一種基于Katsevich算法的圖像重建方法和系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明提出了一種基于Katsevich算法的圖像重建方法，通過對(duì)Katsevich重建算法中各個(gè)操作模塊的誤差進(jìn)行優(yōu)化，能夠有效地降低誤差偽影對(duì)重建圖像的影響，且能夠保持原有真實(shí)CT圖像的信息。經(jīng)過多次模擬實(shí)踐證明，本發(fā)明的方法操作簡單，能夠有效降低CT圖像中的誤差偽影，通過本發(fā)明的方法獲得的重建圖像不僅能夠降低金屬偽影對(duì)圖像的影響，而且可以保持感興趣區(qū)域的細(xì)節(jié)信息。
【專利說明】一種基于Katsevich算法的圖像重建方法和系統(tǒng)
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于醫(yī)學(xué)影像的圖像處理領(lǐng)域，具體涉及一種基于Katsevich算法圖像重建的方法和系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]在精確重建算法katsevich的重建圖像中，會(huì)出現(xiàn)各種不同形狀的偽影，這些偽影影響了算法成像的精確性。其中由于對(duì)重建過程中的投影數(shù)據(jù)進(jìn)行離散化所產(chǎn)生的偽影便是偽影最重要的一種來源。直接導(dǎo)致改偽影產(chǎn)生的原因主要是Katsevich算法本身是一種精確重建算法，但是在實(shí)際的應(yīng)用中或缺的投影數(shù)據(jù)是離散的，后續(xù)的操作都是對(duì)離散數(shù)據(jù)進(jìn)行了相應(yīng)的近似操作，從而導(dǎo)致了最終的成像中含有大量的偽影。為了獲取高質(zhì)量的CT重建圖像，需要盡量降低投影數(shù)據(jù)的離散操作帶來的誤差偽影，通常采用的方法預(yù)處理優(yōu)化的方法，主要原理是對(duì)圖像重建過程中采用不同的求導(dǎo)算法對(duì)投影數(shù)據(jù)進(jìn)行求導(dǎo)模塊進(jìn)行優(yōu)化，從而達(dá)到減少偽影的效果。
[0003]從精確重建算法Katsevich重建圖像偽影產(chǎn)生的機(jī)理出發(fā)，多種CT偽影預(yù)處理消除方法相繼被提出。預(yù)處理的方法主要包括采用一種精度較高求導(dǎo)方法進(jìn)行求導(dǎo)等。采用單一的方法進(jìn)行求導(dǎo)，容易導(dǎo)致求導(dǎo)的結(jié)果會(huì)丟失，從而會(huì)產(chǎn)生新的誤差，這樣對(duì)圖像的重建效果改善不夠明顯。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]為了解決現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明提供一種操作簡單、重建圖像質(zhì)量高并且重建速度快的基于Katsevich算法的圖像重建方法和系統(tǒng)。
[0005]本發(fā)明通過如下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn):
一種基于Katsevich算法的圖像重建方法,包括以下步驟:
(O獲取重建圖像所需要的投影數(shù)據(jù)；
(2)對(duì)所述投影數(shù)據(jù)進(jìn)行基于三點(diǎn)法和理查森外推法的混合求導(dǎo)，具體為:對(duì)投影數(shù)據(jù)的每一行、列、幀的最開始的以及最后的至少兩個(gè)投影數(shù)據(jù)的求導(dǎo)采用三點(diǎn)法求導(dǎo)；對(duì)于其他的投影數(shù)據(jù)采用理查森外推法進(jìn)行求導(dǎo)，另外在具體操作中對(duì)該模塊進(jìn)行定點(diǎn)化處理；
