一种基于角度相关性的快速FBP算法

介绍了X射线投影重建的基本原理,对经典的平行束滤波反投影算法（FBP）进行了分析,并提出了一种基于平行束角度相关性的快速FBP算法（AC—FBP）。最后对该方法进行了实验,并将实验结果和传统FBP算法、几何参数表法做出主观、客观上的比较评价。结果表明,AC—FBP算法不但能在很大程度上提高传统FBP算法的速度,而且在有效区域的重建质量上也有一定的提高。     

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Hakopian插值的快速图像重建算法

在2004年工作的基础上,利用Hakopian插值多项式的Chebyshev-Fourier分解形式,提出了一种重建二维图像的快速算法．该算法在重建时间上具有明显优势．此外,与传统的滤波反投影（FBP）方法相比,该算法还可以用于局部图像重建．仿真实验验证了该算法的有效性．     

自适应正则MAP的CT图像重建方法研究

提出了一种基于自适应正则最大后验概率估计（MAP）的计算机断层（CT）图像重建方法,该方法可以自适应地选择正则化参数,并充分利用每一次迭代的重建结果的信息,不断对其进行更新,通过多次迭代得到最终的重建图像。通过对头部模型的一个切片进行仿真实验,验证了该方法的可行性。用实际实验数据,与传统的方法、最大似然期望（ML-EM）算法和滤波反投影（FBP）算法相比较,表明该方法适用性较强,能较好地保持图像的边缘信息,而且图像的信噪比较高。     

基于感兴趣区域的率失真优化帧内刷新算法研究

由于视频图像中不同区域的重要性存在着很大差异,人眼对其主观质量的要求也不一样,因此对感兴趣区域的前景图像和非感兴趣区域的背景图像的主观质量要求也可以不一样,尽管目前对感兴趣区域的研究已有不少,但是将全局率失真优化、码率控制、帧内宏块刷新和感兴趣区域结合的相关研究并不多见。基于此提出了基于人眼感兴趣区域的率失真优化帧内宏块刷新算法,该算法采用端到端的全局率失真理论,对感兴趣区域和非感兴趣区域进行分析处理,使感兴趣区域的宏块能得到更及时的帧内刷新,由于受到码率的限制,必须对感兴趣区域和非感兴趣区域重新进行码率分配。最后,在JVT的JM12.2平台上实现该算法。大量实验结果表明,与传统的基于率失真优化的帧内刷新算法相比,基于感兴趣区域的率失真优化帧内刷新算法在感兴趣区域能够取得更好的主观质量。     

基于Mumford-Shah 正则项的PET 图像重建方法

在正电子发射断层（Positron emission tomography，PET）重建算法中，正则项常被用来抑制噪声。现将Mumford-Shah（MS）正则项，构造出一种新的变分结构用以进行PET图像重建。采用了Ambrosio和Tortorelli提出的Г-收敛逼近方法，将MS函式对边界积分转化为一类合适的辅助光滑函数的区域积分。在仿真测试中，将算法与传统滤波反投影（Filtered back projection，FBP）算法、最大似然估计方法（MLEM）和最大后验概率估计方法作比较。通过实验对算法的效率和可行性进行了分析。实验结果表明，本文算法在噪声抑制和边界保留上均有较好的表现。     

扇束CT极坐标反投影重建算法的对称优化

为了提高扇束滤波反投影(FBP)算法重建图像的速度,提出一种极坐标反投影算法的优化快速重建方法。算法利用三角函数对称性对多幅预处理后的投影数据同时进行极坐标反投影运算;在反投影数据坐标转换时运用像素位置参数的对称性,以减少双线性插值的计算量。实验结果表明,在不牺牲重建图像质量前提下,与传统卷积反投影重建算法相比,优化算法的重建速度提高8倍以上。该优化方法也适应于三维锥束重建,并可推广到多层螺旋三维重建。     

基于感兴趣区域的色彩传递算法

针对传统色彩传递算法在实际应用中灵活度不高的问题,提出一种基于感兴趣区域ROI(Regions of Interest)的色彩传递算法。通过提取目标图像的感兴趣区域,将其与用户所选图像进行拼贴,得到新目标图像,并以此进行色彩传递,解决了色彩传递用户对图像色彩处理多样化、个性化需求的问题。同时,针对传统感兴趣区域提取方法容易受纹理噪声干扰、提取尺寸不易控制等问题,提出一种基于变异度的感兴趣区域提取新算法。实验结果表明,该算法效果良好。基于变异度的感兴趣区域提取算法可更准确获取图像的感兴趣区域。基于感兴趣区域的色彩传递算法可在不影响图像主体内容表达的情况下,使得色彩传递的效果更加生动多变,更具个性化,提高了色彩传递应用的灵活度。     

有序子集最大似然SPS算法在CT中的应用

研究CT图像技术,就是投影图像重建过程.为了提高X射线CT图像重建的收敛速度和图像质量,将有序子集最大似然可分离的抛物面型替代函数算法(OS-ML-SPS)应用于X射线CT图像重建,通过对Shepp-Logan头部模型的一个切片进行仿真实验,验证了算法的可行性,然后用来重建X射线CT采集的实际投影数据,并与ART算法,FBP算法相比较,重建结果表明,OS-ML-SPS算法的初始收敛速度明显比ART快,其重建的图像质量优于FBP算法.算法为X射线CT图像重建提供了新的研究途径.     

