多层CT重建算法对比研究

目前多层CT的重建算法主要有基于FDK的三维滤波反投影算法以及基于多层投影数据重排的二维FBP重建算法。本文对传统的FDK算法、基于投影角度二维/三维加权的CB-FBP算法以及自适应轴向插值AAI-FBP算法的性能进行了对比实验,并对实验数据进行了细致地分析。实验结果表明:在这几种重建算法中,AAI-FBP算法对于多层CT的重建效果最好,这对于后续多层CT重建算法的改进以及临床应用研究提供了可靠的实验依据。     

基于FDK算法减小误差的研究

本文介绍了一个重建误差和扫描半径之间的关系,并在此关系的基础上提出了一种新的基于不同半径的两个同心圆轨道的算法,利用估算的重建误差改善重建结果。随后进行了数值仿真实验。通过数值模拟实验评价了此算法的性能,结果表明新的算法能比已有的同类算法更好地估计重建误差,从而获得更精确的重建结果,在锥角≤±10°时都能获得相当好的重建结果,在锥角更大时也能起到很好的改善作用。最后本文讨论了此类算法的局限性。     

CT扫描参数及重建算法对胸部CT值影响的在体研究

目的：探讨不同扫描参数及重建算法对在体胸部各组织CT值的影响。方法：在不同CT扫描条件下测量人体胸部的气管、血管、肺、椎体与肌肉的CT值。分别设定6组不同扫描参数及重建算法：S1层厚5 mm、50%多模型自适应迭代重建技术（ASIR-V）、低剂量;S2层厚5 mm、滤波反投影（FBP）、常规剂量;S3层厚1.25 mm、50%ASIR-V、低剂量;S4层厚1.25 mm、50%ASIR-V、常规剂量;S5层厚1.25 mm、FBP、低剂量;S6层厚1.25 mm、FBP、常规剂量。扫描的辐射剂量采用两种噪声指数（NI）来进行控制,包括低剂量（NI=40）和常规剂量（NI=10）。采用t检验或秩和检验分析比较不同的两个组之间CT值的差异。结果：扫描剂量仅对气管CT值的影响具有统计学意义,对其他组织CT值无影响;扫描层厚与重建算法对胸部各个组织CT值的影响均未见统计学差异。结论：人体胸部组织CT值受CT层厚、重建算法和CT剂量的影响小,具有良好的稳定性。     

体CT锥束精确图像重建Katsevich算法的理论研究

本文主要介绍了关于新型的锥束CT重建算法——Katsevich算法。首先描述了如何引入Katsevich重建公式,同时介绍了Tam-Dannielson窗口和PI线的一系列与其他重建算法不同的重建方式,指出反投影过程与Feldkamp重建算法的反投影过程是一样的。我们可以利用这个重建算法有效地进行锥束螺旋CT重建,并得到效果理想的图像。我们也可以设计相应的并行算法,便于分析这些算法的复杂度,如：分析算法时间并且采用并行算法加快运行速度。这个方法也可以被用来改进成为其他重建公式（例如Zou和Pan的BPF型反转公式）。     

锥束CT图像重建算法

随着螺旋多层面CT的出现，医用CT正在向着螺旋锥束CT转变，从螺旋锥束数据来重建图像有许多优点，但是这种成像方式在数学上比较复杂，技术实现也有相当的难度。本文介绍这一领域的重要成果，特别是近年文献中的基本思想，文中涉及及各种主要重算法，包括准确重建，近似重建和迭代重建算法，简言之，当数据是完整的，无噪音的，应选择准重建方法，当数据是有噪音的和／或受物体运动干扰，近似重建会有较好的性能，而当数据是不可靠的和被载截断时，迭代方法可以发挥作用，今后主要研究方向是对这些算法进行改进，比较它们的特性，并将其优点结合到一起。     

最大后验概率重建算法在发射CT中的应用

最大似然期望最大(Maximum Likelihood-Expectation Maximization, MLEM)重建算法已在发射CT的二维重建中得到了广泛的研究和应用,但MLEM有两点不足:1)一定迭代次数以后噪声随着迭代增多而增多.2)重建需要太长时间.而最大后验概率重建算法(maximum a posteriori, MAP)根据图像的先验知识分布,则可以有效的抑制噪声,后来逐渐发展起来的多种加速迭代方法结合MAP重建算法可以缩短重建时间.本文对近年来MAP重建算法的发展做了一个回顾,并对各类算法了做了比较和讨论.     