(3)對(duì)所述步驟(2)處理過的投影數(shù)據(jù)進(jìn)行長度加權(quán)校正；
(4)對(duì)所述步驟(3)處理過的投影數(shù)據(jù)進(jìn)行濾波前的插值操作，對(duì)投影數(shù)據(jù)進(jìn)行坐標(biāo)系變換，在該步驟中，對(duì)投影數(shù)據(jù)采用的最臨近插值與三次卷積插值的混合操作，另外在具體操作中對(duì)該模塊進(jìn)行定點(diǎn)化處理；
(5)對(duì)所述步驟(4)處理過的投影數(shù)據(jù)進(jìn)行希爾伯特變換，然后進(jìn)行加相應(yīng)窗函數(shù)操
作；
(6)對(duì)所述步驟(5)處理過的投影數(shù)據(jù)進(jìn)行后插值，將投影數(shù)據(jù)再次進(jìn)行坐標(biāo)系變換，恢復(fù)投影數(shù)據(jù)的坐標(biāo)系，另外在具體操作中對(duì)該模塊進(jìn)行定點(diǎn)化處理；
(7)對(duì)所述步驟(6)處理過的投影數(shù)據(jù)進(jìn)行反投影產(chǎn)生重建圖像，在該步驟中對(duì)投影數(shù)據(jù)進(jìn)行累加時(shí)，采用混合差值選取投影數(shù)據(jù)的方法，另外在具體操作中對(duì)該模塊進(jìn)行定點(diǎn)化處理。
[0006]進(jìn)一步地，當(dāng)獲取的投影數(shù)據(jù)含有噪聲時(shí)，所述步驟(I)還包括對(duì)所得到的投影數(shù)據(jù)進(jìn)行濾波處理，以降低噪聲在后續(xù)操作中對(duì)重建圖像中偽影的影響。
[0007]進(jìn)一步地，所述步驟(2)對(duì)投影數(shù)據(jù)進(jìn)行求導(dǎo)時(shí)，采用的方法是混合求導(dǎo)的方法，即:對(duì)邊緣的數(shù)據(jù)采用差商、三點(diǎn)法或五點(diǎn)法求導(dǎo)，對(duì)于中間的數(shù)據(jù)采用中心差商、理查森外推法或者是擬合法求導(dǎo)。
[0008]進(jìn)一步地，所述步驟(5)采用快速傅里葉變換FFT來完成希爾伯特變換。只需要進(jìn)行一次FFT運(yùn)算，并將運(yùn)算結(jié)果臨時(shí)存儲(chǔ)用于后續(xù)計(jì)算。
[0009]進(jìn)一步地，所述步驟(6)采用插值方法是最臨近插值與三次卷積插值的混合插值方法。
[0010]進(jìn)一步地，所述步驟(7)中的混合差值選取投影數(shù)據(jù)的方法，具體為:當(dāng)坐標(biāo)(u*，W*)位于探測(cè)板的最外側(cè)時(shí)，采用最鄰近差值選取參與積分的投影數(shù)據(jù)；當(dāng)坐標(biāo)(U*，w*)位于探測(cè)板上除上步驟中的棱與棱的交點(diǎn)上時(shí)，采用的是雙線性插值方法選取投影數(shù)據(jù)；當(dāng)坐標(biāo)(U*，W*)位于探測(cè)板上除上述兩步驟中的棱上時(shí)，采用的是最鄰近插值的方法選取投影數(shù)據(jù)；當(dāng)坐標(biāo)(U*，W*)位于探測(cè)板上除上述三步驟的區(qū)域時(shí)，采用最鄰近插值的方法選取投影數(shù)據(jù)。
[0011]進(jìn)一步地，所述步驟(7)中得到反投影時(shí)所需的積分區(qū)間[sb，st]時(shí)，需要對(duì)完成非線性方程的求解，求解時(shí)采用基于二分法的迭代運(yùn)算或牛頓迭代法或弦截法。
