基于最小三维凸包的锥束CT快速重建方法

针对传统锥束CT重建全尺寸立方体空间时存在大量冗余计算的问题,文章提出一种基于被测物体最小三维凸包的快速重建方法。首先根据Z线优先重建算法的特性,给出最小三维凸包的定义,然后根据锥束CT扫描投影关系和最小三维凸包的投影特点,提出了确定最小三维凸包3个参数的相应算法,最后通过仅重建最小三维凸包内的体素的方法,显著减少了重建计算量。对于截面形状变化较大的被测物体,可采用分段确定最小三维凸包的方式进一步减少计算冗余。2组仿真实验结果表明,文中方法可有效提高锥束CT的重建速度,并对复杂被测物体具有良好的适应性。     

图象重建的神经网络法

以平行射束扫描的Ｘ射线ＣＴ为例,提出一种运用Ｈｏｐｆｉｅｌｄ人工神经元网络实现从投影中重建图象的方法,首先将图象重建问题转化为最小范数准则下的优化问题,然后构造相应的Ｈｏｐｆｉｅｌｄ神经网络模型,网络的稳态解,即为重建问题的解,计算机模拟实验结果证明了方法的正确性。     

CT平行投影的快速重建算法研究与实现

为了在PC机上快速实现计算机断层扫描（Computerized Tomography,CT）的重建,文章在分析传统平行光投影的滤波反投影重建算法的基础上,提出并实现了改进的基于极坐标下反投影及坐标映射的快速重建算法,通过实验结果分析,优化后的算法与传统算法相比在图像质量上相当,而运算速度要快,尤其是对于大幅图像而言优势更加明显。     

图象重建的神经网络法

以平行射束扫描的 X射线 CT为例 ,提出一种运用 Hopfield人工神经元网络实现从投影中重建图象的方法 .首先将图象重建问题转化为最小范数准则下的优化问题 ,然后构造相应的 Hopfield神经网络模型 ,网络的稳态解 ,即为重建问题的解 ,计算机模拟实验结果证明了方法的正确性     

工业CT的数据采集方式

工业CT ,是在无损状态下获得被检断面的二维灰度图象 ,以图象的形式展现被检物体内部的结构特征。在介绍了工业CT的几种扫描方式的基础上 ,较详细地分析了窄角扇束扫描方式下的数据重排方案。     

基于正弦图恢复的CT局部重建算法

针对局部扫描过程中投影数据沿探测器方向截断的特点,提出一种基于正弦图数据恢复的扇束CT局部重建算法.算法首先基于截断正弦图提取的边缘信息对缺失投影数据进行扩充,接下来对未扩充完整的零值区域利用两侧已知的投影数据进行线性插值,最后依据扩充完整的投影数据经滤波反投影重建出局部图像.仿真和临床数据的重建结果表明,算法对直接利用局部截断投影数据重建图像中呈现的环形伪影有明显的抑制作用,且重建图像边缘清晰.     

CT图像环形伪迹分析

目的 探讨探测器响应效率不一致导致重建图像中产生伪迹为环形的过程。以及在平行束二维CT、扇束二维CT中的不同表现。方法 从CT图像重建原理入手,运用反投影的物理意义。结果 环形伪迹与射线源旋转角度范围及响应不一致单元在探测器的位置密切相关,结论 平行束二维CT产生的伪迹为半环形,而扇形束二CT产生的伪迹为闭环形。     

扁平构件的三维CT滤波反投影重建算法研究

在对扁平构件投影方式分析的基础上,提出了将分布在平面上ρ滤波器变换到锥面上的方法,建立了分布在锥面上的ρ滤波器的数学模型.对扁平构件的仿真结果表明:在射线源为锥束入射扫描方式下,通过分布在锥面上的ρ滤波器进行滤波反投影重建,得到的重建切片图像能够明显区分物体的边界及内部缺陷的边界和密度,空间分辨率可达到2 lp/mm,密度分辨率达到了1%,验证了该重建算法的可行性.     