IMR、iDose4和FBP三种重建算法在隆鼻整形术CT扫描的应用研究

目的:探讨IMR、iDose4和 FBP三种重建算法在肋软骨隆鼻术前胸部多排螺旋CT扫描中对图像质量的影响。方法:收集符合纳入标准的拟行自体肋软骨隆鼻术患者60例,术前均行胸部CT检查,分别使用IMR、iDose4和 FBP三种重建算法生成图像并进行相关后处理重建肋软骨,记录并比较各组图像质量主观评价分数和客观评价的指标如:肋软骨CT值、噪声、信噪比、对比噪声比。结果:三种算法得到的CT重建图像都能准确评估肋软骨钙化程度;主观评分IMR、iDose4组与FBP组相比,在MIP图像上评分均值分别增加50.5％和33.6％,在VR图像上评分均值分别增加51.0％和19.0％。IMR组较iDose4组的评分均值在 MIP图像和VR图像上分别增加了11.1％ 和21.1％。客观评价肋软骨CT值、信噪比和对比噪声比并作统计学分析,最终显示IMR、iDose4和 FBP三种重建算法组间对比有显著差异,IMR组明显最优。结论:IMR、iDose4和 FBP三种重建算法均能准确评估自体肋软骨是否存在钙化及程度,IMR算法较后两者更能显著降低图像噪声,提高CNR、SNR,提升肋软骨的主观图像质量,为制定最佳术前方案提供更精准的相关信息,可作为肋软骨CT检查首选算法重建技术进行应用,值得大力推广。      

一种基于FDK算法的扁平物体局部重建方法

投影数据有截断的局部重建问题是CT重建领域的一个难点,传统的重建算法会产生严重的截断伪影,最近提出的BPF算法和POCS迭代方法虽然能解决局部重建问题,但是它们的重建效率和并行性都比较差。针对特殊的扁平形状物体的局部重建问题,本文对FDK算法在此类问题上的适用性进行了分析研究。通过数字仿真实验,给出了一个可以比较准确重建扁平物体局部区域的条件,即:局部区域在水平方向上的长度大于该物体在水平方向上长度的1/8,物体厚度小于该物体在水平方向上长度的1/13。数字仿真和真实数据的重建结果证实了在这个条件下FDK算法可以很好地实现扁平物体的局部重建。     

基于新的非局部先验模型的Bayesian低剂量CT重建算法

为了改善低剂量CT重建图像质量,在传统非局部先验的基础上,提出了一种基于投影对称性的改进非局部先验模型。基于该先验模型构造了一种贝叶斯（Bayesian）重建算法,并将其应用到低剂量CT投影数据降噪中,通过滤波反投影算法重建出图像。仿真实验结果表明,本文所提出的算法较基于传统先验模型的重建算法,能在去除噪声与保持边缘之间取得较好的平衡。     

基于改进NL-Means的医学CT图像降噪

医学CT图像在成像的过程中,不可避免地会引入噪声。图像噪声会降低图像质量,影响临床诊断。因此,医学CT图像降噪在诊疗中起着重要作用。本文首先介绍了经典的NL-Means(非局部均值算法)算法,然后在此基础上改变对降噪起关键作用的加权核函数。实验证明本文算法对医学图像降噪有一定的效果,并且能够更好保留原图像的细节信息。在图像降噪后的峰值信噪比(PSNR)方面,本文算法比NL-Means算法最大可提升2.59 dB。     

由投影重建图像的对称网格迭代算法

本文对于工业CT检测中常用的代数迭代重建算法提出了改进,利用投影射线之间存在的几何对称结构,提出了图像重建的对称网格迭代算法(简写为SM-IRT).该算法简化了投影系数矩阵的计算,调整了迭代算法逐线校正的迭代顺序.对模拟数据和工业CT实测数据进行了重建图像的数值实验,结果表明:与常规算法比较,本文提出的新算法重建速度快,成像精度高.     