[0012]進(jìn)一步地，所述步驟(2)、(4)、(6)、(7)中進(jìn)行定點(diǎn)化處理的方法，具體為:采用CORDIC算法來解決具體實(shí)現(xiàn)中超越函數(shù)線性化，對(duì)于CORDIC算法實(shí)現(xiàn)流水線結(jié)構(gòu)中采用14級(jí)流水級(jí)數(shù)，能夠滿足醫(yī)學(xué)圖像的精度要求，另外，在定點(diǎn)化中，范圍分析設(shè)計(jì)了基于仿射形式的算法實(shí)現(xiàn)；精度分析設(shè)計(jì)了基于量化誤差傳播模型的算法和模擬自適應(yīng)退火算法相結(jié)合實(shí)現(xiàn)；同時(shí)，根據(jù)不同的約束條件，分別得到誤差范圍為2-4，2-8，2-13三組精度分析的結(jié)果。
[0013]本發(fā)明的另一方面，提供了 一種執(zhí)行本發(fā)明的基于Katsevich算法的圖像重建方法的系統(tǒng)，其特征在于:該系統(tǒng)包括CT機(jī)、圖像重建工作站、高清圖像顯示設(shè)備、CT機(jī)的X射線球管、CT機(jī)中的探測(cè)板；其工作方式為:CT機(jī)中的X射線管與探測(cè)板的相對(duì)位置不變，它們沿著掃描機(jī)架360°旋轉(zhuǎn)對(duì)重建物體進(jìn)行照射，得到的投影數(shù)據(jù)通過PC1-E總線一幀一幀地傳輸?shù)綀D像重建工作站中，在圖像重建工作站中利用本發(fā)明的基于Katsevich算法的圖像重建方法進(jìn)行精確快速重建，得到的重建圖像通過高清圖像顯示設(shè)備顯示出來。
[0014]本發(fā)明的有益效果是:本發(fā)明通過對(duì)Katsevich重建算法中各個(gè)模塊的誤差進(jìn)行優(yōu)化，能夠有效地降低誤差偽影對(duì)重建圖像的影響，同時(shí)對(duì)相關(guān)模塊進(jìn)行了定點(diǎn)化處理加快了重建的速度，且能夠保持原有真實(shí)CT圖像的信息。經(jīng)過多次模擬實(shí)踐證明，本發(fā)明的方法操作簡單，能夠有效降低CT圖像中的誤差偽影，通過本發(fā)明的方法獲得的重建圖像不僅能夠降低金屬偽影對(duì)圖像的影響，而且可以保持感興趣區(qū)域的細(xì)節(jié)信息。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0015]圖1是本發(fā)明的基于Katsevich算法的圖像重建方法流程圖； 圖2是定點(diǎn)化處理的方法流程圖；
圖3是混合求導(dǎo)操作的詳解圖；
圖4是單獨(dú)幀投影數(shù)據(jù)的插值示意圖；
圖5是反投影操作的中混合插值示意圖；
圖6是執(zhí)行本發(fā)明方法的系統(tǒng)在Y方向橫截面示意圖；
圖7 Ca)是標(biāo)準(zhǔn)的Shepp-Logan體模,用作為CT圖像重建的理想體模；
圖7 (b)是未進(jìn)行發(fā)明優(yōu)化的Katsevich重建方法重建的圖像；
圖7 (C)是進(jìn)行基于本發(fā)明優(yōu)化的后Katsevich重建方法重建的圖像；
圖中各標(biāo)示的含義為:1-CT機(jī)、2-圖像重建工作站、3-高清圖像顯示設(shè)備、4-CT機(jī)的X射線球管、5-CT機(jī)中的探測(cè)板。
【具體實(shí)施方式】
[0016]下面結(jié)合【專利附圖】

【附圖說明】及【具體實(shí)施方式】對(duì)本發(fā)明進(jìn)一步說明。
[0017]如附圖1所示的基于Katsevich算法的圖像重建方法,依次包括如下步驟:
(I)獲取CT機(jī)系統(tǒng)參數(shù)以及重建圖像所需要的投影數(shù)據(jù)。當(dāng)獲取的投影數(shù)據(jù)含有噪聲時(shí)，需要對(duì)所得到的投影數(shù)據(jù)進(jìn)行濾波處理，以降低噪聲在后續(xù)操作中對(duì)重建圖像中偽影的影響。
