检索结果-内蒙古大学图书馆

中国生物医学工程学报 2014年第3期31卷 313-319页

作者：刘俐李倩何为徐征重庆市肿瘤研究所重庆400030 重庆大学电气工程学院输配电装备及系统安全与新技术国家重点实验室重庆400044

介绍一种均匀激励磁场磁感应成像的改进反投影算法。根据毕奥-萨伐尔定律和灵敏度的分布,提出以灵敏度为零的点作为分界点,采用不同方式的加权系数,对反投影算法进行修正。灵敏度分布的仿真实验表明,当检测线圈与成像区间的剖分单元之... 详细信息

介绍一种均匀激励磁场磁感应成像的改进反投影算法。根据毕奥-萨伐尔定律和灵敏度的分布,提出以灵敏度为零的点作为分界点,采用不同方式的加权系数,对反投影算法进行修正。灵敏度分布的仿真实验表明,当检测线圈与成像区间的剖分单元之间的距离r等于0.06 m时,检测线圈上的测量电压的变化对距离r的变化的灵敏度为0,此时剖分单元的位置标记为P0。当检测线圈与剖分单元的距离r小于0.06 m时,反投影算法的加权系数取为r2;反之r大于等于0.06 m时,加权系数均为P0到检测线圈的距离r0的平方。不同位置的目标的实验结果表明,当异物位于成像区间的中心和偏离中心0.015 m时,都能准确反映异物的位置,但是当异物偏离中心0.03 m时,得到的成像结果比实际模型更偏离中心。不同大小的目标的实验结果表明,与实际模型中异物尺寸相比,直径较小的异物的成像基本能够反映出模型中实际异物的大小,而直径较大的异物的成像在尺寸上和位置上均难以体现模型中实际异物的真实形态。本研究提出的采用不同方式的加权系数的改进反投影算法,能一定程度上消除传统反投影算法中目标成像拖影范围较大的痼疾,对异物的定位较为准确,是一种在磁感应成像研究中值得推广的新方法。

关键词：磁感应成像反投影算法亥姆霍兹线圈

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一种复杂度为O(Nlog(N))的离散Radon反投影算法及其深度学习拟合实现

一种复杂度为O(Nlog(N))的离散Radon反投影算法及其深度学习拟合...

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作者：袁航上海财经大学

学位级别：硕士

Radon变换在物理学和生命科学中有着广泛的应用，其主要应用之一是X射线计算机断层成像（X-ray-CT），其在现代健康检查中扮演着十分重要的角色。由于传统Radon变换依赖于傅里叶变换及其切片定理，计算量巨大且通常需要借助专用集成电路... 详细信息

Radon变换在物理学和生命科学中有着广泛的应用，其主要应用之一是X射线计算机断层成像（X-ray-CT），其在现代健康检查中扮演着十分重要的角色。由于传统Radon变换依赖于傅里叶变换及其切片定理，计算量巨大且通常需要借助专用集成电路（ASIC）来加速傅里叶变换计算，硬件成本显著。本文提出了一种递归方式的计算S(R2)空间上图像Radon变换及其反投影变换的方法，该方法只需要简单的加减运算，计算成本低，文中引入一种基于截距h和跃升s的投影线d?line，并递归计算投影线上的图像线积分。对于2n×2n大小的图像A，文中严格推演了递归计算其近似离散Radon变换R0n,n(h,s)的具体步骤以及根据R0n,n(h,s)计算Rαn,0(h,0)的无损反投影过程，同时，证明了两者的时间复杂度均为O(Nlog(N))，其中N为图像像素数量。同时，本文还提出了一种借助深度学习（神经网络）来拟合Radon反投影的方法，它是一种有损重建算法，其时间复杂度为O(1)，严格推导了神经网络中批量梯度回传更新权重参数的过程。最后对递归计算S(R2)空间上图像Radon变换及其反投影变换，深度学习拟合S(R2)空间图像反投影变换进行数值仿真实验。

关键词：医学成像 Radon变换时间复杂度反投影算法深度学习

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CT式行李安检系统反投影算法研究及其硬件设计

CT式行李安检系统反投影算法研究及其硬件设计

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作者：马晓鹏东南大学

学位级别：硕士

CT图像具有良好的密度和空间分辨率，能够进行清晰的断层显像和三维重建，克服了透射式安检系统投影重叠的缺陷。将CT技术引入行李包裹检测领域，辅助现有的传统安检系统，提高检测能力和精度，是一种很好的探索和尝试。\n CT在实... 详细信息

