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一种圆轨迹锥束CT中截断投影数据的高效重建算法

汪先超 闫镔 刘宏奎 李磊 魏星 胡国恩

一种圆轨迹锥束CT中截断投影数据的高效重建算法

汪先超, 闫镔, 刘宏奎, 李磊, 魏星, 胡国恩
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  • 本文基于数据重排方法, 提出了T-BPF (Tent-BPF)算法, 该算法先将锥束投影数据重排成平行投影数据, 然后使用一种推导的BPF型算法重建重排后的平行投影数据. T-BPF算法将原BPF算法反投影中变化的角度积分限变成固定的, 反投影中各层循环之间没有了相关性, 这意味着T-BPF算法较原BPF算法具有更好的可并行性. 实验结果显示: 使用GPU对2563的Shepp-Logan体模的图像重建进行并行加速, T-BPF算法在保证重建质量的前提下, 加速比达到了1036, 较原BPF算法有很大提升. T-BPF算法为截断投影数据的3D图像快速重建提供了方法.
    • 基金项目: 国家高技术研究发展计划(批准号:2012AA011603)资助的课题.
    [1]

    Zou Y, Pan X C 2004 Phys. Med. Biol. 49 941

    [2]

    Zou Y, Pan X C 2004 Phys. Med. Biol. 49 383

    [3]

    Zou Y, Pan X C 2004 Phys, Med. Biol. 49 2717

    [4]

    Clackdoyle R, Noo F, Guo J, Roberts J 2004 IEEE Trans Nucl Sci 51 2570

    [5]

    Luo Z Y, Yang X Q, Meng Y Z, Deng Y 2010 Acta Phys. Sin. 59 8237 (in China) [罗召洋, 杨孝全, 孟远征, 邓勇 2010 物理学报 59 8237]

    [6]

    Jia P X, Zhang F, Yan B, Bao S L 2010 Chin. Phys. B 19 087802

    [7]

    Li L, Kang K J, Chen Z Q, Zhang L, Xing Y X 2008 IEEE Nuclear Science Symposium and Medical Imaging Conference Paper No M10-346

    [8]

    Wang X C, Yan B, Li L, Hu G E 2012 Chin. Phys. B 21 118702

    [9]

    Pan X C, Xia D, Zou Y, Yu L F 2004 Phys. Med. Biol. 49 4349

    [10]

    Yu L F, Zou Y, Sidky E Y, Pelizzari C A, Munro P, Pan X C 2006 IEEE Trans Med Imag 25 869

    [11]

    Yu L F, Xia D, Zou Y, Pan X C, Pelizzari C A, Munro P 2005 IEEE Nuclear Science Symposium Conference Record 412

    [12]

    Yu L F, Pelizzari C A, Pan X C 2006 IEEE Nuclear Science Symposium Conference Record 2889

    [13]

    Wang X C, Li L, Yu C Q, Yan B, Bao S L 2012 J. of X-ray Sci. and Tech. 20 69

    [14]

    Grass M, Köhler Th, Proksa R 2000 Phys. Med. Biol. 45 329

    [15]

    Han Y, Yan B, Li L, Yu C Q, Li J X, Bao S L 2012 Chin. Phys. B 21 068701

    [16]

    Noo F, Clackdoyle R, Pack J D 2004 Phys. Med. Biol. 49 3903

    [17]

    Shen L, Xing Y X 2010 Nuclear Techniques 33 857(in Chinese) [沈乐, 邢宇翔 2010 核技术 33 857]

    [18]

    Wang Y J, Hu H F, Xing Y X 2009 The 10th international meeting on fully 3D image reconstruction in radiology and nuclear medicine 57

    [19]

    Sidky E Y, Zou Y, Pan X C 2005 Phys. Med. Biol. 50 1643

    [20]

    Zou Y, Pan X C, Sidky E Y 2005 J. Opt. Soc. Am. 22 2372

    [21]

    Tricomi F C 1951 Quarterly Journal of Mathematics 2 199

    [22]

    Sidky E Y, Pan X C 2005 IEEE Signal Process Lett. 12 97

    [23]

    Feldkamp L A, Davis L C, Kress J W 1984 J. Opt. Soc. Amer. A 1 612

    [24]

    Noo F, Defrise M, Clackdoyle R, Kudo H 2002 Phys. Med. Biol. 47 2525

    [25]

    Dennerlein F, Noo F, Hornegger J, Lauritsch G 2007 Phys. Med. Biol. 52 3227

    [26]

    Shepp L A, Logan B F1974 IEEE Trans Nucl. Sci. 21 21

    [27]

    Han X, Bian J G, Eaker D R, Kline T L, Sidky E Y, Ritman E L, Pan X C 2011 IEEE Trans Med. Imag. 30 606

  • [1]

    Zou Y, Pan X C 2004 Phys. Med. Biol. 49 941

    [2]