[0018](2)對(duì)步驟(I)獲取的投影數(shù)據(jù)進(jìn)行基于三點(diǎn)法和理查森外推法的混合求導(dǎo)，具體的實(shí)施方式如附圖3所示，對(duì)投影數(shù)據(jù)的每一行、列、幀的最開始的以后最后的至少兩個(gè)投影數(shù)據(jù)(邊緣數(shù)據(jù))的求導(dǎo)采用三點(diǎn)法求導(dǎo)；對(duì)于其他的投影數(shù)據(jù)采用理查森外推法進(jìn)行求導(dǎo)。采用三點(diǎn)法的主要的目的是它可以較高精度的獲取邊緣數(shù)據(jù)的導(dǎo)數(shù)，從而避免發(fā)生投影數(shù)據(jù)導(dǎo)數(shù)不能獲得的情況；而采用理查森外推法進(jìn)行求導(dǎo)的目的是利用理查森外推法隨著外推次數(shù)的變化求導(dǎo)精度變化的優(yōu)點(diǎn)可以根據(jù)具體情況的要求采用不同的外推情況的理查森方法，最大限度的滿足求導(dǎo)的精度要求。通過前面的操作就可以得到和原始投影數(shù)據(jù)量相等的求導(dǎo)后的投影數(shù)據(jù)，一方面最大限度地提高數(shù)據(jù)的求導(dǎo)精度，另一方面消除了求導(dǎo)后數(shù)據(jù)的丟失為了提高重建算法的重建效率，對(duì)該模塊進(jìn)行了定點(diǎn)流水線的優(yōu)化策略對(duì)該模塊進(jìn)行了優(yōu)化。
[0019](3)對(duì)步驟(2)處理過的投影數(shù)據(jù)進(jìn)行長度加權(quán)校正；
(4)對(duì)步驟(3)處理過的投影數(shù)據(jù)進(jìn)行濾波前的插值操作，對(duì)投影數(shù)據(jù)進(jìn)行坐標(biāo)系變換，在該步驟中，對(duì)投影數(shù)據(jù)采用的最臨近插值與三次卷積插值的混合操作，如附圖4所示，即對(duì)邊緣數(shù)據(jù)采用的是最臨近插值，而對(duì)于非邊緣數(shù)據(jù)采用的是三次卷積插值。由于最臨近插值的精度太低，使得重建圖像效果很差，但是操作簡單、雙線性插值能夠產(chǎn)生低通濾波器的效果而使得重建圖像比較模糊，而三次卷積插值能夠既提高精度同時(shí)也能夠避免圖像的模糊，因此提高了插值模塊的計(jì)算精度，同時(shí)三次卷積插值使得運(yùn)算量變大。為了提高重建算法的重建效率，對(duì)該模塊進(jìn)行了定點(diǎn)流水線的優(yōu)化策略對(duì)該模塊進(jìn)行了優(yōu)化，可以使得該模塊在進(jìn)行硬件實(shí)現(xiàn)時(shí)整個(gè)硬件電路的面積更小，速度更快，功耗更低。
[0020](5)對(duì)步驟(4)處理過的數(shù)據(jù)進(jìn)行希爾伯特變換，通常投影數(shù)據(jù)是通過卷積操作來完成希爾伯特變換的，在本發(fā)明中，采用的快速傅里葉變換(FFT)來完成希爾伯特變換，完成了希爾伯特變換后，對(duì)處理過的投影數(shù)據(jù)進(jìn)行加相應(yīng)窗函數(shù)操作。[0021](6)對(duì)步驟(5)處理過的投影數(shù)據(jù)進(jìn)行后插值，將投影數(shù)據(jù)再次進(jìn)行坐標(biāo)系變換，恢復(fù)投影數(shù)據(jù)的坐標(biāo)系，在該步驟采用的仍然是最臨近插值與三次卷積插值的混合操作。同時(shí)使用定點(diǎn)化的流水線對(duì)模塊進(jìn)行優(yōu)化。
