micro-ct的相关算法研究及其软件系统设计

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1、西安电子科技大学硕士学位论文Micro-CT的相关算法研究及其软件系统设计姓名：冒晶晶申请学位级别：硕士专业：模式识别与智能系统指导教师：田捷20100101摘要计算机断层成像(ComputedTomography,CT)系统利用物体中不同物质对X射线的吸收率的差异来获取物体的结构信息，已经在工业、安全、医学等行业中得到了广泛的应用。特别是在医学应用中，CT已成为不可或缺的诊断检测工具。而目前的普通医用CT由于价格昂贵、辐射大、空间分辨率低等原因不适用于为医学研究获取小动物的解剖结构信息。为此人们研发了微型CT来解决这一问题。本文

2、主要针对微型CT的数据预处理与重建算法进行研究，并在此基础上开发了一个微型CT的配套软件系统。微型CT系统采集到的数据需要经过一系列的处理才能进行图像数据的三维重建。首先，由于设备、人为操作造成的误差以及环境的影响，需要去除采集数据中存在的坏点、坏线和噪声。其次，需要通过几何校正获取发射源、物体和探测器在重建坐标系中的位置信息。最后，对前两步处理后的数据进行三维重建。由于探测器面积的限制，一个物体的完整数据往往需要通过几次扫描得到，这就需要对各次扫描的数据进行图像拼接。本文在对数据进行预处理和几何校正之后，重点研究了基于模板匹配的

3、图像拼接的方法，并在完成拼接之后利用FDK算法对物体的结构信息进行三维重建及后处理。我们在实验室自主搭建的微型CT系统上进行了一系列实验，实验结果验证了这些方法的有效性。在上述工作基础上，我们开发了一个与微型CT配套的软件系统Micro．CT。该软件系统采用模块化设计和可视化界面，集硬件系统控制、数据预处理、三维重建和数据后处理于一体，能够为医学影像科研人员提供一个功能强大且界面友好的软件平台。关键词：Micro．CT图像拼接三维重建医学影像模块设计AbstractComputedTomography(CT)isamedicali

4、magingmethod，whichcarlobtainthestmctureinformationofthedetectedobjectbasedonthefactthattheabsorptionrateofX-rayisdifferentindifferentmaterials．Ithasbeenwidelyusedinmanydomains，such嬲industry,safetyandmedicine．Inparticular,CThasbecome孤indispensablediagnostictoolintheapp

5、licationofmedicine．However,thecommonmedicalCTisnotsuitableforsmallanimalimagingduetothehighcost，highradiationandlowspatialresolution．Tohandlethisproblem，Micro-CTisdeveloped．Thisthesisconcentratesontheimagestitchingalgorithmandthree-dimensionalreconstructionalgorithmfo

6、rMicro—CT．Onthebasisoftheproposedalgorithms，thecorrespondingsoftwareplatformisdevelopedforMicro—CTsystem．DataacquiredbytheMicro—CTsystemneedtobeprocessedbeforereconstruction．Firstly,weneedtoremovethebadpoints，badlinesandnoisewhicharemainlycausedbytheequipmentoroperati

7、onerrorandtheenvironmentinfluence．Secondly,thepositionsoftheemitter,objectanddetectoraredeterminedbythegeometriccorrectionprocess．Finally,thereconstructionprocessisperformedontheaforementionedprocesseddata．Becauseofthelimitationofthedetectorarea,theobjectisusuallydivi

8、dedintoseveralpartstoobtaincompletedata．Forthispurpose，锄templatematchingbasedimagestitchingmethodisproposedinthisthesistofur