    Zou Y, Pan X C 2004 Phys. Med. Biol. 49 383

    [3]

    Zou Y, Pan X C 2004 Phys, Med. Biol. 49 2717

    [4]

    Clackdoyle R, Noo F, Guo J, Roberts J 2004 IEEE Trans Nucl Sci 51 2570

    [5]

    Luo Z Y, Yang X Q, Meng Y Z, Deng Y 2010 Acta Phys. Sin. 59 8237 (in China) [罗召洋, 杨孝全, 孟远征, 邓勇 2010 物理学报 59 8237]

    [6]

    Jia P X, Zhang F, Yan B, Bao S L 2010 Chin. Phys. B 19 087802

    [7]

    Li L, Kang K J, Chen Z Q, Zhang L, Xing Y X 2008 IEEE Nuclear Science Symposium and Medical Imaging Conference Paper No M10-346

    [8]

    Wang X C, Yan B, Li L, Hu G E 2012 Chin. Phys. B 21 118702

    [9]

    Pan X C, Xia D, Zou Y, Yu L F 2004 Phys. Med. Biol. 49 4349

    [10]

    Yu L F, Zou Y, Sidky E Y, Pelizzari C A, Munro P, Pan X C 2006 IEEE Trans Med Imag 25 869

    [11]

    Yu L F, Xia D, Zou Y, Pan X C, Pelizzari C A, Munro P 2005 IEEE Nuclear Science Symposium Conference Record 412

    [12]

    Yu L F, Pelizzari C A, Pan X C 2006 IEEE Nuclear Science Symposium Conference Record 2889

    [13]

    Wang X C, Li L, Yu C Q, Yan B, Bao S L 2012 J. of X-ray Sci. and Tech. 20 69

    [14]

    Grass M, Köhler Th, Proksa R 2000 Phys. Med. Biol. 45 329

    [15]

    Han Y, Yan B, Li L, Yu C Q, Li J X, Bao S L 2012 Chin. Phys. B 21 068701

    [16]

    Noo F, Clackdoyle R, Pack J D 2004 Phys. Med. Biol. 49 3903

    [17]

    Shen L, Xing Y X 2010 Nuclear Techniques 33 857(in Chinese) [沈乐, 邢宇翔 2010 核技术 33 857]

    [18]

    Wang Y J, Hu H F, Xing Y X 2009 The 10th international meeting on fully 3D image reconstruction in radiology and nuclear medicine 57

    [19]

    Sidky E Y, Zou Y, Pan X C 2005 Phys. Med. Biol. 50 1643

    [20]

    Zou Y, Pan X C, Sidky E Y 2005 J. Opt. Soc. Am. 22 2372

    [21]

    Tricomi F C 1951 Quarterly Journal of Mathematics 2 199

    [22]

    Sidky E Y, Pan X C 2005 IEEE Signal Process Lett. 12 97

    [23]

    Feldkamp L A, Davis L C, Kress J W 1984 J. Opt. Soc. Amer. A 1 612

    [24]

    Noo F, Defrise M, Clackdoyle R, Kudo H 2002 Phys. Med. Biol. 47 2525

    [25]

    Dennerlein F, Noo F, Hornegger J, Lauritsch G 2007 Phys. Med. Biol. 52 3227

    [26]

    Shepp L A, Logan B F1974 IEEE Trans Nucl. Sci. 21 21

    [27]

    Han X, Bian J G, Eaker D R, Kline T L, Sidky E Y, Ritman E L, Pan X C 2011 IEEE Trans Med. Imag. 30 606