[0022](7)對(duì)步驟(6)產(chǎn)生的投影數(shù)據(jù)進(jìn)行反投影產(chǎn)生重建圖像，在該步驟中對(duì)投影數(shù)據(jù)進(jìn)行累加時(shí)，本發(fā)明采用的是一種混合差值選取投影數(shù)據(jù)的方法，如附圖5所示:當(dāng)坐標(biāo)(u*，w*)位于探測(cè)板的最外側(cè)時(shí)，本發(fā)明采用最鄰近差值選取參與積分的投影數(shù)據(jù)；當(dāng)坐標(biāo)(u*，w*)位于探測(cè)板上除上步驟中的棱與棱的交點(diǎn)上時(shí)，采用的是雙線性插值方法選取投影數(shù)據(jù)；當(dāng)坐標(biāo)(u*，w*)位于探測(cè)板上除上述兩步驟中的棱上時(shí)，采用的是最鄰近插值的方法選取投影數(shù)據(jù)；當(dāng)坐標(biāo)(u*，w*)位于探測(cè)板上除上述三步驟的區(qū)域時(shí)，采用最鄰近插值的方法選取投影數(shù)據(jù)，從而使得在選取投影數(shù)據(jù)對(duì)重建點(diǎn)進(jìn)行更新時(shí)精度更高。另外為了加快重建的速度，本發(fā)明對(duì)本模塊進(jìn)行了定點(diǎn)化流水線優(yōu)化，從而使得重建效率更高，功耗更低。
[0023]步驟(2)對(duì)步驟(I)所獲取的投影數(shù)據(jù)進(jìn)行求導(dǎo)時(shí)，采用混合求導(dǎo)的方法:對(duì)邊緣的數(shù)據(jù)可以采用差商、三點(diǎn)法或五點(diǎn)法等，對(duì)于中間的數(shù)據(jù)可以采用精度較高的求導(dǎo)方法，例如中心差商、理查森外推法或者擬合求導(dǎo)的方法，從而使得求導(dǎo)之后的數(shù)據(jù)量與求導(dǎo)之前的保持一致，避免數(shù)據(jù)的丟失而因此的誤差。
[0024]步驟(5)對(duì)步驟(4)中的數(shù)據(jù)進(jìn)行FFT運(yùn)算時(shí)，由于需要多次用到希爾伯特核的FFT運(yùn)算結(jié)果，在重建過程中為了加速運(yùn)算，只需要對(duì)其進(jìn)行一次運(yùn)算，并將其運(yùn)算結(jié)果臨時(shí)存儲(chǔ)用于后續(xù)計(jì)算。
[0025]定點(diǎn)化處理的方法如附圖2所示，具體為:采用CORDIC算法來解決具體實(shí)現(xiàn)中超越函數(shù)線性化，對(duì)于CORDIC算法實(shí)現(xiàn)流水線結(jié)構(gòu)中采用14級(jí)流水級(jí)數(shù)，能夠滿足醫(yī)學(xué)圖像的精度要求，另外，在定點(diǎn)化中，范圍分析設(shè)計(jì)了基于仿射形式的算法實(shí)現(xiàn)；精度分析設(shè)計(jì)了基于量化誤差傳播模型的算法和模擬自適應(yīng)退火算法相結(jié)合實(shí)現(xiàn)；同時(shí)，根據(jù)不同的約束條件，分別得到誤差范圍為2-4，2-8，2-13三組精度分析的結(jié)果
如附圖6所示，是執(zhí)行本發(fā)明的基于Katsevich算法的圖像重建方法的系統(tǒng)，該系統(tǒng)包括CT機(jī)、圖像重建工作站、高清圖像顯示設(shè)備、CT機(jī)的X射線球管、CT機(jī)中的探測(cè)板；其工作方式為:CT機(jī)中的X射線管與探測(cè)板的相對(duì)位置不變，它們沿著掃描機(jī)架360°旋轉(zhuǎn)對(duì)重建物體進(jìn)行照射，得到的投影數(shù)據(jù)通過PC1-E總線一幀一幀地傳輸?shù)綀D像重建工作站中，在圖像重建工作站中利用本發(fā)明的基于Katsevich算法的圖像重建方法進(jìn)行精確快速重建，得到的重建圖像通過高清圖像顯示設(shè)備顯示出來。
[0026]如附圖7所示，圖7-a是標(biāo)準(zhǔn)的Sh印p_Logan體模，用作為CT圖像重建的理想體模，圖7-b是未進(jìn)行發(fā)明優(yōu)化的Katsevich重建方法重建的圖像，圖7_c是進(jìn)行基于本發(fā)明優(yōu)化的后Katsevich重建方法重建的圖像，通過對(duì)圖像的均方差以及直方圖進(jìn)行對(duì)，優(yōu)化后的圖像均方差有了大幅度下降，同時(shí)直方圖的高頻噪聲也有顯著改善。
