转台单侧多次偏置的旋转扫描模式的重建算法 被引量：8

1

作者 陈明 张慧滔 +1 位作者 陈德峰 张朋 《无损检测》 2009年第1期29-34,共6页

在用短的线阵探测器检测大尺寸物体时,人们提出了多种扫描模式,以扩大扫描视野,其中RT(rotation-translation),即旋转加平移扫描模式在工程上较为实用。针对CT转台单侧多次偏置的RT扫描模式,提出了反投影滤波型的重建算法。该算法可以... 在用短的线阵探测器检测大尺寸物体时,人们提出了多种扫描模式,以扩大扫描视野,其中RT(rotation-translation),即旋转加平移扫描模式在工程上较为实用。针对CT转台单侧多次偏置的RT扫描模式,提出了反投影滤波型的重建算法。该算法可以直接重建CT图像,避免了已有算法所需要的数据重排,因而提高了计算效率和图像空间分辨力,使图像重建所需的投影数据减少约一半,从而在相同的旋转和平移次数下有效地扩大了扫描视野。实际CT扫描数据验证了重建算法的正确性。 展开更多

关键词 重建算法 RT扫描模式 转台偏置 扫描视野 反投影滤波

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一种用于小体积偏置探测器锥束CT系统的反投影滤波重建算法 被引量：5

2

作者 李亮 陈志强 +2 位作者 张丽 邢宇翔 康克军 《CT理论与应用研究（中英文）》 2007年第1期1-9,共9页

在传统的CT系统中,系统的硬件成本和计算量都是非常巨大的。本文深入分析了一种利用偏移放置的面阵探测器的锥束CT系统,在这种系统中X射线束仅仅覆盖被扫描物体的一半体积,投影数据在探测器方向上是截断的,探测器尺寸和投影数据量都减... 在传统的CT系统中,系统的硬件成本和计算量都是非常巨大的。本文深入分析了一种利用偏移放置的面阵探测器的锥束CT系统,在这种系统中X射线束仅仅覆盖被扫描物体的一半体积,投影数据在探测器方向上是截断的,探测器尺寸和投影数据量都减少为传统CT系统的一半。在这种扫描方式下,现有的重建方法是首先利用重排算法获得180度范围内的平行束投影数据,然后再利用滤波反投影(FBP)算法重建出物体的三维图像。但是重排算法不可避免地会引入误差,降低重建图像的空间分辨率。本文提出了一种反投影滤波(BPF)形式的直接反投影重建方法,该方法不需要对投影数据重排,直接反投影滤波重建出最终的图像。因此,该算法在数学上更简洁,计算速度更快,能够更多地保留重建图像的高频信息。最后,数值模拟实验结果验证了该系统和重建算法能够获得高质量的CT图像。 展开更多

关键词 计算机断层成像 横向截断 PI线 反投影滤波 直接反投影

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用反投影滤波算法实现CT图像的ROI重建 被引量：3

3

作者 洪贤勇 乔志伟 《电视技术》 北大核心 2014年第7期29-32,共4页

为了实现感兴趣区域(Region of Interest,ROI)的重建,使用了一种利用微分和有限希尔伯特变换的局部特性的反投影滤波(back projection filteration,BPF)算法。该算法是一种理论上精确的ROI重建算法,首先对仅仅覆盖ROI区域的投影数据微分... 为了实现感兴趣区域(Region of Interest,ROI)的重建,使用了一种利用微分和有限希尔伯特变换的局部特性的反投影滤波(back projection filteration,BPF)算法。该算法是一种理论上精确的ROI重建算法,首先对仅仅覆盖ROI区域的投影数据微分,然后反投影到ROI区域,最后沿着覆盖ROI区域的PI线做有限希尔伯特滤波得到ROI图像。仿真实验表明BPF算法和经典的滤波反投影(Filtered Back Projection,FBP)算法的全局重建的精度基本相同,但该算法可以实现精确的ROI重建,而FBP算法因不具有局部特性,不能实现ROI重建。在实现有限希尔伯特变换时,采用了加权希尔伯特变换的方法,有效地避免了图像两边的亮条伪像。 展开更多