CT图像具有良好的密度和空间分辨率，能够进行清晰的断层显像和三维重建，克服了透射式安检系统投影重叠的缺陷。将CT技术引入行李包裹检测领域，辅助现有的传统安检系统，提高检测能力和精度，是一种很好的探索和尝试。\n CT在实际应用中对重建速度和图像质量的需求极高，然而图像重建算法涉及大量的数据存储和计算，这极大的限制了CT在实际中的应用。FPGA能够实现并行计算，采用FPGA实现图像重建算法，能大幅提高重建速度，满足CT式行李安检系统的实时性要求。\n 本文选用了滤波反投影图像重建算法，重建速度快且重建质量好。针对算法特性以及硬件实现的特点，提出了针对反投影部分切实可行的硬件实现方案，实现数据流从前级到后级的处理与传输。FPGA是算法的核心实现单元，其逻辑设计采用了流水线技术实现对算法的硬件加速，并且利用Modelsim软件进行仿真。同时，通过PC机模拟实现该算法，根据重建结果评估其重建效率和重建质量。最后采用Altera的DE2平台实现算法的硬件仿真，验证硬件实现的可行性。

关键词： CT成像反投影算法行李安检系统硬件设计

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基于FPGA的反投影算法并行化实现

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计算机工程 2014年第5期40卷 285-288,294页

作者：鲁亚楠鲁恒亚潘红兵李丽何书专沙金李伟南京大学电子科学与工程学院微电子设计研究所南京210093 江苏省光电信息功能材料重点实验室南京210093

反投影算法是一种基于时域处理的雷达成像算法。针对该算法运算效率低、处理速度慢的问题,通过分析反投影算法的原理及其运算过程,提出一种算法并行化加速方法,即基于现场可编程门阵列,将算法中的反投影运算单元设计成专用的反投影运算... 详细信息

反投影算法是一种基于时域处理的雷达成像算法。针对该算法运算效率低、处理速度慢的问题,通过分析反投影算法的原理及其运算过程,提出一种算法并行化加速方法,即基于现场可编程门阵列,将算法中的反投影运算单元设计成专用的反投影运算硬件加速模块,并通过模块内的流水线处理及多个模块间的并行计算提高该算法的运算效率。运用该方法对2 048×4 096大小的目标网格点进行反投影成像,成像时间为139 s,平均单点成像时间是基于GPU加速方法的3倍,并且成像结果和计算机成像结果误差极小。实验结果表明,该并行化方法可有效提高反投影算法的运算效率。

关键词：反投影算法反投影运算模块合成孔径雷达批处理并行化现场可编程门阵列

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基于反投影算法的非视域成像

基于反投影算法的非视域成像

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作者：周鸿远南昌大学

学位级别：硕士

传统的成像系统要求目标物体必须完全暴露在系统的视场范围内,且二者间没有障碍物遮挡,这种局限性为很多实际场景带来了挑战。非视域成像技术突破了传统成像系统对视线范围的限制,实现了对被遮挡物体的成像,在多个领域内都具有广泛的应... 详细信息

传统的成像系统要求目标物体必须完全暴露在系统的视场范围内,且二者间没有障碍物遮挡,这种局限性为很多实际场景带来了挑战。非视域成像技术突破了传统成像系统对视线范围的限制,实现了对被遮挡物体的成像,在多个领域内都具有广泛的应用前景。基于光子飞行时间的非视域成像由于其重建质量优秀、环境鲁棒性高等优势,成为了非视域成像主流的研究方向。反投影算法作为最早运用于非视域成像领域的算法,因其适用性广泛被普遍用于非视域重建领域,然而伪影和待定参数问题却在一定程度上限制了反投影算法的实用性。本论文基于反投影非视域重建算法,根据伪影的特点对反投影重建算法进行了改进,提出了吸收反投影和伪影自消除反投影两种新算法。通过模拟和实验验证,二者均能大幅消除伪影,提高重建质量。除此之外,本论文还提出了一种可验证的反投影重建方法,该方法无需依赖场景先验信息,能够定量确定算法中的待定参数。这一方法不仅增强了反投影算法的可靠性和实用性,而且可以拓展至其他算法中,具有广泛的适用性。首先,搭建了一套基于光子飞行时间的非视域成像实验数据自动同步采集系统,编写了一套完整的实验控制程序,确保了振镜与时间计数模块间的毫秒级同步,保证了整个系统的高精准性,有效降低了实验误差。其次,详细分析了共焦模式和非共焦模式反投影的原理,提供了非共焦模式反投影的具体求解方法,并对共焦模式反投影的简化成像模型进行了详细的推导。针对反投影产生的伪影问题,通过对伪影特征的分析,提出了吸收反投影算法和伪影自消除反投影算法,并通过模拟仿真与实验验证两种算法高效抑制伪影的有效性。最后,针对反投影算法中的待定参数问题,从光子的传播与衰减过程进行分析,提出了非视域成像前向传输模型,并基于该模型提出可验证的反投影重建方法,通过TOF-MSE指标定量优化出反投影算法中的待定参数,并与其他评价指标进行对比,验证了该指标有效性。