[0027]以上內(nèi)容是結(jié)合具體的優(yōu)選實(shí)施方式對(duì)本發(fā)明所作的進(jìn)一步詳細(xì)說明，不能認(rèn)定本發(fā)明的具體實(shí)施只局限于這些說明。對(duì)于本發(fā)明所屬【技術(shù)領(lǐng)域】的普通技術(shù)人員來說，在不脫離本發(fā)明構(gòu)思的前提下，還可以做出若干簡單推演或替換，都應(yīng)當(dāng)視為屬于本發(fā)明的保護(hù)范圍。
【權(quán)利要求】
1.一種基于KatseviCh算法的圖像重建方法，其特征在于，所述方法包括以下步驟: (O獲取重建圖像所需要的投影數(shù)據(jù)； (2)對(duì)所述投影數(shù)據(jù)進(jìn)行基于三點(diǎn)法和理查森外推法的混合求導(dǎo)，具體為:對(duì)投影數(shù)據(jù)的每一行、列、幀的最開始的以及最后的至少兩個(gè)投影數(shù)據(jù)的求導(dǎo)采用三點(diǎn)法求導(dǎo)；對(duì)于其他的投影數(shù)據(jù)采用理查森外推法進(jìn)行求導(dǎo)，在具體操作中對(duì)該步驟采用定點(diǎn)化處理； (3)對(duì)所述步驟(2)處理過的投影數(shù)據(jù)進(jìn)行長度加權(quán)校正； (4)對(duì)所述步驟(3)處理過的投影數(shù)據(jù)進(jìn)行濾波前的插值操作，對(duì)投影數(shù)據(jù)進(jìn)行坐標(biāo)系變換，在該步驟中，對(duì)投影數(shù)據(jù)采用的最臨近插值與三次卷積插值的混合操作，在具體操作中對(duì)該步驟采用定點(diǎn)化處理； (5)對(duì)所述步驟(4)處理過的投影數(shù)據(jù)進(jìn)行希爾伯特變換，然后進(jìn)行加相應(yīng)窗函數(shù)操作； (6)對(duì)所述步驟(5)處理過的投影數(shù)據(jù)進(jìn)行后插值，將投影數(shù)據(jù)再次進(jìn)行坐標(biāo)系變換，恢復(fù)投影數(shù)據(jù)的坐標(biāo)系，在具體操作中對(duì)該步驟采用定點(diǎn)化處理； (7)對(duì)所述步驟(6)處理過的投影數(shù)據(jù)進(jìn)行反投影產(chǎn)生重建圖像，在該步驟中對(duì)投影數(shù)據(jù)進(jìn)行累加時(shí)，采用混合差值選取投影數(shù)據(jù)的方法，在具體操作中對(duì)該步驟采用定點(diǎn)化處理。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述 的方法，其特征在于:當(dāng)獲取的投影數(shù)據(jù)含有噪聲時(shí)，所述步驟(I)還包括對(duì)所得到的投影數(shù)據(jù)進(jìn)行濾波處理，以降低噪聲在后續(xù)操作中對(duì)重建圖像中偽影的影響。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于:所述步驟(2)對(duì)投影數(shù)據(jù)進(jìn)行求導(dǎo)時(shí)，采用的方法是混合求導(dǎo)的方法，即:對(duì)邊緣的數(shù)據(jù)采用差商、三點(diǎn)法或五點(diǎn)法求導(dǎo)，對(duì)于中間的數(shù)據(jù)采用中心差商、理查森外推法或者是擬合法求導(dǎo)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于:所述步驟(5)采用快速傅里葉變換FFT來完成希爾伯特變換。