基于顶点删除的三角网格模型简化新方法

为进一步提高海量三角网格模型的简化速度,在经典顶点删除算法的基础上,从顶点法向量的保持、平均平面的近似获取、顶点删除后所留空洞的直接三角化3方面进行了改进.实验结果表明,改进后的顶点删除算法对三角网格模型的简化速度显著加快,简化后的模型与原模型相比在视觉上保持了良好的一致性,证明了该算法的有效性和可靠性.     

CT投影采样策略对重建质量影响综述

针对计算机断层成像（Computed Tomography,CT）中投影数据与图像重建关系,综述了CT在投影策略方面对重建质量的影响.对不同采样策略获取的不完全投影数据,应用迭代类算法对投影数据进行重建,研究了均匀采样和非均匀采样情况下不同数据结构对重建图像质量的影响.对仿真数据和实际数据重建结果进行分析,同时对不同策略下的投影数据结合其数据分布特点探讨了重建质量优劣的原因.论文可以为CT重建领域的研究工作者提供全面的采样方法梳理和总结,为当前不完全投影数据获取方式对应的算法改进提供思路,最后对当前研究重点和未来发展进行了展望.     

一种射束与像素的快速遍历和求交算法

针对ART(algebraic reconstruction technique)算法重建速度慢的问题,提出了一种射束与像素的快速遍历和求交算法.该算法通过一个距离参数来确定射束穿过的像素索引并计算出射束覆盖像素的面积,距离参数采用增量计算,因而运算效率很高.利用该算法在图像重建过程中实时计算权因子,不但节省了大量的内存空间,而且大大提高了图像重建的速度.实验结果表明,提出的算法非常有效,与传统方法相比取得了17倍以上的重建加速比.     

锥束CT图像的自适应滤波预处理方法

根据锥束CT系统噪声的性质与序列切片图像的特点,提出一种锥束CT图像的自适应滤波预处理方法.首先建立噪声判断准则,将当前滤波像素的噪声分为两类:对于高斯噪声,采用自适应中心加权的改进均值滤波算法处理,并提出用高斯噪声的层间标准差估计取代层内偏移窗口标准差估计,提高了对序列图像进行滤波的准确性;对于脉冲噪声,采用自适应中值滤波算法处理.通过叶片蜡模的锥束CT切片图像预处理实验,表明该方法在去除噪声和保护细节两方面均表现良好.     

基于锥束CT切片图像的复杂零件三维表面重构

根据锥束CT切片图像的特点，提出了一种面向复杂零件的三维表面重构新方法：首先采用3D亚体素边缘检测算法提取序列切片图像的高精度封闭轮廓，并重构出切片轮廓的拓扑信息，然后采用一种改进的基于截面属性的轮廓分割算法得到若干组局部结构轮廓集，最后对这些轮廓集进行叠加与拼合，形成零件的整个三维表面。实验结果表明，该方法分割轮廓准确，稳定性好，对具有复杂内外结构的零件，可确保其重构结果的拓扑正确性。     

锥束计算机断层成像系统快速定位方法

针对锥束计算机断层成像(CT)系统的定位参数测量问题,设计了一种简易的标准圆杆测具,并提出了基于该圆杆测具的快速定位测量方法。该方法在锥束CT成像区域中的4个位置分别对圆杆测具进行DR成像,得到4幅投影图像,然后利用圆杆测具在锥束CT系统中的成像特性,通过简单计算快速获取影响锥束CT切片图像质量的5个主要定位参数。实验结果表明,采用该方法可在数分钟内获取亚像素级的锥束CT系统定位参数,且由该参数重建的切片图像质量得到明显提高。     

基于椭球包围盒的锥束CT三维加权重建算法

提高锥束CT大锥角圆轨道扫描下的重建图像质量一直是CT成像技术的重要研究方向。分析了圆轨道扫描下Radon空间的Z向数据缺失特点和FDK算法的灰度下降规律,提出了一种基于椭球包围盒的锥束CT三维加权重建算法。该算法无需重排,只需利用投影数据获取重建物体的最小包围盒,并根据其内接椭球的大小和空间位置自动生成三维加权函数,在反投影阶段加入该加权函数即可实现。该算法不会引入其他伪影,计算量增加很小,并且在中心层与FDK算法等价。仿真扫描实验表明,该算法显著提高了FDK算法的准确性,减小了锥角伪影。     

理想材料零件的锥束CT投影仿真

针对锥束CT在理想材料零件研制中的应用需求,给出了基于拓展体素模型的CT仿真零件材料信息表示方法.在体素模型的投影图像仿真计算中,提出了一种三维射束与体素模型的快速遍历与求交算法,并结合Simpson积分公式实现了投影直线积分的高效高精度计算.实验结果验证了该算法的有效性.     

锥束ART算法快速图像重建

针对锥束ART算法重建速度慢的问题,提出了一种基于投影的三维射线与体素的快速遍历和求交算法.该算法将三维射线投影到两个互相垂直的平面上,通过计算投影线与投影平面的相交情况来确定三维射线穿过体素的索引及长度.利用该算法在图像重建过程中实时计算权因子,不仅节省了大量的内存空间,而且提高了投影和反投影运算的速度.基于该算法的特点,在重建过程中采用了一种按列优先的策略,减少了不必要的计算,大大提高了重建速度.仿真实验表明,该算法非常有效,与传统的Siddon算法相比取得了17倍以上的重建加速比.     

基于切片轮廓重投影的锥束CT射束硬化校正方法

根据锥束CT射束硬化机理.提出一种基于切片轮廓重投影的锥束CT射束硬化校正新方法.该方法从原始投影图像重建的序列切片图像中得到中心切片和斜切片的轮廓信息,然后根据实际扫描时的锥束CT成像系统参数建立重投影坐标系,通过射线与切片轮廓重投影到平板探测器上的求交计算,得到射线穿越物体长度与投影灰度之间的对应关系,最后拟合射束硬化曲线并校正射束硬化伪影.仿真与实际校正结果均表明,该方法可简单有效地消除锥束CT的射束硬化伪影.