CT投影数据不完全的代数重建算法的研究与实现

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目前,CT图像重建算法主要包括解析法和迭代法。解析法以卷积反投影算法最为常用,该算法的重建速度快,成像质量较好,但是,它要求完全的、等间距的投影数据,积分路径(射线)要为直线,而且重建图像有伪影。代数重建算法是迭代法的典型它适用于不同方式的采样数据,对不完全数据也可重建图像,但是计算量大、重建速度慢,影响了算法的应用范围。本文对CT扇束扫描方式下的图像迭代重建算法进行了研究。首先,从算法的物理及数学原理出发,研究了代数重建算法(简称ART),主要针对经典的ART算法收敛速度慢或不收敛的缺点,分析了影响它收敛的关键因素。其次,研究了联合代数重建算法(简称SART),并对其进行了改进,改进后的重建算法(简称MSART)很好地解决了SART算法的边缘问题。分析了不同迭代算法对图像重建速度及图像质量的影响。特别针对数据稀少,不完全的条件下分析。本文使用MATLAB软件进行计算机仿真,并对实验得到的结果进行了比较和分析。实验结果表明在重建过程中,松弛系数、投影顺序、初值的选择都影响了图像重建的速度和图像的质量。在松弛系数取0.5、投影方式为非顺序投影、初值取投影平均值时图像收敛最快,图像质量最好;在有限角重建过程中,MSART算法解决了边缘问题,可以很好地应用到少数投影重建中。
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