锥束CT去除环形伪影的方法研究

环状伪影是CT技术人员经常遇到的影响重建图像质量的一种伪影,造成环形伪影的因素很多,其中探测器缺陷引起的环形伪影最为常见。环形伪影表现在原始图像结构上是圆环或者是圆弧,理论认证发现探测器响应效率不一致,会使锥束三维CT重建结果产生环形伪影。环形伪影影响了CT图像的分析和后续处理,因此去除环形伪影显得非常具有使用价值。本...     

基于小波变换的多分辨率锥束CT图像快速三维重建算法

为了解决FDK重建算法在锥束CT重建中运算量大,耗时较多,以及针对不同的应用环境提供不同分辨率的3维医学图像问题,该文提出一种基于小波变换的多分辨率锥束CT图像快速3维重建算法。首先对采集到的投影图像进行相应尺度的小波变换,得到各尺度小波分解系数,选择相应尺度的小波系数进行FDK重建,可以得到相应低分辨率的3维图像数据,还可根据需要由得到的低分辨率重建数据分别沿着径向取断层图像,进行相应的小波逆变换,进而得到高分辨率的3维图像数据。实验数据表明,该方法不仅能够得到不同分辨率的3维图像数据,而且相较于传统的FDK算法生成分辨率相同、精度相近的高分辨率3维图像数据,重建速度可以提高1倍以上。     

基于CUDA架构与B样条的实时锥束CT重建算法

随着X线探测板数据采集速度的快速发展,研究者开始利用C臂机采集投影数据并重建断层图像,用于手术导航或者放射治疗.但是普通PC的重建速度慢,很难匹配硬件数据采集速度,限制了其在实时临床环境中的应用.本文提出一种基于CUDA(Compute Unified Device Architecture)架构的改进FDK算法,利用GPU(Graphic Porcessing Unit)显卡的并行计算能力实现了实时CT重建,并通过B样条插值提高重建图像的质量,在实时临床环境中具有很好的应用价值.     

基于多水平系统的锥束ART算法

代数重建技术(ART)是X-射线CT图像重建的一种重要迭代算法,投影的访问顺序对其收敛速度有重要影响。1994年,Guan和Gordon提出了多水平访问系统(MLS),该系统在投影数为2的整数次幂时效果最好。针对MLS仅适用于[0,π)上的均匀投影的问题,将MLS推广到[0,2π)上,在特定的投影数情形下,分析投影数特点,提出了三等分方法,该方法对对称投影访问顺序进行了改进。仿真实验结果表明,推广后的两系统下的锥束ART算法在迭代中收敛速度都要快于随机访问系统(RAS)和顺序访问系统(SAS)下的锥束ART算法。     

基于空间解析几何的锥束CT系统角度偏差测量

针对锥束CT系统中机械结构的几何参数偏差校正 问题,提出一种基于空间解析几何算法的锥 束CT系统角度偏差的测量方法。利用一种校准模板,仅通过采集单一投影角度对应的投 影数据即 可得到锥束CT系统的角度偏差。仿真和实验结果 表明,利 用本文方法可以有效地获得待测锥束CT系统的机械角度偏差,其测量精度可达到分度量级。 与平面 解析几何法测量结果的对比分析可知,本文测量方法可实现角度偏差参数的有效分离。本文 方法具有较高的可靠性和测量效率,无需模板多角度旋转投影,具有较好的实用性。     

锥束CT系统的3D Shepp-Logan体模仿真及其投影数据重建

为了验证锥束CT成像算法的性能,提出了使用Fortran语言编写的3D Shepp-Logan体模作为算法性能验证的参考模型,并详细介绍了3DShepp-Logan体模的参数设置及编程方法。然后,直接加入到正投影程序中得到投影数据。最后,利用得到的投影数据进行了三维医学图像重建的仿真实验。经过实验验证,表明了使用Fortran语言编写的3DSheppLogan体模来验证算法性能是准确可行的。     

一种快速的扇束CT滤波反投影重建算法

提出了一种用于扇束CT(计算机断层扫描)重建的快速滤波反投影算法.这种算法是传统标准滤波反投影(FBP)重建算法的加速形式,主要通过减少投影数量然后重建子图像来实现.实验结果表明:对于一幅512×512图像,这种算法可以将重建过程加速40倍以上,并且不会引入明显的图像误差.这种算法也适应于多层螺旋三维重建,并且可以延伸用于三维锥形重建.     

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Radon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.     

三维锥束OSEM算法中子集序列的研究

有序子集算法的提出提高了迭代算法的图像重建速度,但是三维锥束OSEM算法中的子集个数和子集迭代的顺序都会影响图像重建的收敛速度和质量.文中提出了划分子集序列的方法,该方法通过应用距离加权方案改变子集的迭代顺序,使子集均匀分布,来减小相邻子集的相关性对收敛性的影响,并且采用每次迭代后逐渐减少子集个数,提高图像重建收敛速度...     