关键词：非视域成像飞行时间反投影算法

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均匀激励磁场磁感应成像的改进反投影算法

均匀激励磁场磁感应成像的改进反投影算法

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作者：李倩重庆大学

学位级别：硕士

磁感应成像技术（Magnetic Induction Tomography，MIT）是一种新兴的生物阻抗成像技术。其原理是由激励线圈中通入的正弦电流在空间中产生交变磁场，交变磁场在被测物中感应出涡流，涡流又在空间中感应出二次磁场。由于二次磁场的大小... 详细信息

磁感应成像技术（Magnetic Induction Tomography，MIT）是一种新兴的生物阻抗成像技术。其原理是由激励线圈中通入的正弦电流在空间中产生交变磁场，交变磁场在被测物中感应出涡流，涡流又在空间中感应出二次磁场。由于二次磁场的大小与被测物的电导率分布有关，因此通过检测二次磁场就能重构出被测物的电导率分布。磁感应成像技术采用磁场作为激励源，与CT、核磁共振等成像技术相比，它对人体不会造成伤害，具有安全可靠的特点。采用磁场作为激励源，激励线圈可以不必与人体相接触，从而避免了接触阻抗对成像造成的误差。另外，磁场能够穿过电导率较低的颅骨，非常适合对头颅进行成像。磁感应成像技术已经成为当今生物医学成像领域的热门研究课题。本论文针对磁感应成像技术的逆问题，重点研究了图像重建的算法。通过分析传统螺旋线圈产生的激励磁场空间分布的不均匀性，提出采用亥姆霍兹线圈作为激励线圈的新磁感应成像系统模型。并在该模型下运用反投影算法进行成像，然后提出方法对算法进行改进的方法。主要研究的内容如下：（1）建立双层球模型模拟简化的头颅及其病变组织，采用分离变量法求解出该模型矢量磁位和检测线圈上感应电压的的解析解。通过仿真实验，得到检测线圈测得的电压与被测物的电导率之间呈线性变化关系。（2）通过仿真得到传统螺旋线圈激励方式下的激励磁场在空间中是向周围发散衰减的。这使被测区域内不同位置的电导率单元受到的激励磁场不相等，而且在运用反投影进行成像时，由磁力线构成的投影路径也是弯曲的。而亥姆霍兹线圈能够产生均匀磁场，因此选用亥姆霍兹线圈作为激励线圈，提出新的磁感应成像系统来克服上述问题。（3）在亥姆霍兹线圈作为激励线圈的系统模型下，运用反投影算法对成像模型进行图像重构，得到的结果能够准确地反映异物的位置，但是存在严重的伪迹。（4）从两个方面对反投影算法重构的图像质量进行改进。一，从得到更多更全面的投影数据出发，证明通过增加检测线圈个数、加密检测线圈的旋转步进能够消除图像的部分伪迹，提高图像的分辨率。二，从对算法进行修正的角度出发，采用混合加权反投影算法和滤波反投影算法进行图像重构。结果表明两种改进的算法都能消除反投影成像结果的伪迹，对异物的定位也很准确。（5）通过对不同成像模型的仿真，研究了反投影、混合加权的反投影、滤波反投影对异物目标的位置、大小、数量的灵敏性以及抗噪声能力。结果表明：这三种算法都能准确地对异物目标进行定位。但当异物靠近被测区域边缘时，混合加权的反投影算法得到异物向边缘偏移。当异物的尺寸较小时，三种算法都能分辨出不同大小异物的差别。而当被测区域内存在两个异物时，反投影算法不能将两个异物分开；混合加权反投影算法能分辨出，但是定位不够准确；滤波加权反投影算法成像效果最好。在抗噪能力上，三种算法都具有很好的抗噪能力。（6）利用实际的测量系统对单目标和双目标的琼脂模型做了物理实验。采用三种算法对其进行图像重构，得到的结果与仿真实验的结果吻合。

