检索结果-内蒙古大学图书馆

声学技术 2004年第3期23卷 138-140,145页

作者：张海燕吕东辉袁瀚贝上海大学通信与信息工程学院上海200072

兰姆波作为超声导波 ,可以对薄板类结构实现大范围快速的检测。然而 ,从兰姆波数据中提取定量信息时对检测人员的技术素质提出了很高的要求。文章用兰姆波层析成像仿真实现了铝板中不同缺陷的重建图像。结果表明 :采用滤波反投影算法得... 详细信息

兰姆波作为超声导波 ,可以对薄板类结构实现大范围快速的检测。然而 ,从兰姆波数据中提取定量信息时对检测人员的技术素质提出了很高的要求。文章用兰姆波层析成像仿真实现了铝板中不同缺陷的重建图像。结果表明 :采用滤波反投影算法得到的层析图像给出了关于缺陷位置和类型的信息。

关键词：兰姆波滤波反投影算法超声导波层析成像薄板铝板超声检测技术人员位置波数

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斜变滤波器频域加窗对图像重建的影响

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计量学报 2014年第4期35卷 382-386页

作者：乔志伟中北大学电子与计算机科学技术学院山西太原030051

斜变滤波器的性能对图像重建有重要的影响，频域加窗设计法是其主要的设计方法。设计了4种经典的加窗滤波器：RL 滤波器、SL 滤波器、Hamming 窗滤波器和指数窗滤波器。从单位冲激响应和频率响应2个方面分析了这4种滤波器的特性；从频... 详细信息

斜变滤波器的性能对图像重建有重要的影响，频域加窗设计法是其主要的设计方法。设计了4种经典的加窗滤波器：RL 滤波器、SL 滤波器、Hamming 窗滤波器和指数窗滤波器。从单位冲激响应和频率响应2个方面分析了这4种滤波器的特性；从频率响应和旁瓣衰减速度2个方面比较了这4种滤波器。理论分析与仿真结果表明：指数窗滤波器的震荡噪声最小；SL 滤波器整体最优。

关键词：计量学斜变滤波器窗函数图像重建滤波反投影算法频率响应

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基于环形相控阵的超声CT成像系统的设计

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压电与声光 2021年第4期43卷 518-522页

作者：张玉裴毓张国军张赛张文栋中北大学动态测试省部共建实验室山西太原030051

为了更好地实现乳腺癌的早期精确诊断,设计了一种基于聚焦环阵的新型超声CT成像系统。256个电容式微加工超声换能器(CMUT)环形分布于乳腺四周,采用64个换能器发射,对面64个换能器接收的方式进行,在COMSOL中依次进行256次仿真来实现环形... 详细信息

为了更好地实现乳腺癌的早期精确诊断,设计了一种基于聚焦环阵的新型超声CT成像系统。256个电容式微加工超声换能器(CMUT)环形分布于乳腺四周,采用64个换能器发射,对面64个换能器接收的方式进行,在COMSOL中依次进行256次仿真来实现环形扫描。根据超声相控阵原理进行发射聚焦后,采用滤波反投影算法进行图像重建。聚焦到乳腺外部时,重建偏差值小于0.05%,聚焦到4号肿瘤时,该区域重建偏差值仅为0.002%。实验结果表明,该系统可以用于乳腺癌的早期精确诊断,且能提高内部肿瘤的检测质量。

关键词：超声相控阵断层成像 COMSOL 滤波反投影算法

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适用于SR-CT技术的新算法

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实验力学 2006年第4期21卷 467-472页

作者：汪敏胡小方中国科学技术大学中国科学院材料力学行为和设计重点实验室

SR-CT(Synchrotron Radiation Computed Tomography)技术中有多种重建算法,其典型算法有滤波反投影算法和迭代算法,这两类算法各有其特点。综合考虑重建结果的质量和重建运算的时间,本文提出了一种新的算法混合算法。通过不同算法重建... 详细信息

SR-CT(Synchrotron Radiation Computed Tomography)技术中有多种重建算法,其典型算法有滤波反投影算法和迭代算法,这两类算法各有其特点。综合考虑重建结果的质量和重建运算的时间,本文提出了一种新的算法混合算法。通过不同算法重建图像的分析比较,结果表明混合算法包含了前两类算法的优点,而且避免了它们的缺点,是一种行之有效的算法。同时对混合算法中的一些重要参数如初始解系数、迭代步长也进行了详细讨论,并给出了这些参数对重建图像质量的影响关系。