TD—LTE双流波束成形探讨

针对TD-LTER9阶段新增加的TM8（双流波束成形）技术,本论文从原理分析上给出TTM8的实现基本原理,以及相较于TM3／TM7等传输模式的优缺点。结合实际测试情况,分析了TM8在现网中的性能,并给出TTM8的应用建议,希望为TD-LTE的建设与应用方面提供一些借鉴。     

基于双核架构的全电子引信测试仪设计

传统的全电子引信无源导通电阻测试均采用外接电阻测试设备或通用的导通电阻测试电路设计,与全电子引信通电工作的电气性能测试毫无关联,无法避免故障产品加电后烧毁的风险。为此提出了能对无源导通电阻和全电子引信通电工作电气性能综合诊断的系统性设计思路,设计了一种基于ARM芯片和FPGA双核架构的全自动测试控制架构和24 bit高精确度四线制无源导通电阻测试电路,对全电子引信的对外接口部分的无源导通电阻及引信加电工作特性进行全面测试。测试结果表明,该设计能够进行无源导通电阻高精确度测试及通电后工作性能的综合测试,电阻测量精确度为±0.1%。     

基于CPLD的新型场发射平板显示器的控制驱动系统

介绍一种新型场发射平板显示器件FAHED,利用CPLD作为核心,设计了器件的控制驱动系统,并采用计算机模拟的方法对系统的性能进行了检测,验证了设计的正确性和可行性.     

一种基于二阶锥规划的新时差定位算法

针对传统时差定位算法在量测噪声较大情况下定位性能不佳的缺点,提出了一种基于二阶锥规划的新时差定位算法.该算法通过凸松弛和引入惩罚项,将难以求解的用户位置最大似然估计问题转换为一个易于求解的二阶锥规划问题,并将松弛问题的最优解作为用户位置的初始估计,利用传统的泰勒级数展开法得到最终定位结果.仿真给出了不同基站数目及量测噪声下算法的定位性能.仿真结果表明,在量测噪声较大的情况下,新算法的定位精度仍可以逼近理论克拉美罗下限,而且算法中惩罚因子的选取范围易于确定.     

Image denoising based on multiscale singularity detection for cone beam CT breast imaging

It was recently reported that the real-time flat panel detector-based cone-beam computed tomography (CBCT) breast imaging can help improve the detectability of small breast tumors with an X-ray dose comparable to that of the conventional mammography. In this paper, an efficient denoising algorithm is proposed to further reduce the X-ray exposure level required by a CBCT scan to acquire acceptable image quality. The proposed wavelet-based denoising algorithm possesses three significant characteristics: 1) wavelet coefficients at each scale are classified into two categories: irregular coefficients, and edge-related and regular coefficients; 2) noise in irregular coefficients is reduced as much as possible without producing artifacts to the denoised images; and 3) for the edge-related and regular coefficients, if they are at the first decomposition level, they are further denoised, otherwise, no modifications are made to them so as to obtain good visual quality for diagnosis. By applying the proposed denoising algorithm to the filtered projection images, the X-ray exposure level necessary for the CBCT scan can be reduced by up to 60% while obtaining clinically acceptable image quality. This denoising result indicates that in the clinical application of CBCT breast imaging, the patient radiation dose can be significantly reduced.     

基于DSC的火箭弹引信检测系统设计

为了控制火箭弹引信产品质量并提高生产效率,设计了基于数字信号控制器(DSC)的检测系统。检测系统主要由电源、信号调理电路、涡轮电机模拟电路和测速信号发生电路等模块组成,重点对涡轮电机模拟电路和信号调理电路进行介绍,并设计了A/D采样、接口通信和逻辑控制等软件。系统与示波器同时对引信进行检测实验,对比了结果,并分析了系统误差的来源。实验结果表明,检测系统能有效获得解保发火信号的幅度与时间值,在引信批量生产中可显著减少检测时间。     

多孔径光束积分激光匀束器理论与设计

分析了多孔径光束积分匀束器的基本原理和设计理论,分别设计了衍射型和成像型微透镜阵列激光匀束器,将高斯光束整形为平顶光束。光线追迹的结果表明,当微透镜阵列的菲涅尔数较大时,两种匀束器都能获得良好的匀束效果,而成像型能比前者提供更好的光束均匀性和边缘坡度。此外,入射光的准直性能会影响匀束效果,当入射光发散角较大,超过微透镜数值孔径时会导致像面光斑出现明显旁瓣,无法实现正常的匀化。     

光路自动准直中的全自动化控制算法

基于光路准直的基本原理,借助反射镜伺服系统的精密调节和计算机的自动控制,提出了全新的光路自动准直控制算法。在此基础上,建立了光路自动准直单元,编制了控制程序,对光路自动准直算法进行了实验验证。结果表明,采用该算法的光路自动准直单元完全实现了光路的自动准直,具有良好的通用性。提出了几种提高光路自动准直效率的方法。