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扇束卷积反投影算法的优化

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毕业论文范文题目：扇束卷积反投影算法的优化，论文范文关键词：扇束卷积反投影算法的优化
扇束卷积反投影算法的优化毕业论文范文介绍开始：
【论文摘要】：打算机层析成像技巧(简称CT)是近十多少年来发展起来的一种新的无损检测技巧。它利用物体材料与射线彼此间的物理特点跟打算机的运算才能，对通过物体横断面若干方向的投影数据，经过专门的算法反演得到物体横断面的物理特点；它存在检测精度高、重建图像无影像重叠、空间辨别率跟密度辨别率高、可能直接进行数字化处理等长处，现已被广泛利用于航空、航天、机械、船舶、公安、海关、医疗等诸多范畴。CT机有三个组成部分。一是数据采集体系，二是图像重建（重要是图像重建算法），三是图像后处理及显示体系。CT图像重建算法重要分为两类,即级数开展法跟变换法。前者是一开端就把图像离散化,表示成方程组的一组未知变量,再通过代数方法求解；后者是先通过持续域上的解析变换,得到Radon逆变换各种不同情势的逼近表白式,再离散打算。级数开展法重要以代数（此处忽略..）重建算法为主，该算法可实用于不同方法的采样数据，且可能用不完全数据进行图像重建。它有更好的密度辨别率，然而打算量非常大，重建速度很慢。反投影法(又称总跟法)较易实现，它的基本原理是将所测得的投影值按其原道路均匀的调配到每一点上(即称作反投影)，各个方向上投影值反投影后，在影像处进行叠加，从而推断出原图像。但利用反投影法重建的图像品质差，有星状伪迹，存在含混失真。针对反投影法的这一毛病，产生了滤波反投影法,在CT技巧中得到广泛的利用,这是因为该算法兼顾了重建时光跟重建品质两个CT机能指标。它存在打算量少（绝对代数重建而言）、重建速度快，重建图像存在很好的空间辨别率跟密度辨别率长处。其算法思维框图如下：反投影重建是积分运算，滤波属于卷积运算，两者都是线性运算，其运算次序可能交换。反投影运算在前，滤波运算在后便是滤（略..）波反投影WP=56法，反之滤波在前，反投影在后便是卷积反投影算法。卷积反投影算法也是为了打消图像含混，采取加恰当的权函数进行滤波，使原始数变形，然掉队行反投影，其框图如下：卷积反投影算法跟滤波反投影算法本质上是一样的，差别在于前者是在空间域内滤波，后者是在频域内滤波，所以前者不须要进行傅破叶变换，速度要快，重建图像的品质较好。本文就采取卷积反投影算法重建图像。利用卷积反投影算法重建图像时,先把由检测器上获得的原始数据与一个滤波函数进行了卷积运算，得到各方向卷积的投影函数；而后再把它们从各方向长进行反投影，即按其原道路均匀调配到每一矩阵元的CT值；再经过恰当处理后就可能得到被扫描物体的断层图像，卷积反投影可打消单纯的反投影产生的边沿失锐效应，补充投影中的高频成分跟降落投影核心密度，并保障重建图像边沿清楚跟内（本文此处忽略..）部分布均匀。只管卷积反投影算法与其余图像重建算法比拟存在较高的运算效力，但因为CT的数据量宏大，使得图像重建的打算非常耗时，国外CT大都采取基于64位CPU的工作站并配以专门为CT建像设计的阵列处理板，这种昂贵的造价数十万的打算机体系对个别病院用户来说是很大的经济包袱。相反咱们采取通用的PC工作站，降落了本钱，但要想满意的速度请求，必须进行优化。卷积反投影算法由投影加权、卷积滤波、加权反投影三部分组成。分析表明，这三部分的运算量分辨占总运算量的0.0016%，1.6%，98.36%。因此，要想进步卷积反投影算法的运行速度，关键是主意进步加权反投影的运算速度。国内、外在这方面也进行了一些研究，提出了一些有效的加速反投影的方法。本文在实现了针对平行束、扇形束投影数据的卷积反投影算法工作的基本上，针对传统的卷积反投影算法的构造特点，进行了（略..）以下优化工作：利用正、余弦函数在一个周期内的性质。提出了一种基于FBP算法中反投影算子存在的正、余弦函数特点的一种优化方法。具体如下：根据扇形束卷积反投影重建公式可知，存储重建点在某投影视角下WP=57的投影值的投影地址的打算式包含有对于此视角的正、余弦函数，且扇束CT体系投影扫描视角∈[0，2π]。这就可能利用正、余弦函数在一个周期内的性质使存在必定关联的四幅投影的反投影运算可同时实现，从而减少最外层轮回次数到N/4，这样打算量大为减小，达到优化的目标。打算机模仿显示，在实际实现中，利用这种优化方法，与传统的卷积反投影算法重建的图像进行比较。测试成果表明新算法在不降落重建图像的品质的前提下，重建速度有了大幅度的进步。可能使重构速度进步3倍左右。

以上为本篇毕业论文范文扇束卷积反投影算法的优化的介绍部分。

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