基于ISA-DWT的多个任意形状感兴趣区域编码框架

提出了一个多个任意形状感兴趣区域编码框架.通过引入灰度掩膜图像来表示不同感兴趣区域的优先级,在总的目标码率和各个优先级感兴趣区域重建质量的约束条件下,按照优先级从高到低的顺序对不同的感兴趣区域采用整数到整数形状自适应离散小波进行变换,对变换后的系数采用修改的SPIHT算法产生单独的压缩码流.实验结果表明,本编码框架有如下优点：（1）根据感兴趣区域的优先级顺序来保证感兴趣区域的目标重建质量;（2）适合于任意形状感兴趣区域的有损和无损压缩;（3）感兴趣区域重建质量估计方法简单有效.     

扇束等距CT滤波反投影重建算法的研究

我们提出了一种快速的扇束等距CT滤波反投影重建算法.这种新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象来实现.实验结果表明：对于一幅512x512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.     

基于DSP的PET图像重建方法

以美国德州仪器公司的高性能数字信号处理器TMS320C6455为核心,在低成本DSP（Digital Signal Processor）平台上优化并实现了一种基于滤波反投影的PET（Positron Emission Tomography）图像重建算法FBP （Filtered Back Projection）。实验结果表明,通过针对性的算法和代码优化,系统能够在40秒内完成512×512分辨率PET图像的重建,并获得满足应用需要的图像清晰度。基于DSP平台的PET图像重建方法在PET医学图像重建及其他医学成像领域具有良好的应用前景。     

Optical transillumination tomography with tolerance against refraction mismatch

Optical transillumination tomography (OT) is a laser-based imaging modality where ballistic photons are used for projection generation. Image reconstruction is therefore similar to X-ray computed tomography. This modality promises fast image acquisition, good resolution and contrast, and inexpensive instrumentation for imaging of weakly scattering objects, such as for example tissue-engineered constructs. In spite of its advantages, OT is not widely used. One reason is its sensitivity towards changes in material refractive index along the light path. Beam refraction artefacts cause areas of overestimated tissue density and blur geometric details. A spatial filter, introduced into the beam path to eliminate scattered photons, will also remove refracted photons from the projections. In the projections, zones affected by refraction can be detected by thresholding. By using algebraic reconstruction techniques (ART) in conjunction with suitable interpolation algorithms, reconstruction artefacts can be partly avoided. Reconstructions from a test image were performed. Standard filtered backprojection (FBP) showed a round mean square (RMS) deviation from the original image of 9.9. RMS deviation with refraction-tolerant ART reconstruction was 0.33 and 0.24, depending on the algorithm, compared to 0.57 (FBP) and 0.06 (ART) in a non-refracting case. In addition, modified ART reconstruction allowed detection of small geometric details that were invisible in standard reconstructions. Refraction-tolerant ART may be the key to eliminating one of the major challenges of OT.     

CT图像重建滤波反投影析算法的精度研究

CT是常被用于医学和工业领域的计算机断层成像技术,这是一种优质无损诊断技术,即利用投影数据重建物体断层图像。对于精密部件的检测在图像重建无损检测应用中需要有更高的精度要求,CT应用中期待解决的关键问题是怎么样能直接重建出满足工程目标的CT图像。本文就系统地深入地研究了解析式图像重建算法的精度。在重建算法中滤波反投影（FBP）算法是解析法的根本,所以本文以该算法的实现,利用定积分数值计算方法,根据反投影的特点,提出了基于辛普生公式的精确反投影方法。     

结合改进扩散和双边滤波的低剂量CT重建

针对低剂量计算机断层扫描(CT)重建图像时出现明显条形伪影的现象,提出一种结合非局部均值模糊扩散和扩展邻域双边滤波的中值先验(MP)重建算法。首先,使用基于非局部均值模糊扩散方法对中值先验分布的最大后验(MAP)重建算法进行改进,以减少重建图像中的噪声;然后,采用基于扩展邻域的双边滤波方法对重建图像进行处理,以保持图像的边缘和细节信息,进一步提高重建图像的信噪比。采用Shepp-Logan模型和胸腔模型来验证算法的有效性,实验结果表明,与滤波反投影(FBP)、中值根先验(MRP)、非局部均值模糊扩散的MP重建(NLMMP)算法和非局部均值双边滤波的MP重建(NLMBFMP)算法相比,所提新算法的归一化均方距离和均方绝对误差最小,且信噪比最高,分别为10.20 dB和15.51 dB。该重建算法可以在对重建图像进行降噪的同时保持了图像的边缘和细节信息,改善了低剂量CT图像质量退化的问题,获得高信噪比和高质量的重建图像。     

基于压缩感知的步长自适应前向后向追踪重建算法

压缩感知(CS)是一种新的信号采样、处理和恢复理论,能够显著地降低高频窄带信号的采样频率。针对稀疏度未知信号的重建,提出了步长自适应前向后向追踪(AFBP)算法。不同于固定步长前向后向追踪(FBP)算法,AFBP的步长可变。它利用一种自适应阈值的方法选取前向步长,然后对候选支撑集进行正则化处理以保证其可靠性,接着用自适应阈值与变步长双向控制的方法选取后向步长以减少重建时间。AFBP能够自适应后向删除估计支撑集中部分错误索引以提高信号准确重建概率。在稀疏信号非零值服从常见分布条件下,用AFBP、FBP等算法进行重建的结果表明,AFBP的准确重建概率、重建精度与FBP相当,重建时间明显少于FBP,能够更高效地重建稀疏度未知信号。     

基于汉宁窗函数的滤波器的设计

在CT图像重建中,滤波反投影是目前采用最为广泛的算法,滤波器又是滤波反投影的重要组成部分,因此滤波器的设计是滤波反投影算法的关键.滤波器的设计主要是其窗函数的选择,本文基于汉宁窗函数的特点,提出了一种可调节参数的窗函数.通过仿真实验,给投影数据加入噪声,采取不同的参数进行图像重建,考察不同的参数对噪声的抑制作用.实际检...