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的方法，其特征在于:只需要進(jìn)行一次FFT運(yùn)算，并將運(yùn)算結(jié)果臨時(shí)存儲(chǔ)用于后續(xù)計(jì)算。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于:所述步驟(6)采用插值方法是最臨近插值與三次卷積插值的混合插值方法。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于:所述步驟(7)中的混合差值選取投影數(shù)據(jù)的方法，具體為:當(dāng)坐標(biāo)(u*，w*)位于探測(cè)板的最外側(cè)時(shí)，采用最鄰近差值選取參與積分的投影數(shù)據(jù)；當(dāng)坐標(biāo)U*，W*)位于探測(cè)板上除上步驟中的棱與棱的交點(diǎn)上時(shí)，采用的是雙線性插值方法選取投影數(shù)據(jù)；當(dāng)坐標(biāo)(U*，W*)位于探測(cè)板上除上述兩步驟中的棱上時(shí)，采用的是最鄰近插值的方法選取投影數(shù)據(jù)；當(dāng)坐標(biāo)(U*，W*)位于探測(cè)板上除上述三步驟的區(qū)域時(shí)，采用最鄰近插值的方法選取投影數(shù)據(jù)。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于:所述步驟(7)中得到反投影時(shí)所需的積分區(qū)間[Sb，st]時(shí)，需要對(duì)完成非線性方程的求解，求解時(shí)采用基于二分法的迭代運(yùn)算或牛頓迭代法或弦截法。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于:所述步驟(2)、(4)、(6)、(7)中進(jìn)行定點(diǎn)化處理的方法，具體為:采用CORDIC算法來解決具體實(shí)現(xiàn)中超越函數(shù)線性化，對(duì)于CORDIC算法實(shí)現(xiàn)流水線結(jié)構(gòu)中采用14級(jí)流水級(jí)數(shù)，能夠滿足醫(yī)學(xué)圖像的精度要求，另外，在定點(diǎn)化中，范圍分析設(shè)計(jì)了基于仿射形式的算法實(shí)現(xiàn)；精度分析設(shè)計(jì)了基于量化誤差傳播模型的算法和模擬自適應(yīng)退火算法相結(jié)合實(shí)現(xiàn)；同時(shí)，根據(jù)不同的約束條件，分別得到誤差范圍為2-4，2-8，2-13三組精度分析的結(jié)果。
10.一種執(zhí)行如權(quán)利要求1-8所述的基于Katsevich算法的圖像重建方法的系統(tǒng)，其特征在于:該系統(tǒng)包括CT機(jī)、圖像重建工作站、高清圖像顯示設(shè)備、CT機(jī)的X射線球管、CT機(jī)中的探測(cè)板；其工作方式為:CT機(jī)中的X射線管與探測(cè)板的相對(duì)位置不變，它們沿著掃描機(jī)架360°旋轉(zhuǎn)對(duì)重建物體進(jìn)行照射，得到的投影數(shù)據(jù)通過PC1-E總線一幀一幀地傳輸?shù)綀D像重建工作站中，在圖像重建工作站中利用如權(quán)利要求1-8所述的基于Katsevich算法的圖像重建方法進(jìn) 行精確快速重建，得到的重建圖像通過高清圖像顯示設(shè)備顯示出來。
【文檔編號(hào)】G06T11/00GK103714560SQ201310734168
【公開日】2014年4月9日 申請(qǐng)日期:2013年12月27日 優(yōu)先權(quán)日:2013年12月27日
【發(fā)明者】張巖, 紀(jì)東梅, 高倫, 景麗 申請(qǐng)人:哈爾濱工業(yè)大學(xué)深圳研究生院