关键词 ROI重建 反投影滤波 滤波反投影 有限希尔伯特变换 PI线

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PI线理论下的扇形束CT反投影滤波精确局部重建算法 被引量：3

4

作者 郭荣 乔志伟 《小型微型计算机系统》 CSCD 北大核心 2014年第12期2745-2748,共4页

由于扇形束CT图像重建易于实现和控制,被广泛应用于医学和工业无损检测.为了解决截断投影数据的精确重建问题,该算法提出一种基于PI线的扇形束反投影滤波(backprojection filtration,BPF)局部重建算法,先将获得的投影数据微分,再将微分... 由于扇形束CT图像重建易于实现和控制,被广泛应用于医学和工业无损检测.为了解决截断投影数据的精确重建问题,该算法提出一种基于PI线的扇形束反投影滤波(backprojection filtration,BPF)局部重建算法,先将获得的投影数据微分,再将微分的数据加权反投影到平行的PI线上,最后沿PI线方向进行有限Hilbert变换获得重建图像.该算法只利用理论上最少的投影数据就实现了图像的精确全局重建,同时利用求导和有限Hilbert变换的局部特性最终实现了图像的精确局部重建,减少了成像扫描和对被扫描物体的辐射剂量;最后还利用不同的求导方法和插值方法进行仿真,比较其对重建图像的影响,三点求导和线性插值能使图像获得更高的精度,伪影较少,更具利用价值. 展开更多

关键词 扇形束 PI线 反投影滤波 精确局部重建

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基于平行PI线段的平行束CT重建 被引量：2

5

作者 谷建伟 张丽 +2 位作者 陈志强 李亮 唐杰 《清华大学学报（自然科学版）》 EI CAS CSCD 北大核心 2007年第3期393-395,400,共4页

为了研究基于PI线段的反投影滤波重建方法在CT(computed tomography)系统中的应用,提出了一种基于平行PI线段的简化的平行射束重建算法。该算法首先对平行X射线束产生的投影数据进行微分,然后把这些微分后的数据反投影到一系列的平行PI... 为了研究基于PI线段的反投影滤波重建方法在CT(computed tomography)系统中的应用,提出了一种基于平行PI线段的简化的平行射束重建算法。该算法首先对平行X射线束产生的投影数据进行微分,然后把这些微分后的数据反投影到一系列的平行PI线段上,最后沿着PI线段的方向对反投影数据进行Hilbert滤波,即得到重建图像。利用Shepp-Logan模型进行计算机数值模拟实验,得到了该算法和传统的滤波反投影算法的对比结果。利用微焦点X射线CT的投影数据进行重建,得到了实际数据下的重建图像。实验结果表明,该简化算法能够进行精确重建,可以应用于实际的CT系统。 展开更多

关键词 重建算法 反投影滤波 PI线段 CT图像

原文传递

螺旋锥束计算机断层成像倾斜扇束反投影滤波局部重建算法 被引量：2

6

作者 席晓琦 韩玉 +1 位作者 李磊 闫镔 《物理学报》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2019年第8期257-265,共9页

螺旋锥束计算机断层成像(CT)作为常用的临床诊断工具,如何尽可能地减少其辐射剂量是热点研究领域之一.局部成像利用准直器减小射线直照区域,能够有效降低CT辐射剂量.然而,局部成像会造成投影数据横向截断,产生局部重建问题.现有螺旋反... 螺旋锥束计算机断层成像(CT)作为常用的临床诊断工具,如何尽可能地减少其辐射剂量是热点研究领域之一.局部成像利用准直器减小射线直照区域,能够有效降低CT辐射剂量.然而,局部成像会造成投影数据横向截断,产生局部重建问题.现有螺旋反投影滤波(BPF)算法只能实现局部曲面重建,难以实现局部体区域重建.在圆轨迹扇束BPF算法的基础上,通过加权修正和坐标扩展,提出了螺旋锥束CT倾斜扇束反投影滤波(TFB-BPF)重建算法.该算法把重建区域按层划分,对各层构建倾斜的扇形束几何,并使用经过加权修正的TFB-BPF算法逐层进行重建.该算法最大的优势是滤波线(与原始螺旋锥束BPF算法中PI线等价)在二维平面内选择,算法更加简洁高效,并且能够应用于局部体区域的重建.实验结果表明,算法能够有效重建物体局部体区域,并且重建图像质量较好,没有明显的截断伪影. 展开更多