关键词： SR-CT 滤波反投影算法迭代算法混合算法

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CL系统几何校正与重建算法研究

CL系统几何校正与重建算法研究

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作者：魏增辉中国科学院大学

学位级别：博士

计算机断层成像(CT)在医学成像和无损检测领域有着广泛的应用，但是常规CT因其扫描方式无法提供板状物体的高对比度的断层图像，采用非同轴扫描方式的层析成像(Computed Laminography,CL)可以很好的解决这个问题。在我国日益发展的电力... 详细信息

计算机断层成像(CT)在医学成像和无损检测领域有着广泛的应用，但是常规CT因其扫描方式无法提供板状物体的高对比度的断层图像，采用非同轴扫描方式的层析成像(Computed Laminography,CL)可以很好的解决这个问题。在我国日益发展的电力电子行业和处于世界领先地位的古生物领域，三维层析成像具有广阔的应用前景。本论文的研究基于一套可以实现高分辨、大视野成像的新型显微CL系统(Micro-CL)。相较于其它CL设备，Micro-CL机械结构复杂，系统自由度多，成像方式灵活的特点使得系统的几何校正更为困难。此外，CL系统的数据不完备所带来的层间混叠会严重影响重建结果的质量。基于此，本文将Micro-CL的几何校正和混叠伪影的去除作为主要研究内容。论文安排如下。\n 本论文首先介绍了与CT相关的一些基础概念，例如Radon变换，傅里叶切片定理，点扩散函数;并给出了平行束，扇束和锥束结构下的几种解析重建算法和常用迭代重建算法;为后续算法研究提供理论基础。\n 本论文阐述CL系统特性后，针对新型Micro-CL系统的机械结构和扫描方式，分析系统几何校正的重要性，以及需要校正的位置参数，设计了专用校正模体，提出一套适用于CL系统的几何校正方法，主要包括射线源3个位置平移量和探测器位姿6个参数的调整。系统几何校正后直接用于线对卡成像的空间分辨率定量测试和古生物板状化石、绝缘栅双极晶体管(Insulated Gate Bipolar Transistor，IGBT)、焊球阵列封装(BGA Packaging)和PCB等应用研究，结果图像清晰，校正方法有效。\n 针对CL系统成像混叠伪影的问题，本论文首先介绍了常用了CL扫描方式，分析了CL扫描的数据完备性问题，通过系统的点扩散函数来说明伪影在层间扩散的原因，给出了针对CL的滤波反投影算法和改进的CL-FDK算法。CL-FDK算法表明CL的伪影同CT大锥角成像问题的关联性。最后利用分片常数Mumford-Shah模型提出了针对离散断层成像(DT)问题的联合重建分割模型(JRSM)。使用原始对偶混合梯度算法(Primal-Dual Hybrid Gradient)求解非凸分片常数Mumford-Shah模型，在给出JRSM的完全求解算法后，通过模拟数据和真实数据对算法进行验证。实验结果的对比和分析表明，JRSM算法可以较好的改善层间混叠。

关键词：层析成像几何校正混叠伪影滤波反投影算法三维重建算法

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迭代重建技术在体部低剂量CT检查中的应用和图像质量评价

迭代重建技术在体部低剂量CT检查中的应用和图像质量评价

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作者：胡秀华浙江大学

学位级别：博士

第一部分图像域迭代重建（IRIS）在胸部CT平扫中的应用初探目的评价采用图像域迭代重建（Iterative Reconstruction in Image Space, IRIS）算法重建的胸部CT平扫图像的质量,和使用该算法减少胸部CT辐射剂量的潜力。材料与方法本研究包... 详细信息

