光学学报, 2019, 39 (7): 0711003, 网络出版: 2019-07-16   

基于加权总差分最小化的中子稀疏投影计算机断层重建方法 下载: 841次

Neutron Computed Tomography Reconstruction Method Using Sparse Projections Based on Weighted Total Difference Minimization
作者单位
1 北京航空航天大学机械工程及自动化学院, 北京 100191
2 中国工程物理研究院核物理与化学研究所, 四川 绵阳 621900
图 & 表

图 1. Shepp-Logan重建图像。(a)理想图像;(b) ART算法;(c) SART算法;(d) SIRT算法

Fig. 1. Reconstructed images of Shepp-Logan. (a) Ideal image; (b) ART algorithm; (c) SART algorithm; (d) SIRT algorithm

下载图片 查看原文

图 2. 含噪声投影数据下Shepp-Logan重建图像。(a)理想图像;(b) ART算法;(c) SART算法;(d) SIRT算法

Fig. 2. Reconstructed images of Shepp-Logan using noisy projections. (a) Ideal image; (b) ART algorithm; (c) SART algorithm; (d) SIRT algorithm

下载图片 查看原文

图 3. 不同稀疏角度投影FBP与SIRT重建图像。(a) 180幅投影FBP重建图像;(b) 20幅投影FBP重建图像;(c) 180幅投影SIRT重建图像;(d) 20幅投影SIRT重建图像

Fig. 3. Reconstructed images obtained by FBP and SIRT with different sparse angle projections. (a) FBP reconstructed image with 180 projections; (b) FBP reconstructed image with 20 projections; (c) SIRT reconstructed image with 180 projections; (d) SIRT reconstructed image with 20 projections

下载图片 查看原文

图 4. WTDM方法在不同方向的差分测度[17]。(a)像素点四邻域示意图;(b)像素点各方向的局部梯度

Fig. 4. Difference measures of WTDM method in different directions[17]. (a) Diagram of four neighbors of pixel point; (b) partial gradients of pixel point in different directions

下载图片 查看原文

图 5. 90幅投影Shepp-Logan的重建图像。(a) FBP重建;(b) SIRT重建;(c) SART-WTDM重建;(d) SIRT-WTDM重建

Fig. 5. Reconstructed images of Shepp-Logan using 90 projections. (a) FBP reconstruction; (b) SIRT reconstruction; (c) SART-WTDM reconstruction; (d) SIRT-WTDM reconstruction

下载图片 查看原文

图 6. 90幅含噪声投影Shepp-Logan的重建图像。(a) FBP重建;(b) SIRT重建;(c) SART-WTDM重建;(d) SIRT-WTDM重建

Fig. 6. Reconstructed images of Shepp-Logan using 90 noisy projections. (a) FBP reconstruction; (b) SIRT reconstruction; (c) SART-WTDM reconstruction; (d) SIRT-WTDM reconstruction

下载图片 查看原文

图 7. Shepp-Logan的90幅投影重建图像的灰度曲线。(a)投影数据无噪声;(b)投影数据含噪声

Fig. 7. Gray curves of reconstructed images of Shepp-Logan with 90 projections. (a) Without noise in projections; (b) with noise in projections

下载图片 查看原文

图 8. 编码管样品75幅投影重建图像。(a)完整数据FBP重建;(b) 75幅投影FBP重建;(c) 75幅投影SIRT重建;(d) 75幅投影SART-WTDM重建;(e) 75幅投影SIRT-WTDM重建

Fig. 8. Reconstructed images of code tube sample with 75 projections. (a) FBP reconstruction with complete projections; (b) FBP reconstruction with 75 projections; (c) SIRT reconstruction with 75 projections; (d) SART-WTDM reconstruction with 75 projections; (e) SIRT-WTDM reconstruction with 75 projections

下载图片 查看原文

图 9. 编码管样品18幅投影重建图像。(a)完整数据FBP重建;(b) 18幅投影FBP重建;(c) 18幅投影SIRT重建;(d) 18幅投影SART-WTDM重建;(e) 18幅投影SIRT-WTDM重建

