錐束CT迭代算法中投影排序與子集劃分的研究.pdf

1、在CT圖像重建中，與常用的解析算法相比，迭代算法具有較強(qiáng)的抗噪能力，但計(jì)算量大、重建速度慢。錐束迭代算法中的投影排序和子集的選擇，對(duì)錐束CT圖像重建速度和重建結(jié)果有很大影響。本文以投影排序和子集劃分作為研究對(duì)象，展開分析討論。文章研究?jī)?nèi)容主要分為以下幾個(gè)方面：
　　(1)投影使用順序?qū)Υ鷶?shù)重建技術(shù)（ART）收斂性有影響。分析了錐束圓軌跡掃描模式下射線間的相關(guān)性，給出了投影視角排序方案和投影視角下的射線排序方案。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明：投影視

2、角排序和投影視角下的射線排序都可以提高算法的收斂速度和重建圖像質(zhì)量，但投影視角的排序提高算法收斂速度和重建圖像質(zhì)量的效果顯著。將投影視角排序方案推廣應(yīng)用到螺旋軌跡和變旋轉(zhuǎn)軸圓弧軌跡上，取得了較好的重建結(jié)果。
　　(2)射線投影存在相關(guān)性導(dǎo)致子集內(nèi)包含統(tǒng)計(jì)信息量有所減少。為了使子集包含統(tǒng)計(jì)信息量達(dá)到最大，本文先用加權(quán)距離投影排序方案（WDS）和按子集水平間隔投影排序方案（SIS）對(duì)投影進(jìn)行排序，使得相鄰?fù)队伴g的相關(guān)性盡可能小，然后將

3、投影平均分配在子集中。仿真實(shí)驗(yàn)和實(shí)際實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明：先投影排序后劃分子集的方法可以提高有序子集算法收斂速度和重建圖像質(zhì)量。
　　(3)投影數(shù)據(jù)的噪聲水平較大時(shí)，重建圖像低頻平滑區(qū)域的灰度變化頻率變高，灰度變化幅度變大。針對(duì)該問題提出分域子集算法，該算法選擇受噪聲影響比較大的LAPLACE邊緣檢測(cè)算子對(duì)重建后的圖像進(jìn)行區(qū)域劃分。高頻區(qū)域選擇小的子集水平，低頻區(qū)域選擇大的子集水平，進(jìn)行圖像重建。仿真實(shí)驗(yàn)和實(shí)際實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明：在噪聲水平比較