生物医学工程毕业论文-高精度X-CT投影成像研究

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1、生物医学工程毕业论文题目：高精度X-CT投影成像研究专业:生物医学工程高精度X-CT投影成像研究摘要自从1971年第一台CT设备问世以来，计算机断层成像技术（CT）不断取得巨大进步。CT从理论上讲是一个从投影重建图像的反问题。卷积反投影（CBP）、直接傅立叶重建（DF）以及代数重建算法（ART）同为典型的CT重建算法。其中，DF算法在原理上简单，重建速度较快，但是由于缺乏较好的从极坐标系到直角坐标系的插值方法，使得在大多数情况下DF算法重建质量不如CBP以及ART算法重建质量。而由于CBP算法能够重建出质量足够好的图像，同时其耗费的时间也在可以接受的范围内，因此现代CT中的重建

2、算法几乎都是用CBP算法。论文从DF算法入手，试图在投影数据足够的条件下寻找好的网格化方法，改善DF重建算法的质量。在我们的论文中，研究了DF法中应用三种常见插值器方法时，图像重建效果对比。同时，论文也指出了采用一种插值器能使DF法与CBP法等效。最后我们提出了一种新的DF重建算法。在这种算法中采用了对投影数据进行线性调频z变换近似其频谱数据的方法，使得频谱数据更密，同时在DF法的最后一步中采取线性调频z变换求重建图像，减小了插值误差。论文中把这种方法与CBP重建以及ART、SIRT进行了对比，仿真结果显示，本文中采用的方法重建图像的质量至少不比CBP重建以及ART、SIRT重

3、建图像质量差。关键词：计算机断层成像，直接傅立叶变换重建，卷积反投影，代数重建算法，同时迭代重建法RESEARCHONHIGH-PRECISIONX-CTIMAGERECONSTRUCTIONFROMPROJECTIONSABSTRACTSince1971whenthefirstCTequipmentwasmade,CThasbeenmakinggreatprogressallthetime.Intheory,CTistheinverseproblemofreconstructinganimagefromitsprojectiondata.Theconvolutionbackp

4、rojects(CBP),directFourierreconstructs(DF)aswellasalgebrareconstructionalgorithm(ART)arethetypicalCTreconstructionalgorithm.Amongthem，theDFmethodisverysimpleinprinciple,butbecauseoflackingagoodinterpolationmethodinterpolatingdatafromthepolarcoordinatesystemtorectangularcoordinatesystemwhichc

5、ausesthattheimagereconstructedbyDFmethodisinferiortotheimagereconstructedbytheCBPandARTmethodinmostcases.WhiletheCBPmethodontheothersidecanyieldtogoodqualityreconstructionsandonlytakeashorttime,sotheCBPmethodiswidelyusedinmodernCTequipment.Inthispaper,westartwiththeDFalgorithmandtrytoimprove

6、thereconstructionqualityundertheconditionofenoughprojectiondata.WeinvestigatethreetypesofinterpolatorswidelyusedintheDFmethodandconstructtheimagesreconstructedbyusingtheseinterpolators.WealsostudyaninterpolatorwhichcanmaketheDFalgorithmbeequivalenttotheCBPalgorithm.Atlast,weprovideanewwaytoc

7、ompletetheDFmethod.Inthismethod,weusetheCZToftheprojectiondatatoapproximateitsfrequencyspectrumdata,inwhichwaycanmakethefrequencyspectrumdatabedenser.Inthesametime,weusetheChirpztransformtoreconstructtheimageinordertoreducetheinterpolationerror.Wec