关键词：磁感应成像亥姆霍兹线圈反投影算法混合加权滤波反投影

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电阻抗图像监护技术中反投影算法的不同实现方法

电阻抗图像监护技术中反投影算法的不同实现方法

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第四届信号与信息处理联合学术会议

作者：帅万钧董秀珍付峰尤富生刘晓东徐灿华第四军医大学生物医学工程系西安710032

通过我们的研究,发现电阻抗成像技术在临床图像监护方面有巨大应用前景而且反投影算法是适合于临床初步监护有效的电阻抗成像算法.本文基于图像监护的运算速度和图像分辨率的要求,探讨了反投影算法的几种不同实现方法,并通过人体实验发... 详细信息

通过我们的研究,发现电阻抗成像技术在临床图像监护方面有巨大应用前景而且反投影算法是适合于临床初步监护有效的电阻抗成像算法.本文基于图像监护的运算速度和图像分辨率的要求,探讨了反投影算法的几种不同实现方法,并通过人体实验发现该算法可以检测出至少50ml0.9﹪生理盐水引起的阻抗变化,为我们进一步的EIT图像监护工作奠定基础.

关键词：电阻抗成像反投影算法临床图像监护 EIT图像

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一种基于改进反投影算法的电阻层析图像重建方法

一种基于改进反投影算法的电阻层析图像重建方法

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作者：程书凤邢津王费新尹纪富张晴波洪国军江帅舒敏骅冒小丹施绍刚周忠玮张忱 200092 上海市杨浦区许昌路1296号2楼203室

本发明涉及电阻层析成像图像重建，具体是一种基于改进反投影算法的电阻层析图像重建方法，属于电学层析成像技术领域。首先通过传统反投影公式，得到待求解场电导率的变化值初步求解值；考虑单个投影域内不同网格单元电导率变化值对边... 详细信息

标准号: CN113435076A

本发明涉及电阻层析成像图像重建，具体是一种基于改进反投影算法的电阻层析图像重建方法，属于电学层析成像技术领域。首先通过传统反投影公式，得到待求解场电导率的变化值初步求解值；考虑单个投影域内不同网格单元电导率变化值对边界电压变化值的影响，引入新的反投影系数。通过传统反投影系数与新的反投影系数线性组合的方式形成新的反投影公式，进而得到改进后的图像重建算法。经过实例验证，改进后的图像重建算法相比传统反投影算法成像精度有显著提高。

关键词：反投影图像重建算法反投影算法图像重建求解成像技术领域电阻层析成像电导率电导率变化改进边界电压实例验证网格单元线性组合电学层电阻层投影域成像引入

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一种基于改进反投影算法的电阻层析图像重建方法

一种基于改进反投影算法的电阻层析图像重建方法

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作者：程书凤邢津王费新尹纪富张晴波洪国军江帅舒敏骅冒小丹施绍刚周忠玮张忱 200092 上海市杨浦区许昌路1296号2楼203室

标准号: CN113435076B

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CT图像重建滤波反投影析算法的精度研究

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自动化与仪器仪表 2013年第6期 27-29页

作者：骆岩红西北民族大学电气工程学院甘肃兰州730030

CT是常被用于医学和工业领域的计算机断层成像技术,这是一种优质无损诊断技术,即利用投影数据重建物体断层图像。对于精密部件的检测在图像重建无损检测应用中需要有更高的精度要求,CT应用中期待解决的关键问题是怎么样能直接重建出满... 详细信息

CT是常被用于医学和工业领域的计算机断层成像技术,这是一种优质无损诊断技术,即利用投影数据重建物体断层图像。对于精密部件的检测在图像重建无损检测应用中需要有更高的精度要求,CT应用中期待解决的关键问题是怎么样能直接重建出满足工程目标的CT图像。本文就系统地深入地研究了解析式图像重建算法的精度。在重建算法中滤波反投影(FBP)算法是解析法的根本,所以本文以该算法的实现,利用定积分数值计算方法,根据反投影的特点,提出了基于辛普生公式的精确反投影方法。

关键词： CT图像重反投影算法精度研究

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