基于FDK的高精度锥束CT重建算法研究

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锥形束三维CT重建算法研究是目前CT技术最热门的研究领域之一。锥形束三维CT同二维扇形束CT相比,它可以获得更高的空间分辨率,更快的扫描速度,更高的射线利用效率,这对医学影像诊断和工业无损检测有着重要的意义。本论文针对工业平板探测器的特点,以提高FDK算法重建图像的质量为目的,对FDK重建算法进行了改进,并在投影数据的处理上也进行了一些研究,同时对螺旋PI线重建也进行了初步探讨。首先本文推导了两种常用三维几何模型(椭球,圆柱)的解析投影数据的计算方法,建立了常用的用于检验算法性能的模型。并和离散体数据计算投影数据的方法进行了比较,分析了其中噪声的产生原因,同时提出了改进方法。然后根据探测器的特点,从一维线阵探测器出发,对二维滤波反投影算法进行改进,并据此上升到三维,针对工业平板探测器的特点,提出基于体积的FDK改进算法。再由采样定理出发,对投影数据进行方向和列方向的半像素错位处理,并用实际实验进行验证,得到了很好的效果。最后,本文对精确重建条件进行了一定研究并给出了直观的物理解释。对当前的螺旋锥束CT重建进行一定的研究,重点对PI线方法进行分析,并做了仿真实验,分析了这种方法的利弊,为以后相关的研究做了初步的探讨。
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