锥束重建算法优化及可视化研究

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近年来,X射线重建技术由医学领域渐渐地走向了安检、工业等领域,在多个不同的领域发挥着越来越重要的作用。本论文的研究主要是针对于安检系统的,利用X射线的低成本、低剂量和非接触式等优点实现对重要出入口的人群及货物行李进行快速、准确的检查。目前已经存在多种检查系统,但是大部分难以满足现代安检系统的需要,希望通过对X射线锥束近似重建算法的研究,能够为安检系统探测毒品、爆炸物提供新的想法和思路,为国民的安全尽微薄之力。过去的安检系统主要是基于平面重建,限于平面重建算法的一些缺点,并不能满足现代安检系统的实时性、高效性和准确性的要求,而三维的锥束成像技术解决了这一问题,但是由于三维重建的数据量相当的庞大、算法复杂度高,成像的速度和质量问题一直以来是研究的重点。X光锥束重建算法主要分为解析重建法和代数重建法,其中三维锥束近似重建算法是解析法中最常用的一种。本论文通过对已有的重建算法进行深入的研究,得知三维锥束近似重建算法的时间主要体现在反投影的过程中,本文提出了查找表法和同时投影四幅图像的方法来加速重建,使得重建的速度相比之下有了较大的提高;由于滤波器的选择直接影响到重建图像的质量,本论文对滤波器做了改进,使重建图像的质量有了很大的提高。最后利用VTK算法将锥束重建得到的切片序列,经过多次对阈值、透明度和颜色值等参数的设置,得到了满意的可视化效果图。
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