关键词 锥束计算机断层成像 螺旋轨迹 局部成像 反投影滤波

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一种基于反投影滤波的精确心脏重建算法 被引量：1

7

作者 郑晗 康雁 《中国生物医学工程学报》 CAS CSCD 北大核心 2018年第5期631-635,共5页

在分析心脏重建算法存在问题的基础上,结合反投影滤波重建算法及心脏重建的特性.提出一种基于反投影滤波的精确心脏重建算法。该算法通过M平面选取、心脏投影数据处理、M平面重建及重建图像重组等步骤,将滤波反投影重建算法应用于心脏... 在分析心脏重建算法存在问题的基础上,结合反投影滤波重建算法及心脏重建的特性.提出一种基于反投影滤波的精确心脏重建算法。该算法通过M平面选取、心脏投影数据处理、M平面重建及重建图像重组等步骤,将滤波反投影重建算法应用于心脏重建中,避免原始非精确心脏重建算法中的锥角伪影、螺旋伪影,提高重建时间分辨率。以一患者的临床图像进行重建。结果对比表明,所提出的重建算法在冠脉血管CT均值上提高8%,最大值上提高4.4%,有效地减少心脏重建所需的投影数据范围,并为实现心脏低剂量超短扫描提供算法支持。 展开更多

关键词 心脏重建 反投影滤波 精确重建 M平面

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基于GPGPU的锥束螺旋CT DBPF重建算法的实现与加速方法研究 被引量：1

8

作者 沈乐 邢宇翔 《核技术》 CAS CSCD 北大核心 2010年第11期857-862,共6页

基于PI线的微分反投影滤波(DBPF)算法是新型的锥束螺旋X射线CT精确重建算法,然而,由于计算量大,在CPU上重建速度缓慢。通用图形处理器(GPGPU)是一种SIMD并行硬件架构,具有强大的浮点运算能力。本文介绍一种新的PI线选取和采样方法,利用... 基于PI线的微分反投影滤波(DBPF)算法是新型的锥束螺旋X射线CT精确重建算法,然而,由于计算量大,在CPU上重建速度缓慢。通用图形处理器(GPGPU)是一种SIMD并行硬件架构,具有强大的浮点运算能力。本文介绍一种新的PI线选取和采样方法,利用美国NVIDIA公司的计算统一设备架构(CUDA)为DBPF算法的PI线重建提供加速优化策略。使用模拟数据的重建实验进行方法的性能测试,得到了满意的图像质量,重建速度也显著提升(318倍加速比)。还讨论了重建参数对重建图像质量和计算速度的影响,建议了参数选择方式。 展开更多

关键词 X射线光学 CT重建 反投影滤波 PI线 通用图形处理器 CUDA

原文传递

半覆盖锥束CT中扁平物体的高效反投影滤波重建 被引量：1

9

作者 张峰 闫镔 +2 位作者 汪先超 江桦 魏星 《物理学报》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2013年第16期458-464,共7页

