锥束CT FDK重建算法的GPU并行实现 被引量：11

1

作者 韩玉 闫镔 +2 位作者 宇超群 李磊 李建新 《计算机应用》 CSCD 北大核心 2012年第5期1407-1410,共4页

针对FDK算法重建耗时长的问题,提出了一种基于图形处理器(GPU)的FDK并行加速算法。通过采用合理的线程分配方式,对反投影参数计算过程中与体素无关的中间变量的提取和预计算、对全局存储器访问次数的细致优化等策略,提高FDK算法的执行... 针对FDK算法重建耗时长的问题,提出了一种基于图形处理器(GPU)的FDK并行加速算法。通过采用合理的线程分配方式,对反投影参数计算过程中与体素无关的中间变量的提取和预计算、对全局存储器访问次数的细致优化等策略,提高FDK算法的执行效率。仿真实验结果表明,在不牺牲重建质量的前提下,完全优化后的FDK并行加速算法重建2563规模的体数据需要0.5 s,重建5123规模的体数据需要2.5 s,这与较新的研究成果相比有很大幅度的提升。 展开更多

关键词 锥束CT 图像重建 fdk算法 图形处理器

在线阅读 下载PDF 职称材料

基于FDK算法的锥束CT重建近似算法性能比较 被引量：7

2

作者 曾凯 陈志强 +1 位作者 张丽 赵自然 《核电子学与探测技术》 CAS CSCD 北大核心 2004年第5期511-513,共3页

相比通常的扇束和平行束CT重建,锥束CT有诸多优点(如空间分辨率高,扫描速度快等)。近似锥束重建算法理论结构简单,重建速度快,易于实际应用。对新出现的几种近似锥束重建算法作了简单介绍,并利用这些算法对3DShepp-logan模型的仿真模拟... 相比通常的扇束和平行束CT重建,锥束CT有诸多优点(如空间分辨率高,扫描速度快等)。近似锥束重建算法理论结构简单,重建速度快,易于实际应用。对新出现的几种近似锥束重建算法作了简单介绍,并利用这些算法对3DShepp-logan模型的仿真模拟对这些算法的特点作了比较和讨论。 展开更多

关键词 fdk算法 锥束CT重建 CT算法 空间分辨率 扫描速度

在线阅读 下载PDF 职称材料

基于FDK反投影权重的锥束DSA重建算法 被引量：5

3

作者 杨宏成 高欣 张涛 《江苏大学学报（自然科学版）》 EI CAS CSCD 北大核心 2013年第2期190-195,共6页

针对锥束数字减影血管造影成像系统(DSA)锥角增大而导致锥束伪影严重的问题,提出了一种基于FDK的反投影权重锥束DSA重建算法.分析了圆扫描轨迹远端伪影的成因,针对短扫描阴影区域导致的Radon空间数据缺失,提出了一种距离变量的反投影权... 针对锥束数字减影血管造影成像系统(DSA)锥角增大而导致锥束伪影严重的问题,提出了一种基于FDK的反投影权重锥束DSA重建算法.分析了圆扫描轨迹远端伪影的成因,针对短扫描阴影区域导致的Radon空间数据缺失,提出了一种距离变量的反投影权重函数,并将其作为约束条件引入到FDK算法中,实现扫描轨迹远端区域的数据补偿,扩大图像重建区域.应用该算法对无噪声和有噪声的模拟投影数据,及自行研发的锥束DSA的实际扫描数据分别进行了重建试验.结果表明,文中算法较FDK类算法(Parker-FDK)对大锥角投影数据可明显抑制锥角伪影,其归一化均方距离判据和归一化平均绝对距离判据比Parker-FDK均降低了5%. 展开更多

关键词 锥束重建 fdk算法 短扫描 反投影权重 DSA

在线阅读 下载PDF 职称材料

基于转角增量关系的FDK锥束重建改进算法 被引量：3

4

作者 王瑜 欧宗瑛 +2 位作者 王峰 郭明恩 宋卫卫 《大连理工大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2007年第1期50-56,共7页

单圆形轨迹不能满足锥束投影精确重建的充要条件是经典FDK算法出现锥向衰减伪像的根本原因.通过斜平面转角增量关系的分析,推导出同锥角斜平面间转角及其增量的计算关系,进而得出FDK算法是对同锥角斜平面族上有限视角的投影数据进行重建... 单圆形轨迹不能满足锥束投影精确重建的充要条件是经典FDK算法出现锥向衰减伪像的根本原因.通过斜平面转角增量关系的分析,推导出同锥角斜平面间转角及其增量的计算关系,进而得出FDK算法是对同锥角斜平面族上有限视角的投影数据进行重建,并且在滤波反投影重建过程中存在转角关系不匹配问题.针对上述两个问题,提出了一种利用转角及其增量关系对FDK算法进行改进的新方法,改进思路也进一步推广到T-FDK算法中.Shepp-Logan模型的仿真实验结果表明在适中或较大锥角情况下,改进算法显著改善了FDK算法所存在的锥向衰减伪像. 展开更多

