本文選題：錐束CT + 周期性��； 參考：《中北大學(xué)》2017年碩士論文

【摘要】：計(jì)算機(jī)斷層成像技術(shù)(Computed Tomography, CT),是目前最為重要的醫(yī)學(xué)診斷和工業(yè)無(wú)損探傷的工具之一。錐束CT以其分辨率高,成像成本低,成像速度快的特點(diǎn),已經(jīng)被廣泛應(yīng)用到航空、航天、醫(yī)療、機(jī)械等領(lǐng)域。本文主要針對(duì)圓軌跡下FDK重建算法和環(huán)形偽影的校正兩個(gè)方面進(jìn)行了研究。1.本文介紹了 X射線的產(chǎn)生與特性,進(jìn)而介紹了 Beer定律、Radon的正逆變換以及投影定理等CT重建的基礎(chǔ)理論。然后對(duì)反投影、濾波反投影以及扇束等距FBP等重建算法進(jìn)行了分析和推導(dǎo),并闡述了濾波反投影類(lèi)型重建算法的原理和一般重建步驟,為后序的研究奠定了基礎(chǔ)。2.對(duì)FDK重建算法進(jìn)行了理論的推導(dǎo),并分析了其離散化實(shí)現(xiàn)的過(guò)程。根據(jù)FDK重建過(guò)程的特點(diǎn),利用正余弦函數(shù)在某種程度上體現(xiàn)出來(lái)的周期性特點(diǎn)對(duì)極坐標(biāo)下的FDK重建算法做了優(yōu)化改進(jìn)。經(jīng)過(guò)本文改進(jìn)的算法可以一次反投影重建144幅投影數(shù)據(jù),并且將正余弦函數(shù)的運(yùn)算量大大降低;接著利用正余切函數(shù)的對(duì)稱(chēng)性,一次性將多個(gè)重建后圖像的像素點(diǎn)轉(zhuǎn)化到笛卡爾坐標(biāo)系下;最后通過(guò)實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證了本文優(yōu)化算法的可行性,與傳統(tǒng)的FDK重建算法相比,經(jīng)過(guò)本文優(yōu)化的算法在重建速度上提高了近10倍。3.針對(duì)探測(cè)器響應(yīng)不一致而產(chǎn)生環(huán)形偽影的問(wèn)題,首先對(duì)環(huán)形偽影的產(chǎn)生原因以及其具有的特征進(jìn)行了分析;其次在研究了一種單向自適應(yīng)平滑處理算法的基礎(chǔ)上,研究了一種基于Otsu多閾值分割的改進(jìn)算法。實(shí)驗(yàn)結(jié)果證明,這種改進(jìn)方法能夠在保證圖像細(xì)節(jié)信息的情況下有效地去除環(huán)形偽影。
[Abstract]:Computed Tomography (CTT) is one of the most important tools for medical diagnosis and industrial NDT.Cone-beam CT has been widely used in aviation, aerospace, medical, mechanical and other fields because of its high resolution, low imaging cost and fast imaging speed.In this paper, FDK reconstruction algorithm and annular artifact correction under circular locus are studied.This paper introduces the generation and characteristics of X-ray, and then introduces the basic theory of CT reconstruction, such as Beer's law, Radon's forward and inverse transformation, projection theorem and so on.Then, the reconstruction algorithms such as backprojection, filter backprojection and fan beam equidistant FBP are analyzed and deduced, and the principle and general reconstruction steps of filter back-projection reconstruction algorithm are expounded, which lays a foundation for the research of the back order. 2.The theory of FDK reconstruction algorithm is deduced, and the realization process of its discretization is analyzed.According to the characteristics of FDK reconstruction process, the FDK reconstruction algorithm under polar coordinates is optimized and improved by using the periodicity of sine cosine function to some extent.The improved algorithm can reconstruct 144 projection data at one time, and reduce the computation of sine cosine function greatly, and then utilize the symmetry of normal cosine function.The pixel points of the reconstructed image are transformed into Cartesian coordinate system at one time. Finally, the feasibility of the optimization algorithm is verified by experiments, which is compared with the traditional FDK reconstruction algorithm.The proposed algorithm improves the reconstruction speed by nearly 10 times. 3.In order to solve the problem that the detector response is inconsistent, the reasons and characteristics of annular artifact are analyzed firstly, and then a one-way adaptive smoothing algorithm is studied.An improved multi-threshold segmentation algorithm based on Otsu is studied.The experimental results show that the improved method can effectively remove the annular artifacts under the condition of guaranteeing the details of the images.
【學(xué)位授予單位】：中北大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2017
【分類(lèi)號(hào)】：R814.42;TP391.41

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號(hào)：1741603