图像重建算法中的窗函数研究

对广角扇束扫描模式下的图像重建算法进行了研究．在引入实验的七种典型窗函数中，有限带宽、三角形窗以及余弦窗是卷积窗函数比较理想的选择．在图像重建，选择有限带宽窗时有较好的空间分辨率，三角形窗时有较好的密度分辨率。选择余弦窗时是空间分辨率与密度分辨率两者的折衷；从窗函数的频谱角度考虑。可用于图像重建的一个良好的卷积窗函数应该具备以下条件：（1）最小的3dB带宽B，即最小的主瓣宽度；（2）最小的旁瓣最大峰值A；（3）最大的旁瓣峰值衰减速度D．通过实验，验证了基于窗函数的卷积反投影图像重建算法可以有效地提高重建图像的质量．     

圆弧加直线轨迹Katsevich类型的锥束CT重建算法

由于圆与直线轨迹的交点处存在轨迹变量的偏导数,Katsevich算法直接忽略了关于构造因子的分析,从而对后续重建计算产生影响,导致重建结果出现伪像。通过对该问题进行研究,确定轨迹交点处的构造因子,并推导出在平板检测器下与两段轨迹相对应的重建公式。据此引申出一个不含有关于轨迹变量偏导的等价公式,从而计算出轨迹交点处相应的重建贡献值。同时,提出使用光滑过渡函数改善因反投影区域边界的不连续性而对重建结果产生的影响。利用Forbild头模型进行仿真模拟,实验结果表明,改进的算法有效地抑制了重建结果的伪像。     

GPS地基与掩星观测结合的时变三维CIT重建公式

基于地基平行束投影定理和掩星平行束投影定理,导出了GPS地基与掩星观测结合的时变三维电离层层析重建公式,讨论了有限视角和有限接收机孔径对重建图像的影响.根据重建公式,在这些非理想条件下,对一个脉冲源函数进行了CT重建.重建结果的比较表明,结合GPS地基与掩星观测数据进行重建,电子密度整体图像的重建质量特别是其垂直结构的重建质量得到明显改善,表明结合GPS地基与掩星观测数据重建电离层电子密度的时变三维电离层层析是可行的.     

GPS地基与掩星观测结合的时变三维CIT重建公式

基于地基平行束投影定理和掩星平行束投影定理,导出了GPS地基与掩星观测结合的时变三维电离层层析重建公式,讨论了有限视角和有限接收机孔径对重建图像的影响.根据重建公式,在这些非理想条件下,对一个脉冲源函数进行了CT重建.重建结果的比较表明,结合GPS地基与掩星观测数据进行重建,电子密度整体图像的重建质量特别是其垂直结构的重建质量得到明显改善,表明结合GPS地基与掩星观测数据重建电离层电子密度的时变三维电离层层析是可行的.     

微扫描红外成像超分辨重建

为了通过低分辨率红外探测器获取高质量的图像信息,对基于微扫描成像的序列图像获取方法和超分辨图像重建算法进行了研究。首先,阐述了微扫描红外成像系统工作模式和软硬件构成。然后,提出了一种基于电机驱动的光学微扫描序列图像获取方法。最后,提出了一种基于字典学习的凸集投影算法用于超分辨图像重建。采用数值仿真和实际拍摄两种方式来验证本文算法的有效性,结果均表明本文方法能够有效地重建图像边缘细节并对噪声有较好的抑制作用。     

由粗到精的三维人脸稀疏重建方法

针对传统三维人脸重建算法精度不高的问题,提出一种由粗到精的三维人脸稀疏重建方法。根据稀疏形变模型方法对待重建人脸的部分区域显著点进行重建,得到第1步重建结果,并在此基础上进行后续重建。将第1步的重建结果作为新的参考模型,求取待重建人脸与参考模型的特征点的坐标投影距离,从而求取参考模型的形变因子,完成最终三维人脸的重建。由于两步稀疏重建的作用不同,对重建过程中参数的选取也采用不同方式。实验结果表明,该方法能有效提高人脸重建精度,同时保持较快的重建速度。     