第一部分图像域迭代重建（IRIS）在胸部CT平扫中的应用初探目的评价采用图像域迭代重建（Iterative Reconstruction in Image Space, IRIS）算法重建的胸部CT平扫图像的质量,和使用该算法减少胸部CT辐射剂量的潜力。材料与方法本研究包括CT水模实验和患者实验两部分。 CT水模实验,以120kV/150mAs和100kV/270mAs为基准扫描条件,管电流每降低10%扫描一次,直至基准条件的40%。分别用滤波反投影（Filtered Back-projection, FBP）技术和IRIS技术重建,测量两组图像的噪声,测算IRIS技术的降噪能力。患者实验,纳入90例胸部CT平扫的患者,随机分成3组：全剂量A组（n=30）采用标准的扫描条件,120kV/110mAs;低剂量B组（n=30）采用低电压扫描条件100kV/110mAs;低剂量C组（n=30）采用低电流扫描条件,120kV/67mAs.三组扫描分别采用FBP和IRIS算法重建,获得卷积函数（B30f和130f）互相匹配的两套图像。分别测量两套CT图像中主动脉和背阔肌的客观噪声（OIN）.信噪比（SNR）和对比度噪声比（CNR）。图像的主观噪声和质量评价由两位有经验的放射诊断医师完成。低剂量B、C组采用IRIS算法重建的图像分别进行主观和客观的图像质量评价,评价结果分别与全剂量A组采用FBP算法重建的图像进行比较。90例患者实际扫描的管电流时间乘积和CT容积剂量指数由机器自动测算生成,然后采用剂量长度乘积乘以胸部转换系数（0.017mSv·mGy-1-cm-1）的方法估算扫描的有效剂量。结果水模实验结果显示在120kV和100kV的条件下,IRIS重建的图像噪声显著低于相同扫描条件下的FBP图像,采用全剂量60%的扫描条件并使用IRIS算法重建获得图像的噪声与全剂量扫描并使用FBP算法重建获得的图像噪声接近。在患者实验中,A、B、C三组患者胸部CT平扫的有效剂量分别为3.81±0.43,2.40±0.19,和2.41±0.15mSv。与FBP算法比较,IRIS算法可显著改善图像的客观噪声、信噪比和对比度噪声比。低剂量B、C组使用IRIS算法的图像客观噪声、信噪比和对比度噪声比至少与全剂量A组使用FBP算法的图像一样。而低剂量B、C组使用IRIS算法的图像的主观噪声和图像质量评价与全剂量A组使用FBP算法的图像无显著性差异。结论与FBP算法比较,IRIS算法能显著降低图像的噪声,但不影响分辨率；在减少40%的辐射剂量的条件下,IRIS算法仍可保持甚至改善胸部CT平扫的图像质量。第二部分基于原始数据的迭代技术重建的半剂量腹部CT图像的质量和小病变的显示能力目的评价采用第二代迭代技术,即基于原始数据的迭代（Sinogram Affirmed Iterative Reconstruction, SAFIRE）技术,重建的半剂量腹部CT的图像质量和小病变的显示能力。材料和方法本研究包括标准体部模体实验和患者实验两部分。标准体部模体实验,以120kV/250mAs和100kV/410mAs为基准扫描条件,管电流时间乘积（mAs）每降低10%扫描一次,直至基准条件的20%。分别采用滤波反投影（Filtered Back-projection, FBP）技术和SAFRIE技术重建,SAFIRE选择滤波强度3（Strength3, s3）,对比FBP图像和SAFIREs3图像的空间分辨率、密度分辨率和客观噪声。患者实验,60例常规腹部CT扫描的患者在平扫后（30例）或增强静脉期后（30例）增加一个半剂量序列。常规扫描采用120kV/200mAs,启用自动管电流调制技术（CARE Dose4D）,半剂量序列采用120kV/100mAs,其余扫描参数同全剂量序列,但是仅覆盖以胰腺为中心的轴向10cm范围。半剂量扫描序列的原始数据采用SAFIRE算法重建,选择滤波强度3和5（Strength5, s5）,获得两组半剂量迭代图像（HD-SAFIREs3和HD-SAFIREs5）.全剂量序列中与半剂量序列范围相同的部分原始数据采用FBP重建,获得全剂量图像（FD-FBP）.以FD-FBP组的图像为参考,评价两组半剂量迭代重建图像的客观噪声、主观噪声和解剖细节的显示能力。然后计数60例患者10cm扫描范围内肝、脾、肾三个主要的实质性脏器内长径≤2cm的小病变并评价病变的清晰度和边缘的锐利度。60例患者全剂量和半剂量扫描序列的管电流时间乘积和CT容积剂量指数由机器自动测算生成,然后采用剂量长度乘积乘以腹部转换系数（0.015mSv·mGy-1-cm-1）的方法估算扫描的有效剂量。结

关键词：胸部CT 滤波反投影算法迭代算法图像域迭代重建腹部CT 迭代重建基于原始数据的迭代重建半剂量CT

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一个小型集群系统的建立和初步应用

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计算机应用研究 2004年第1期21卷 227-230页

