濾波反投影圖像重建算法中插值和濾波器的研究.pdf

1、Computerized Tomography簡稱為CT，即計(jì)算機(jī)層析成像技術(shù)，是由對(duì)物體進(jìn)行不同角度的掃描投影重建獲得物體截面信息的成像技術(shù)。1917年J.Radon提出著名的Radon變換，該理論就成為CT重建技術(shù)的重要基礎(chǔ)。 目前，重建圖像的主要方法分為兩類：解析法和迭代法。本文研究的濾波反投影方法屬于解析法，它是一種比較成熟的CT重建算法，也是第一個(gè)成功應(yīng)用于商業(yè)的算法。也正因?yàn)榇怂惴ㄉ虡I(yè)化，使各大公司及研究機(jī)構(gòu)對(duì)此算法

2、的核心-插值函數(shù)和重建濾波器秘而不宣。因此對(duì)于想進(jìn)軍這一行列的單位及個(gè)人，就必須系統(tǒng)地研究此算法，特別是插值函數(shù)的選擇和重建濾波器的設(shè)計(jì)方面。 本文研究的主要內(nèi)容有以下幾點(diǎn)： 1.我們用多特征值點(diǎn)插值改進(jìn)扇束濾波反投影重建算法。該方法采用多特征點(diǎn)插值，這樣可以得到更多像素的投影信息，然后再對(duì)其取平均值，最后重建出該像素的灰度值。此方法重建出來的圖像更加精確的反應(yīng)了物體的內(nèi)部信息。 2.在實(shí)際CT掃描過程中，射線并

3、非幾何意義下的直線，而是具有一定的寬度。在反投影的過程中，研究射束在每個(gè)像素內(nèi)覆蓋面的比例，來對(duì)反投影數(shù)據(jù)進(jìn)行加權(quán)，這樣就能精確計(jì)算出某個(gè)像素所包含的信息量。并據(jù)此來改進(jìn)平行束濾波反投影重建算法。 3.P-FDK算法(重新排列投影數(shù)據(jù)再進(jìn)行重建)是三維錐束FDK算法的一種推廣。本文針對(duì)體素是人為劃分的，考慮在實(shí)際重建物體時(shí)，我們所定義的體素與其相鄰的體素有一定的比例關(guān)系，給出了三維_六鄰接的P-FDK改進(jìn)插值算法。我們通過實(shí)驗(yàn)采

4、集數(shù)據(jù)進(jìn)行算法驗(yàn)證，結(jié)果表明，改進(jìn)算法在圖像質(zhì)量上比傳統(tǒng)算法有明顯的改良。 4.重建濾波器是濾波反投影算法中的重要部分。本文基于R-L和S-L混合濾波器，提出一種新型的混合濾波器。它是由R-L和NEW濾波器組成的，其中的NEW濾波器是應(yīng)用理想濾波器的定義及性質(zhì)找到的。模擬仿真驗(yàn)證，新型混合濾波器能夠提高圖像重建質(zhì)量。 本文還簡單地介紹了標(biāo)準(zhǔn)FDK算法及其性質(zhì)，并且介紹了該方法的計(jì)算機(jī)實(shí)現(xiàn)過程，最后通過實(shí)驗(yàn)采集數(shù)據(jù)進(jìn)行重建