一种用于逆向工程的对称平面重建方法

在对称实物测量造型中，基于对称面进行模型重建可以减少测量数据量、精确重建对称特征和保证实物的对称性。由此提出了一种用于实物测量造型的对称基准平面重建方法。首先选择一组对称特征，然后将测量数据点投影在一初始平面上并用折线连结，旋转初始平面使两条折线重合，可以得到一个与对称平面平行的平面。接着再移动平行平面，使对称特征到它的距离相等，这时的位置平面即为所求的对称平面。此方法已在逆向工程数据前处理系统中实现，并应用于摩托车外形塑件的逆向工程。     

带阈值滤波的迭代法三维ECT图像重建

针对Landweber迭代法用于三维ECT重建时,需要的迭代次数多且重建图像中含有大量伪迹的问题,提出了一种带阈值滤波的迭代重建法.该方法利用Landweber迭代法重建一初始图像,用阈值滤波获得改进图像,为了获得最佳阈值,依次用有限个离散化阈值对初始图像做二值化处理,计算出二值化图像对应的电容估计值与电容测量值之间的误差,并将对应最小误差的阈值确定为最佳阈值.仿真实验结果表明,自适应阈值滤波能够显著减少重建图像中的伪迹和重建时间,该方法具有良好的应用潜力.     

带有松弛因子的迭代法在图像重建中的应用

图像重建常常被转化为线性方程组的求解问题．从解大型线性方程组出发，由逐次超松弛法(Successive Over Relaxation，SOR)推导出一种带有松弛因子的迭代法，与SOR法相比，该算法不仅大大降低了对计算时间和内存空间的需要，而且有利于克服重建图像对不完全噪声数据的敏感性．通过对模拟数据和实际数据的重建，估计了算法的有效性，并将重建图像与滤波反投影(Filtered Back Projection，FBP)重建图像进行了比较。     

客车车轮轮辋密集型小缺陷检测方法研究

针对车轮轮辋缺陷探伤问题,通过用聚焦声束扫描成像的方法对车轮轮辋进行探伤,发现了聚焦声束扫描成像相比于普通平探头更容易探出缺陷,通过对其原因进行分析比较,提出了聚焦探头能够接收更多来自缺陷的反射波,同时聚焦声束可以提高检测的信噪比,这不仅提高了超声波探伤的效率,而且探出的缺陷更准确清晰,有利于对缺陷进行后续处理。     

基于插值函数的三维图像表面重建算法

在放射医学、核医学、无损检测及评价和数据压缩等众多领域,研究在不破坏被检测物体的情况下,观察物体内部组织的结构及空间位置,具有重要的理论意义和应用价值.为了获取物体内部的数据信息,通常采用射线扫描方式,然后根据实际需要,运用不同方法进行图像重建.本文研究受损的颅骨扫描图像,提出基于插值函数三维图像表面重建算法,改进了已有的图像重建过程.从数据采集到图像重建的全过程都在计算机上实现,并给出了背景物质检测、图像分割、图像剥离和三维图像表面重建仿真结果.最后对结果进行分析,证明了基于插值函数的三维图像表面重建算法可以有效地提高重建图像的质量.     

带有松弛因子的迭代法在图像重建中的应用

图像重建常常被转化为线性方程组的求解问题.从解大型线性方程组出发,由逐次超松弛法(SuccessiveOverRelaxation,SOR)推导出一种带有松弛因子的迭代法.与SOR法相比,该算法不仅大大降低了对计算时间和内存空间的需要,而且有利于克服重建图像对不完全噪声数据的敏感性.通过对模拟数据和实际数据的重建,估计了算法的有效性,并将重建图像与滤波反投影(FilteredBackProjection,FBP)重建图像进行了比较.