Fig. 9. Reconstructed images of code tube sample with 18 projections. (a) FBP reconstruction with complete projections; (b) FBP reconstruction with 18 projections; (c) SIRT reconstruction with 18 projections; (d) SART-WTDM reconstruction with 18 projections; (e) SIRT-WTDM reconstruction with 18 projections

下载图片 查看原文

图 10. 编码管样品的三维可视化结果。(a)编码管样品的重建部位;(b)完整数据FBP重建;(c) 75幅投影数据FBP重建;(d) 75幅投影数据SIRT重建;(e) 75幅投影数据SART-WTDM重建;(f) 75幅投影数据SIRT-WTDM重建

Fig. 10. 3D visualization results of code tube sample. (a) Reconstructed region of code tube sample; (b) FBP reconstructed result with complete projections; (c) FBP reconstructed result with 75 projections; (d) SIRT reconstructed result with 75 projections; (e) SART-WTDM reconstructed result with 75 projections; (f) SIRT-WTDM reconstructed result with 75 projections

下载图片 查看原文

表 1Shepp-Logan重建图像的MSE和PSNR

Table1. MSE and PSNR of reconstructed images of Shepp-Logan

MethodWithout noise in the projectionsWith noise in the projectionsImage quality reduction rate
MSEPSNR /dBMSEPSNR /dBIncreasing rate of MSE /%Reduction rate of PSNR /%
ART0.004771.45160.007869.183265.963.17
SART0.004771.42080.007769.250863.833.04
SIRT0.004671.51670.004971.25716.520.36

查看原文

表 2基于Shepp-Logan模拟的CT条件

Table2. Simulative CT conditions based on Shepp-Logan

Scanning modeReconstructing image size /(pixel×pixel)Range of scanning angle /(°)Angle step /(°)
Parallel beam256×2561802

查看原文

表 3Shepp-Logan的90幅投影重建图像的MSE和PSNR

Table3. MSE and PSNR of reconstructed images of Shepp-Logan with 90 projections

MethodWithout noise in projectionsWith noise in projections
MSEPSNR /dBMSEPSNR /dB
FBP0.010068.13740.011867.4080
SIRT0.004671.45930.006470.0438
SART-WTDM0.004571.58420.006270.1929
SIRT-WTDM0.004571.58500.006270.2200

查看原文

表 4编码管样品CT扫描条件

Table4. CT scanning conditions of code tube sample

Neutron beam typeDetector typeNumber of detector pixelsRange of scanning angle /(°)Total projection number
Cold neutronAndor iKon-L 9362048×2048180450

查看原文

表 5编码管样品重建图像的MSE和PSNR

Table5. MSE and PSNR of reconstructed images of code tube sample

Method776th slice image313rd slice image
MSEPSNR /dBMSEPSNR /dB
FBP9.8263×10-478.20690.013166.9626
SIRT9.4837×10-478.36100.009068.6035
SART-WTDM7.6070×10-479.31870.004271.8748
SIRT-WTDM4.0869×10-482.01690.003772.4440

查看原文

林强, 杨民, 唐彬, 刘斌, 霍合勇, 刘家伟. 基于加权总差分最小化的中子稀疏投影计算机断层重建方法[J]. 光学学报, 2019, 39(7): 0711003. Qiang Lin, Min Yang, Bin Tang, Bin Liu, Heyong Huo, Jiawei Liu. Neutron Computed Tomography Reconstruction Method Using Sparse Projections Based on Weighted Total Difference Minimization[J]. Acta Optica Sinica, 2019, 39(7): 0711003.

本文已被 1 篇论文引用
被引统计数据来源于中国光学期刊网
引用该论文: TXT   |   EndNote

相关论文

加载中...

关于本站 Cookie 的使用提示

中国光学期刊网使用基于 cookie 的技术来更好地为您提供各项服务,点击此处了解我们的隐私策略。 如您需继续使用本网站,请您授权我们使用本地 cookie 来保存部分信息。
全站搜索
您最值得信赖的光电行业旗舰网络服务平台!