作者：何敬鹏周容俞建新南京大学软件新技术国家重点实验室南京大学计算机科学与技术系江苏南京210093

基于商品化部件的高性能集群计算作为一种未来主流的并行计算系统,正受到越来越多的关注。首先介绍了一个基于NT的小型集群系统的建立,在此基础上讨论了滤波反投影算法(FBP)的并行化方案及其实现,并对实验结果进行了分析;最后提出了对现... 详细信息

基于商品化部件的高性能集群计算作为一种未来主流的并行计算系统,正受到越来越多的关注。首先介绍了一个基于NT的小型集群系统的建立,在此基础上讨论了滤波反投影算法(FBP)的并行化方案及其实现,并对实验结果进行了分析;最后提出了对现有***系统的优化改进建议。

关键词：高性能集群计算消息传递接口滤波反投影算法

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由投影重建图像的若干算法研究

由投影重建图像的若干算法研究

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作者：邱钧中国科学院研究生院数学科学学院

学位级别：博士

计算机断层成像技术(Computerized Tomography，CT)是众多科学与工业应用领域内重要的研究手段和应用技术，计算机断层成像技术在理论上归结为由投影重建图像的问题。由奥地利数学家***奠定了由投影重建图像的数学理论。\n 本文研究... 详细信息

计算机断层成像技术(Computerized Tomography，CT)是众多科学与工业应用领域内重要的研究手段和应用技术，计算机断层成像技术在理论上归结为由投影重建图像的问题。由奥地利数学家***奠定了由投影重建图像的数学理论。\n 本文研究了由投影重建图像中最为常见的滤波反投影法和代数迭代重建法，从二维平行束投影重建模型的角度对这两种经典算法进行了讨论和分析，对其中的关键内容做了深入研究，并给出了改进的快速重建算法。\n 在投影重建的离散化模型中投影射线之间、对应的像素位置之间存在着几何对称性结构，该结构与重建图像函数的分布无关。这一事实是重要的，但却被忽略了。一般性的条件下，对称的投影射线组中投影射线之间的位置关系、对应的像素之间的位置关系，在由反射变换和旋转变换组成的变换群下保持不变。因此，这种对称性关系刻画了图像重建离散化模型的基本结构。\n 基于投影线几何对称结构，本文提出了对称块和对称网格等迭代算法，简化了投影矩阵非零系数的计算，加快了迭代速度。同时，这一结构可以重构投影矩阵计算的迭代格式，改变逐线扫描迭代校正的顺序相关性。减少了采用逐线扫描校正迭代方法重建图像对投影数据顺序相关性的依赖关系。\n 滤波反投影算法的关键是反投影矩阵的优化和滤波函数的选取。本文提出一种基于对称性结构改进的滤波反投影算法。将对称性构造应用于反投影矩阵的计算中，改进了反投影运算离散模型的顺序关系。同时，利用对称关系改变了反投影运算的迭代次序。并采用了一种特性优良的新滤波函数。给出了重建算法的二次误差估计。经改进的快速滤波反投影重建算法有效地减少了运算的复杂度，提高了运算速度。此外，新滤波函数良好的特性使得它适用于局部图像重建，而这一方法与拟微分算子法和小波方法不同。本文给出了改进的滤波反投影局部图像重建算法。\n 本文所研究的图像重建离散化模型中的几何对称性结构，不依赖于投影数据，与目标检测物的几何形状无关，可以简化矩阵运算，重构迭代格式和迭代顺序，加快收敛并提高成像精度。适用于所有图像重建的离散化模型，有望推广到三维图像重建中，对应的算法会更有效。本文对于成像模型这一基本性质的讨论，为研究少量投影数据成像、不完全数据成像、原始投影数据与重建图像的直接依赖关系、以及山原始投影数据识别重建图像的某些特征等重要问题，提供了一个有意义的思路。

关键词：计算机断层成像技术投影重建图像滤波反投影算法离散化模型矩阵运算

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透射及散射断层成像中若干反演算法的研究

透射及散射断层成像中若干反演算法的研究

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作者：徐茂林浙江大学

学位级别：博士

计算机层析成像(即CT)不仅是放射诊断医学领域内的里程碑，而且在现代工业无损检测和勘探等领域中也是重要的研究手段。滤波反投影法和代数重建法是CT中最为常见的算法，基于对这两种算法的深入分析，本文对其中的关键提出了改进，... 详细信息