全覆盖圆轨迹扫描的成像视野受探测器宽度限制,对于大物体的成像效率较低.半覆盖扫描可以将成像视野扩展近1倍,图像重建首推使用反投影滤波型算法.反投影滤波型算法按PI线重建,各PI线积分区间的不一致性导致通信和计算消耗大,影响重建效... 全覆盖圆轨迹扫描的成像视野受探测器宽度限制,对于大物体的成像效率较低.半覆盖扫描可以将成像视野扩展近1倍,图像重建首推使用反投影滤波型算法.反投影滤波型算法按PI线重建,各PI线积分区间的不一致性导致通信和计算消耗大,影响重建效率.针对半覆盖成像中扁平形状物体的重建问题,提出了一种改进的反投影滤波型算法,且证明了当扁平物体的厚度小于2Rsin(2π/Np)(R为扫描半径,Np为圆扫描一周均匀采集的投影数量)时,PI线积分区间的不一致性在数值计算过程中的误差是可以忽略的.改进后的算法相比原半覆盖反投影滤波算法具有两个明显的优势:一是数值计算过程中角度循环移至PI线循环之外,算法的通信需求显著降低;二是投影数据求导、反投影和沿PI线滤波三个步骤均能够并行计算,算法的并行性得到增强.数值仿真与实际数据的实验结果表明,本文算法与原半覆盖反投影滤波算法的重建精度相当,但计算效率提高了4.6倍. 展开更多

关键词 锥束CT 半覆盖成像 反投影滤波 PI线

原文传递

一种利用小体积偏置探测器的新型锥束X射线CT系统(英文) 被引量：10

10

作者 李亮 陈志强 +2 位作者 张丽 邢宇翔 康克军 《高能物理与核物理》 CSCD 北大核心 2006年第8期812-817,共6页

在传统的CT系统中,系统的硬件成本和计算量都是非常巨大的．提出了一种利用偏移放置的面阵探测器的锥束CT系统,在这种系统中X射线束仅仅覆盖被扫描物体的一半体积,投影数据在探测器方向上是截断的,探测器尺寸和投影数据量都减少为传统C... 在传统的CT系统中,系统的硬件成本和计算量都是非常巨大的．提出了一种利用偏移放置的面阵探测器的锥束CT系统,在这种系统中X射线束仅仅覆盖被扫描物体的一半体积,投影数据在探测器方向上是截断的,探测器尺寸和投影数据量都减少为传统CT系统的一半．在这种新型扫描方式下,现有的CT重建算法都不能处理．因此,提出了一种BPF形式的直接反投影重建方法．该方法不需要对投影数据重排,直接反投影滤波重建出最终的图像．因此,该算法在数学上更简洁,计算速度更快．最后,数值模拟实验和真实CT系统实验结果均验证了该系统和重建算法能够获得高质量的CT图像． 展开更多

关键词 计算机断层成像 横向截断 PI线 反投影滤波(BPF) 直接反投影

原文传递

一种新的针对感兴趣区域的CT扫描模式及其重建公式 被引量：9

11

作者 张慧滔 陈明 张朋 《自然科学进展》 北大核心 2007年第11期1589-1594,共6页

在工业和生物医学成像应用中,经常会遇到所谓"感兴趣区域成像问题",即仅需对被测物体的一部分区域进行成像.文中对转台具有旋转和平移运动功能的CT设备,设计了一种新的针对大物体感兴趣区域的CT扫描模式,并提出了相应的反投... 在工业和生物医学成像应用中,经常会遇到所谓"感兴趣区域成像问题",即仅需对被测物体的一部分区域进行成像.文中对转台具有旋转和平移运动功能的CT设备,设计了一种新的针对大物体感兴趣区域的CT扫描模式,并提出了相应的反投影滤波(BPF)型的重建公式.此公式是扇束BPF重建算法的一个推广,其中CT转台在旋转过程中其旋转中心沿与探测器平行的方向移动.仿真结果表明:重建公式可以正确重建大物体的感兴趣区域的图像. 展开更多

关键词 感兴趣区域 反投影滤波算法 CT扫描模式

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潘晓川教授的反投影滤波(BPF)新型重建算法介绍 被引量：7

