針對利用稀疏角度投影數據實現優質CT圖像重建的問題,提出了一種改進的基于選擇性圖像全變差(TV)約束的快速迭代重建算法。該算法采用兩相式重建策略,首先利用代數重建算法(ART)重建中間圖像并進行非負性約束,然后采用選擇性TV最小化對上述圖像進行優化修正,兩步交替進行直到滿足某一收斂準則。為了進一步提升算法效能,該算法在迭代過程中應用快速收斂技術加快算法收斂。應用該算法對仿真的Sheep-Logan體模進行重建,實驗結果表明,該算法不僅提高了圖像的重建質量,保護了圖像的邊緣信息,而且顯著加快了迭代重建的收斂速度。
在口腔錐形束CT的設計中,X射線源的控制、平板探測器的實時采集以及機械結構的運動這三者的協同工作直接影響成像質量。本文在充分分析平板探測器時序信號特征基礎上,研究利用微處理機控制器(MCU)、復雜可編程邏輯器件(CPLD)和光耦等元件設計并實現同步曝光控制系統。利用該系統獲取投影圖像,分析其穩定性、線性一致性、信噪比(SNR)并進行FDK算法重建,以驗證同步曝光控制系統的設計性能。實驗結果表明該系統性能良好,可滿足三者間的協同工作。
為抑制因射線源掃描時隨機抖動造成的幾何偽影，并且實現射線源掃描軌跡靈活，滿足任務驅動掃描成像要求，本文提出了一種自由軌跡錐束計算機斷層掃描（CBCT）成像的方法。本方法提出二維平面的幾何標定方法，基于該方法可以實現幾何標定模體和成像物體同時成像，進而通過在線標定方法求出幾何參數，再結合幾何參數應用于交替方向乘子法（ADMM）進行圖像迭代重建。實驗表明，本方法可以獲得較高質量的重建圖像，圖像對比度較高，特征邊緣清晰。模擬實驗結果均方根誤差（RMSE）較小，結構相似性（SSIM）值均在 0.99 以上。實際實驗結果有著較低的圖像信息熵（IE）值和較高的對比度噪聲比（CNR）值。該方法為 CBCT 實現軌跡自由以及獲得高質量重建圖像提供了一定的實用價值。