法的有效性,相较于滤波反投影（FBP）算法、全变分（TV）算法及图像域残差编解码CNN（RED-CNN）算法,当投影数目分别为180和90时,所提算法重建结果图像信噪比（PSNR）和结构相似度（SSIM）最高,且归一化均方根误差（NMSE）最小;当投影数目为360时,所提算法仅次于TV算法。实验结果表明,所提算法可以提高CT图像重建图像质量,是一种可行且有效的方法。     

X射线工业CT成像过程复杂伪影抑制方法综述

X射线工业计算机断层(Computerized tomography, CT)技术是一种先进的非接触式无损三维检测技术,能在无损伤情况下以灰度图像的形式对物体内部结构进行全面、详细地分析,在航空航天、工业生产、安检等领域发挥着重要的作用.针对工业CT伪影严重降低图像质量问题,对工业CT成像过程复杂伪影形成机理进行分析,对不同类型伪影抑制方法进行归纳总结.阐述了基于射线衰减、探测器及高密度差异、采样数据及重建等不同过程伪影成因及伪影消除相关算法的最新技术进展,并对近年来人工智能深度学习背景下新兴的基于深度学习及神经网络的工业CT无损检测研究与发展方向进行了总结和展望.     

基于区域特征加权的JPEG改进算法

JPEG标准在对彩色图像编码时,为了提高图像的压缩率,需要将图像从RGB颜色空间转换到YCbCr颜色空间并对颜色分量Cb与Cr进行重采样.颜色空间转换与重采样会引起还原图像光谱畸变现象.在研究图像融合技术的基础上,提出一种基于区域特征的动态加权色彩空间变化方法.根据主观目视和客观评价指标,对还原图像进行了比较和分析.仿真试验表明,提出的方法可以提高还原图像的光谱分辨率,同时很好保持了原图像的空间分辨率.     

一种X射线射束硬化校正方法

在医学CT成像系统中,X射线源发出的X射线是多能的,若直接对其进行传统方法的重建,会导致射束硬化,使重建的图像出现“杯状”或“条状”伪影,降低图像质量,干扰诊断等问题,因此需要对CT硬化伪影进行校正。本文提出了一种射束硬化伪影的校正方法,利用近似材料衰减系数与x射线能量的关系,通过从原始重建图像中减去伪影图像来获得校正后的图像。该方法不需要先验知识。数值实验表明,该方法能有效、快速地校正射束硬化伪影。