12

作者 李亮 陈志强 +1 位作者 张丽 邢宇翔 《CT理论与应用研究（中英文）》 2006年第3期68-73,共6页

计算机断面成像(CT)的精确重建方法一直是现代CT成像领域中一个活跃的研究方向。近几年,关于平行束、扇束、锥束CT精确重建的研究取得了一系列重要的突破和创新成果。本文主要介绍了美国芝加哥大学潘晓川教授为首的课题组提出的一类基... 计算机断面成像(CT)的精确重建方法一直是现代CT成像领域中一个活跃的研究方向。近几年,关于平行束、扇束、锥束CT精确重建的研究取得了一系列重要的突破和创新成果。本文主要介绍了美国芝加哥大学潘晓川教授为首的课题组提出的一类基于反投影卷积(BackprojectionFiltration:BPF)的CT精确重建算法。BPF算法最重要的贡献在于它成功地解决了从沿探测器方向截断的投影数据进行CT精确重建的问题;因此,通过BPF算法能够设计出针对目标的感兴趣区域成像策略,减少成像扫描、重建时间,辐照剂量和散射光子。 展开更多

关键词 反投影滤波(BPF) PI线 弦 螺旋CT 感兴趣区域

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重排的半覆盖螺旋锥束CT的反投影滤波重建 被引量：8

13

作者 邹晓兵 曾理 《光学精密工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2010年第9期2077-2085,共9页

由于传统的螺旋锥束CT系统采用的扫描方法使视场范围受到限制,本文深入分析了螺旋锥束CT的半覆盖扫描方式,提出了螺旋锥束半覆盖扫描的重建算法。该扫描方式只要求射线束覆盖物体横截面的一半以上,探测器的宽度和投影数据量大约是传统... 由于传统的螺旋锥束CT系统采用的扫描方法使视场范围受到限制,本文深入分析了螺旋锥束CT的半覆盖扫描方式,提出了螺旋锥束半覆盖扫描的重建算法。该扫描方式只要求射线束覆盖物体横截面的一半以上,探测器的宽度和投影数据量大约是传统螺旋锥束CT的一半,从而节约了探测器的成本。结合扇形束投影的特点和二维反投影滤波(BPF)来实现这种横向截断投影的重建,研究了重排的加权BPF重建方法。该方法首先根据重建的层将半覆盖的螺旋锥束CT投影数据重排为半覆盖的扇形束CT投影,然后用加权的扇形束BPF算法进行重建。同传统视场区域横截面全覆盖的FDK算法相比,该方法即使在大螺距的情况下其重建结果也更接近于真实值,而且均方误差减少了一半,重建时间节约了3/5。 展开更多

关键词 螺旋锥束CT 半覆盖扫描 重排 反投影滤波(BPF)算法

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BPF重建算法的CUDA并行实现 被引量：3

14

作者 伍绍佳 陈皓 +1 位作者 廖丽 桂建保 《集成技术》 2014年第5期61-68,共8页

反投影滤波(Backprojection-Filter,BPF)算法凭借其可实现感兴趣区域重建的优点,近年来逐渐被应用到锥束CT中。但是,由于算法的复杂性,实践中存在耗时问题,同时其GPU加速的实现亦存在显存不足等问题。因此,文章提出了一种基于CUDA的BPF... 反投影滤波(Backprojection-Filter,BPF)算法凭借其可实现感兴趣区域重建的优点,近年来逐渐被应用到锥束CT中。但是,由于算法的复杂性,实践中存在耗时问题,同时其GPU加速的实现亦存在显存不足等问题。因此,文章提出了一种基于CUDA的BPF并行加速算法。通过设计高效的算法框架,在保留其重建精度的前提下,有效地减少所需显存。此外,总结了正投影算法及BPF算法中采用的加速策略,如利用算法特征加速等,并引入显存池的概念优化算法架构。仿真实验结果表明,在精确重建的前提下,采用新框架重建512×512×512数据只需8.055 s,感兴趣区域重建只需4.566 s,只需1.523 s便可输出第一部分数据,且能把显存占用从2.5 GB减少到100 MB以下,适用于大数据重建。 展开更多