  • [1] 韩玉, 李磊, 闫镔, 席晓琦, 胡国恩. 一种基于Radon逆变换的半覆盖螺旋锥束CT重建算法. 物理学报, 2015, 64(5): 058704. doi: 10.7498/aps.64.058704
    [2] 孙世峰. 基于可分离编码的高分辨X射线荧光成像技术研究. 物理学报, 2020, 69(19): 198701. doi: 10.7498/aps.69.20200674
    [3] 宁方立, 何碧静, 韦娟. 基于lp范数的压缩感知图像重建算法研究. 物理学报, 2013, 62(17): 174212. doi: 10.7498/aps.62.174212
    [4] 杨昆, 刘新新, 李晓苇. 数据插值对正电子发射断层成像设备的图像重建影响的研究 . 物理学报, 2013, 62(14): 147802. doi: 10.7498/aps.62.147802
    [5] 何林阳, 刘晶红, 李刚. 基于多相组重建的航空图像超分辨率算法. 物理学报, 2015, 64(11): 114208. doi: 10.7498/aps.64.114208
    [6] 乔志伟. 总变差约束的数据分离最小图像重建模型及其Chambolle-Pock求解算法. 物理学报, 2018, 67(19): 198701. doi: 10.7498/aps.67.20180839
    [7] 张 凯, 朱佩平, 黄万霞, 袁清习, 刘 力, 袁 斌, 王寯越, 舒 航, 陈 博, 刘宜晋, 李恩荣, 刘小松, 吴自玉. 代数迭代重建算法在折射衬度CT中的应用. 物理学报, 2008, 57(6): 3410-3418. doi: 10.7498/aps.57.3410
    [8] 黄建衡, 杜杨, 雷耀虎, 刘鑫, 郭金川, 牛憨笨. 硬X射线微分相衬成像的噪声特性分析. 物理学报, 2014, 63(16): 168702. doi: 10.7498/aps.63.168702
    [9] 胡昕, 张继彦, 杨国洪, 刘慎业, 丁永坤. 基于布拉格反射镜的X射线多色单能成像谱仪. 物理学报, 2009, 58(9): 6397-6402. doi: 10.7498/aps.58.6397
    [10] 乐孜纯, 董文, 刘魏, 张明, 梁静秋, 全必胜, 刘恺, 梁中翥, 朱佩平, 伊福廷, 黄万霞. 抛物面型X射线组合折射透镜聚焦性能的理论与实验研究. 物理学报, 2010, 59(3): 1977-1984. doi: 10.7498/aps.59.1977
    [11] 戚俊成, 叶琳琳, 陈荣昌, 谢红兰, 任玉琦, 杜国浩, 邓彪, 肖体乔. 第三代同步辐射光源X射线相干性测量研究. 物理学报, 2014, 63(10): 104202. doi: 10.7498/aps.63.104202
    [12] 周树波, 袁艳, 苏丽娟. 基于双阈值Huber范数估计的图像正则化超分辨率算法. 物理学报, 2013, 62(20): 200701. doi: 10.7498/aps.62.200701
    [13] 曹柱荣, 董建军, 杨正华, 詹夏宇, 袁铮, 张海鹰, 江少恩, 丁永坤. 一种透射式软X光带通方法研究. 物理学报, 2013, 62(4): 045205. doi: 10.7498/aps.62.045205
    [14] 陈灿, 佟亚军, 谢红兰, 肖体乔. Laue弯晶聚焦特性的光线追迹研究. 物理学报, 2012, 61(10): 104102. doi: 10.7498/aps.61.104102
    [15] 谢静, 张军勇, 岳阳, 张艳丽. 卢卡斯光子筛的聚焦特性研究. 物理学报, 2018, 67(10): 104201. doi: 10.7498/aps.67.20172260
    [16] 王胜, 邹宇斌, 温伟伟, 李航, 刘树全, 王浒, 陆元荣, 唐国有, 郭之虞. 基于小型加速器的编码中子源成像研究. 物理学报, 2013, 62(12): 122801. doi: 10.7498/aps.62.122801
    [17] 杜劲松, 高扬, 毕欣, 齐伟智, 黄林, 荣健. S波段微波热致超声成像系统研究. 物理学报, 2015, 64(3): 034301. doi: 10.7498/aps.64.034301
    [18] 万 雄, 于盛林, 王长坤, 乐淑萍, 李冰颖, 何兴道. 多目标优化发射层析算法在等离子体场光谱诊断中的应用. 物理学报, 2004, 53(9): 3104-3113. doi: 10.7498/aps.53.3104
    [19] 张雷雷, 唐立金, 张慕阳, 梁艳梅. 对称照明在傅里叶叠层成像中的应用. 物理学报, 2017, 66(22): 224201. doi: 10.7498/aps.66.224201
    [20] 戚俊成, 陈荣昌, 刘宾, 陈平, 杜国浩, 肖体乔. 基于迭代重建算法的X射线光栅相位CT成像. 物理学报, 2017, 66(5): 054202. doi: 10.7498/aps.66.054202
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出版历程
  • 收稿日期:  2012-10-15
  • 修回日期:  2013-01-04
  • 刊出日期:  2013-05-05

一种圆轨迹锥束CT中截断投影数据的高效重建算法

  • 1. 国家数字交换系统工程技术研究中心, 郑州 450002;
  • 2. 大连理工大学建设工程学院, 大连 116000
    基金项目: 

    国家高技术研究发展计划(批准号:2012AA011603)资助的课题.

摘要: 本文基于数据重排方法, 提出了T-BPF (Tent-BPF)算法, 该算法先将锥束投影数据重排成平行投影数据, 然后使用一种推导的BPF型算法重建重排后的平行投影数据. T-BPF算法将原BPF算法反投影中变化的角度积分限变成固定的, 反投影中各层循环之间没有了相关性, 这意味着T-BPF算法较原BPF算法具有更好的可并行性. 实验结果显示: 使用GPU对2563的Shepp-Logan体模的图像重建进行并行加速, T-BPF算法在保证重建质量的前提下, 加速比达到了1036, 较原BPF算法有很大提升. T-BPF算法为截断投影数据的3D图像快速重建提供了方法.

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