垂向非均匀背景多频背向散射层析成像

相对于单频衍射层析成像而言，垂向非均匀背景多频背向散射层析成像方法大大提高了图像的分辨率和质量；其计算速度比其它诸如多频全息术、叠前偏移等多频方法快得多；用反传播进行成像时，该方法的计算速度与有关文献提出的均匀背景相应的方法几乎相同，但该方法适用于垂向非均匀背景，因而更适于实际应用．本文还提出了垂向非均匀背景中空间域Ｂｏｒｎ散射数据的一种快速形成方法．     

图象重建中的基本定理及其数值计算

本文系统地给出了基于投影的图像重建的6个基本定理及其数值计算方法，研究了变焦束投影的扫描方式主要用于单光子断层扫描（SPECT）中以提高信噪比和分辨力。     

计算水平层状介质电阻率权系数的一种方法

本文提出了计算水平层状介质电阻率权系数的一种新方法,阐述了这种计算方法的原理,说明了这种方法的计算速度和精度。文中还给出了三层、四层介质权系数的一些计算结果,并简要分析了权系数的变化特征,特别是负效应和峰值增强效应。     

基于SIFT特征的SAR图像配准方法在玉树地震中的应用

本文针对SAR图像特点, 提出了基于改进SIFT(尺度不变特征变换)算法的SAR图像配准方案: ① 对待配准图像进行ISEF(无限对称指数滤波器)滤波处理, 降低图像的斑点噪声; ② 采用SIFT算法提取特征点, 略过差分金字塔第一层的特征点检测, 提高时间效率; ③ 在欧氏空间内剔除误匹配点, 提高配准精度。 实验表明, 本文提出的SAR图像配准方案检测到的匹配点对的数量和稳健性都有提高, 精度能够满足亚像元级SAR图像的应用需求, 且用时比传统SIFT方法减少60%以上。 最后对精配准的SAR图像进行震害变化检测, 得到的震害分布与高分辨率光学图像上判读的建筑物毁坏情况基本一致。     

CT图象重建的算法优化和代码优化

卷积反投影是CT图象重建的最重要算法作为一种线性处理,其基本算法并不复杂,但由于CT的数据量庞大,使得图象重建的计算十分耗时.国外CT大都采用基于64位CPU的工作站并配以专门为CT建象设计的阵列处理板,这种昂贵的造价数十万元的计算机系统对一般医院用户来说是很大的经济负担.相反我们一直采用通用PC工作站,不仅降低了成本,而且计算机可以得到迅速的升级.这样,为满足医院临床诊断和治疗对建象速度的需要,我们就必须对该算法进行优化,优化的效果也成为CT软件能否适应市场需要,能否最终产品化的关键.本文总结了针对CT图象重建分别在算法层次和代码层次上所做的优化工作.第一,在算法实现的层次上,(1)在反投影算法中,进行内外循环交换,将最内层循环的计算量最大限度地减少,(2)利用反投影算法的对称性,只计算出部分图象数据并对称得到其它图象数据,(3)根据不同的视野范围自动调整反投影的计算量,(4)充分利用FFT的特点,提高实数线性卷积的效率.(5)数据的行列交换,用于提高CPU对数据的存取速度.第二,在代码编程的层次上,充分利用新一代微机CPU--Pentium III提供的新资源、新指令和相应的代码优化工具软件,重新编写算法关键部分的程序代码,以提高程序的实际执行效率.在东大阿尔派全身CT扫描机CT-C2000上的实际测试表明,通过上述算法优化和代码优化,CT图象重建软件的运行速度提高了8倍以上,己达到了医院实际使用的要求.     

火山地震的理论地震图计算方法

本文首先分析了不同类型火山地震的波形,提出了相应的震源模型.然后发展了计算层状介质理论地震图的部分分离变量—有限差分方法,其最重要的环节是引用了吸收边界条件,使计算工作得以简化.这种方法特别适用于火山地震的理论地震图计算.最后,本文给出了计算实例.     

CT图像的质量分析与控制

本文论述了鉴定ＣＴ图像质量的标准,阐述了提高ＣＴ图像质量的各技术环节,为ＣＴ图像质量控制提出了有效的方法。     

大地电磁视电阻率和阻抗相位资料的联合解释

本文叙述了大地电磁视电阻率和阻抗相位资料联合解释的原理与计算方法。通过具体算例的分析,表明该方法是正确有效的,而且在缩小多解性方面,要比单纯的视电阻率资料反演法或阻抗相位资料反演法优越     

图像重建的射线交切反投影法

本文详述了一种快速图像重建方法——射线交切反投影法。它吸取了代数重建算法的某些长处,但无迭代计算,简单实用,对于野外作业使用更显得方便,利用此方法,重建了实测的电磁波吸收系数图像,它比传统的阴影交汇法有更好的分辨率。