关键词 反投影滤波算法 锥束CT 感兴趣区域成像 图形处理器 图像重建 并行计算架构

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改进的大锥角锥束CT圆轨迹反投影滤波算法 被引量：1

15

作者 李增光 韩玉 +1 位作者 李磊 闫镔 《强激光与粒子束》 EI CAS CSCD 北大核心 2016年第11期122-127,共6页

锥束CT圆轨迹反投影滤波(BPF)算法能够有效处理数据截断问题,在感兴趣区域成像研究中具有重要的地位。但是当锥角增大时,重建图像的顶端和底端会出现严重的伪影,从而影响图像质量。为解决该问题,从扇束圆轨迹BPF算法出发,重新推导了锥... 锥束CT圆轨迹反投影滤波(BPF)算法能够有效处理数据截断问题,在感兴趣区域成像研究中具有重要的地位。但是当锥角增大时,重建图像的顶端和底端会出现严重的伪影,从而影响图像质量。为解决该问题,从扇束圆轨迹BPF算法出发,重新推导了锥束圆轨迹BPF算法,通过对锥束伪影成因分析,提出了一种基于锥角大小和轴向距离大小的权重函数,修正了重建过程中差分反投影图像求解部分,达到抑制伪影的目的。实验结果表明,改进的大锥角锥束CT圆轨迹BPF算法能够在锥角增大时有效地抑制锥角效应,提高重建图像质量。 展开更多

关键词 锥束CT 反投影滤波算法 微分反投影图像 权重函数

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CT系统参数标定模板的设计

16

作者 饶勤 张明辉 《电声技术》 2019年第6期18-21,共4页

本文针对二维CT系统的参数标定问题,在医学数据的基础上进行探究,首先采用普通模板对未知CT系统进行标定,确定了该CT系统旋转中心、探测器单元之间的距离以及X射线的方向;然后基于反投影滤波模型,在MATLAB软件上编写算法实现了CT成像,... 本文针对二维CT系统的参数标定问题,在医学数据的基础上进行探究,首先采用普通模板对未知CT系统进行标定,确定了该CT系统旋转中心、探测器单元之间的距离以及X射线的方向;然后基于反投影滤波模型,在MATLAB软件上编写算法实现了CT成像,并运用了更加高效方便的卷积函数代替了滤波过程,以及采用汉宁窗算法减少了傅里叶变换的数据损失;最后分析整个标定与重建模型的精度和稳定性,得出误差主要源于数据的离散性的结论,并进一步总结出标定模板的设计要点,提出了一个高效、易用的标定模板。该模板经过验证,其吸收率函数具有易于拟合的特征。新的模版与标定算法有效提升了标定精度,而且对噪声有着更高的容忍性。 展开更多

关键词 CT系统参数标定 反投影滤波模型 汉宁窗算法 MATLAB

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一种适用于小视野的快速精确重建算法

17

作者 姜永生 于燕燕 《东北大学学报（自然科学版）》 EI CAS CSCD 北大核心 2012年第12期1714-1717,共4页

分析了反投影滤波(BPF)精确重建算法在重建小视野图像重建中存在的速度缓慢问题,提出一种适用于小视野的快速精确重建算法.该算法通过多尺度采样概念重新定义PI平面数据,利用两次不同尺度PI平面数据的插值获得最终结果,避免了原始算法... 分析了反投影滤波(BPF)精确重建算法在重建小视野图像重建中存在的速度缓慢问题,提出一种适用于小视野的快速精确重建算法.该算法通过多尺度采样概念重新定义PI平面数据,利用两次不同尺度PI平面数据的插值获得最终结果,避免了原始算法在PI平面的无用计算.实验结果表明,该算法能够在保证重建图像质量的前提下,大大降低PI平面的计算量,从而提高BPF精确重建算法的重建速度,有效地解决了精确重建算法在小视野重建中的无用计算问题,为精确重建算法应用于实际提供了条件. 展开更多

关键词 反投影滤波(BPF) 精确重建 多尺度 PI平面

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