扇束CT几何伪影的校正方法

实际工业CT系统很难满足经典CT图像重建公式所要求的射线源焦点、转台中心及线阵探测器之间严格的对准关系.不满足对准关系将导致经典CT图像重建公式所重建的图像中出现几何伪影.本文引入可以描述一般情况下CT扫描几何关系的一组几何参数,给出了由金属丝的投影数据间接估计这些几何参数的方法,还给出了基于这些几何参数的图像重建公式...     

一种基于双源锥束CT的新型引信检测系统设计

引信是炮弹引爆的重要装置。为了提高炮弹的安全性以及一次性引爆率,需要一种快速准确的引信检测方式。对比以往的检测方式,本文从实际出发设计了一种基于双源锥束CT的引信检测系统。该系统可以针对引信这种特殊部件进行无损快速准确地检测。     

光栅相衬CT中吸收信号环形伪影的去除方法

提出一种光栅X射线相衬断层扫描中吸收信号环形伪影的去除方法。该方法采用正弦图域和重建图域结合的处理算法。对于弱伪影,通过正弦图域的排序和滤波去除。而对于强伪影,首先根据环形伪影在极坐标系的表现,计算残差图像,转换到笛卡尔坐标系得到伪影像素和样品的边界;进而使用基于机器学习的图像分割方法获取每一类样品的分布,同时为了保护边界信息,通过形态学操作获得样本的内部区域;最后再利用残差图像的分布特征定位伪影像素,并使用临近非伪影像素均值替代。实验结果表明该方法可以在不破坏样品边界的前提下有效地去除图像中的环形伪影。     

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.     

利用轨迹修复改进CT金属伪影去除算法的研究

金属伪影严重地影响CT图像的质量及其医学诊断价值。考虑到临床数据的可靠性及时效性,正弦图修复及其改进的方法已成为近年来研究的热点。典型的NMAR方法(Normalized Metal Artifact Reduction),多数情况下能准确地恢复原始数据,并尽可能少地残留或引入新的伪影。然而当出现高密度组织（骨头等）与金属不相邻时,就会在金属与高密度组织间不可避免地引入或残留部分伪影。本文在NMAR算法的基础上,引入了一种基于正弦图中轨迹修复的金属伪影去除方法(TNMAR）。具体地,在NMAR方法中正弦图归一化后的区域修复期间,引入了高密度组织轨迹方向的平滑修复。此方法一定程度上削减了NMAR修复后金属与高密度组织间的残留伪影,且尽可能地恢复了原图的高对比度及组织细节。临床中,有很高的应用价值。      

应用先验插值校正CT金属伪影

针对CT系统在实际应用中出现的金属伪影问题,提出一种基于先验插值的金属伪影校正算法。文中通过预滤波、骨骼分割和软组织恢复步骤计算先验图像,并利用先验图像的正向投影对原始投影中的金属投影区进行插值校正。应用该算法对数值仿真图像和临床CT图像分别进行了校正重建实验。数值仿真实验表明,用提出算法校正的结果比线性插值金属伪影校正算法、归一化金属伪影校正算法校正的结果更接近理想体模。临床数据实验表明:该算法的重建结果有效抑制了金属伪影,清晰重建出金属边缘细节,极大地提高了重建图像的质量。     

基于最大互信息量熵差分割的CT金属伪影消除

 本文作者提出一种基于图像最大互信息量熵差分割的CT金属伪影消除算法.新算法首先利用各向异性高斯滤波对原始CT图像进行预处理,以抑制CT图像中的部分噪声和伪影;其后配合最大互信息量熵差分割算法,对预处理CT图像进行自适应多目标分割;接着通过对分割后的金属物图像及由金属引起的伪影进行正向投影,得到金属物的投影数据,并将此投影数据与原始CT图像的正向投影数据做"与"运算,以获取金属物投影在投影空间内的索引函数,再将原始CT投影数据减除金属物对应的投影数据部分,利用索引函数完成原始CT投影数据中的反馈式插值处理,得到修正的投影数据;最后对修正的投影数据采用滤波反投影完成CT图像重建.实验表明,本文算法对含有金属伪影的真实体模CT图像和临床CT图像的伪影消除均有尚佳表现.     

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。     

采用高频能量的CT几何参数自标定方法

针对锥束CT系统中几何参数失配引起几何伪影的问题,提出了一种采用空域高频能量的几何伪影自校正算法。该算法以重建图像的空域高频能量为目标函数建立优化模型,通过单纯形法迭代求解使空域高频能量最大的几何参数最优解。利用投影图像的特性提取部分参数作为输入初值,减小算法搜索范围。并采用图形处理器（Graphic Processing Unit,GPU）对自校正过程中的图像重建并行加速,减少重建时间,提高校正速度。实验结果表明:该算法具有较高的求解精度,最大相对误差不超过5%,对重建图像中的几何伪影有较好的校正效果。同时,在不影响精度的情况下减少了迭代次数,算法执行效率提高了18.8%。     

基于变螺距螺旋FDK重建算法的研究

目前广泛应用的锥束螺旋CT主要采用螺旋FDK算法进行图像重建,但为了使算法能更应用于实际,许多学者对标准的螺旋轨迹进行了拓展.本文主要研究了变螺距螺旋扫描轨迹.变螺距螺旋扫描可以提高扫描速度,有更高的时间、空间分辨率.本文详细介绍了变螺距螺旋扫描轨迹,给出了具体的变螺距螺旋扫描轨迹方程.针对图像重建,本文主要从FDK重...     

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。     

CT重建中滤波器的设计与实现

CT重建算法主要包括解析法和迭代法,因为解析法重建速度快,所需数据存储空间较小,所以在实际中的应用更为广泛。在商业CT中,几乎毫无例外地采用卷积反投影重建算法,滤波算子是这一算法中一个非常重要的部分。目前CT重建算法的研究热点一方面是改进算法提高图像重建速度,另一研究内容主要集中在预处理滤波器的设计与实现,以便得到边缘清晰、平滑及噪声较少的图像。本文从滤波器的设计定义出发,分析讨论了它的性质,并在此基础上提出来一种新的滤波器。经过实验验证,新的滤波器取得比较理想的结果。     

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...     

一种新颖的复合环形谐振腔的理论分析

文章基于环形谐振腔所具有的非线性相位传输特性,提出了一种新型的动态光谱滤波器结构,它将全通环形谐振腔调相器接入平衡马赫-曾德干涉仪,实现复合结构的动态滤波特性.与传统的马赫-曾德干涉仪相比,此复合滤波结构可利用远小于π的相移调整实现输入光信号的开关,因此,在提高开关速度、降低调相器功耗等方面具有重要的应用价值.     

基于提升小波变换和中值滤波的图像去噪方法研究

针对实际拍摄的背景复杂、目标对比度和信噪比低的图像,在综合考滤图像去噪平滑效果、图像清晰程度和时间复杂度的基础上,提出一种基于提升小波变换和中值滤波的图像去噪方法.首先对含噪图像进行提升小波分解,再在图像高频部分进行中值滤波以改善图像的消噪效果,最后采用信噪比(SNR)与均方根误差(RMSE)和图像灰度曲面图作为图像去噪效果的评估,将提升小波变换和中值滤波相结合的图像去噪方法与小波去噪、小波与中值滤波结合消噪等进行对比实验.实验结果表明,该方法既能消除图像噪声又能达到保持其图像边缘要求,且时间度较低.