计算机层析成像(即CT)不仅是放射诊断医学领域内的里程碑，而且在现代工业无损检测和勘探等领域中也是重要的研究手段。滤波反投影法和代数重建法是CT中最为常见的算法，基于对这两种算法的深入分析，本文对其中的关键提出了改进，使得算法的速度和精度都有提高。滤波反投影算法的关键是滤波函数，本文提出一种新型滤波函数，其主要部分为泛函分析中的磨光算子。作为滤波函数，它具有许多优异的性质，文中分析了其时频特性并给出用于CT重建的误差估计。注意到紧支集函数的Fourier变换尽管不是紧支集的，但可以是迅速衰减的，正是新滤波函数这样的特点使得它特别有利于作局部重建，而这一方法与拟微分算子法和小波方法是不同的。本文详细阐述了用新滤波函数作CT图像局部重建的原理，并给出这种重建的二次误差估计。运用新滤波函数作模拟和实测数据的全局以及局部重建实验，结果表明新滤波函数在保证图像空间分辨率的同时能够较好地克服Gibbs效应。局部重建方法也简便快捷，若局部重建区域约为全局区域的十分之一，则重建时间约为全局重建时间的十分之一，并且图像质量与全局重建图像质量相当。代数重建法的计算量大、存储空间大是众所周知的问题，其根源之一在于对投影矩阵非零系数的计算。对此，本文发现一种几何对称性质，可以简化投影矩阵非零系数的运算。这种对称性与重建图像函数的分布无关，因此适用于所有的重建问题。结合经典ART和SIRT算法并利用对称性，提出了图象重建的对称块快速迭代算法。在计算机上对模拟和实测数据作重建实验，与其他算法作比较，对误差指标作出分析。结果表明，对称块迭代算法较之常规迭代算法不仅重建速度快，而且重建图象精度高。相对于CT成像技术，Compton散射成像技术具有灵敏度高，实验装置的安排自由度大，可以直接进行三维成像等优点；然而它面临着由于入射光线和散射光线的“衰减”所导致的问题的“非线性性”和“不适定性”以及“多重散射”等困难。这里集中于解决前一问题。通常人们将透射与散射成像分别进行研究，本文基于成像系统模型将其纳入一个统一的数学框架，作了比较和分析。并从Compton散射的物理过程出发，浙江大学博士学位论文对Norton提出的背散射成像解析重建公式作了重新推导，使探测器响应函数具有了明确的物理意义，便于对问题的深入理解及进一步研究。文中详细阐述了基于散射能量谱的行扫描Compton背散射成像原理，将成像方程归结为一个大型非线性方程组，然后用基于多目标优化的神经网络来求出重建问题的解。在不同实验条件下所作的数字模拟，其结果表明:散射成像技术适宜对轻物质进行重建;多准则神经网络算法是可行的，适于处理这类不适定重建问题。作为附带研究，本文用滤波反投影算法给出了LaPlace方程一般边值问题解的表达式，提供了势函数求解的一种快速算法。

关键词：计算机层析成像滤波反投影算法新滤波函数局部重建对称块迭代算法 Compton背散射成像多目标优化重建神经网络 Laplace方程边值问题

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能消除CT图像角部误差的斜变滤波器长度选择方法

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计算机工程与设计 2012年第4期33卷 1486-1490页

作者：乔志伟中北大学电子与计算机科学技术学院山西太原030051

为了消除CT图像4个角的固有误差,提出了一种更优的斜变滤波器的单位脉冲响应的长度选择方法。分析了常用的"2倍减1"长度选择方法的原理,描述了该方法引起的CT图像的误差。分析了误差的来源,提出了校正方法,并用仿真实验验证... 详细信息

为了消除CT图像4个角的固有误差,提出了一种更优的斜变滤波器的单位脉冲响应的长度选择方法。分析了常用的"2倍减1"长度选择方法的原理,描述了该方法引起的CT图像的误差。分析了误差的来源,提出了校正方法,并用仿真实验验证了校正方法。校正的原理是将投影信号左右对称补零到2^(1/2)N,滤波器取22^(1/2)N-1长度,滤波投影信号取2^(1/2)N的长度。在滤波反投影类型的算法中,当投影信号的长度为N,而重建图像大小为N×N时,斜变滤波器的单位脉冲响应长度应该选择22^(1/2)N-1。

关键词：斜变滤波器图像重建滤波反投影算法单位脉冲响应误差

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