关键词 锥束重建 圆形轨迹 短扫描重建 fdk算法 滤波反投影

在线阅读 下载PDF 职称材料

基于FDK框架的锥形束Pseudo-LT优质重建 被引量：3

5

作者 黄静 马建华 +2 位作者 陈凌剑 毕一鸣 陈武凡 《南方医科大学学报》 CAS CSCD 北大核心 2009年第10期2094-2097,共4页

目前医用CT已由二维扇形束扫描模式成功演变至三维锥形束扫描模式。本文作者从经典的FDK算法框架出发,结合Noo等人提出的二维扇形束超短扫描重建算法,并在本文作者先前工作的基础上,首次将二维Lambda tomography(LT)算法与FDK型算法结合... 目前医用CT已由二维扇形束扫描模式成功演变至三维锥形束扫描模式。本文作者从经典的FDK算法框架出发,结合Noo等人提出的二维扇形束超短扫描重建算法,并在本文作者先前工作的基础上,首次将二维Lambda tomography(LT)算法与FDK型算法结合,提出一种新的锥形束Pseudo-LT算法,新算法在回避了成像公式中有关PI线计算的同时,还将关于投影数据的微分运算进行回避,较基于PI线的LT重建有了较大改进,提高了图像重建速度和重建质量。数值实验进一步验证了本文算法的有效性。 展开更多

关键词 CT 锥形束 fdk算法 Pseudo-LT

在线阅读 下载PDF 职称材料

锥束CT重建FDK算法的两级并行计算研究 被引量：1

6

作者 江鹏 陈志强 邢宇翔 《核电子学与探测技术》 CAS CSCD 北大核心 2006年第1期87-90,共4页

三维锥束CT图像的FDK算法重建由于运算量大,在重建高分辨率的图像时,重建所需时间通常难以满足实际应用的需求,集群并行计算是解决上述问题的常用方法之一。在一个SM P集群系统上,采用M P I和P threads两种模型相结合的方法,通过节点之... 三维锥束CT图像的FDK算法重建由于运算量大,在重建高分辨率的图像时,重建所需时间通常难以满足实际应用的需求,集群并行计算是解决上述问题的常用方法之一。在一个SM P集群系统上,采用M P I和P threads两种模型相结合的方法,通过节点之间的消息传递和节点内部的共享内存,实现了FDK算法的两级并行。 展开更多

关键词 图像重建 fdk算法 MPI Pthreads 并行计算

在线阅读 下载PDF 职称材料

基于集群并行及指令优化的FDK重建算法 被引量：1

7

作者 邹永宁 刘宝东 《计算机工程》 CAS CSCD 北大核心 2009年第8期10-12,共3页

为提高锥束CT的FDK重建算法在重建高分辨率的图像时的速度,分析2种并行策略及其对应的通信时耗,研究集群并行与SSE指令优化计算相结合的FDK算法,在8个节点的集群系统上进行实现。实验结果表明,采用集群并行加指令优化的方式,可将分辨率... 为提高锥束CT的FDK重建算法在重建高分辨率的图像时的速度,分析2种并行策略及其对应的通信时耗,研究集群并行与SSE指令优化计算相结合的FDK算法,在8个节点的集群系统上进行实现。实验结果表明,采用集群并行加指令优化的方式,可将分辨率为2563的图像的重建速度提高到原来的29倍。 展开更多

关键词 计算机断层成像 fdk算法 并行计算 集群 指令优化

在线阅读 下载PDF 职称材料

探测器倾斜的锥束FDK修正重建算法

8

作者 王丽芳 《计算机工程与应用》 CSCD 2012年第9期208-210,241,共4页

在锥束工业CT系统中,通常要求射线源焦点、物体旋转中心、平板探测器中心三点在一条直线上,与平板探测器垂直。由于机械的定位误差,探测器定位后会出现一定角度的倾斜现象,如果直接利用平板探测器倾斜后采集的投影数据进行重建,重建结... 在锥束工业CT系统中,通常要求射线源焦点、物体旋转中心、平板探测器中心三点在一条直线上,与平板探测器垂直。由于机械的定位误差,探测器定位后会出现一定角度的倾斜现象,如果直接利用平板探测器倾斜后采集的投影数据进行重建,重建结果将会出现偏离,产生伪影。针对该问题,利用系统标定的方法测得探测器倾斜角度,利用机械校正对其进行粗调,利用提出的基于探测器倾斜的FDK修正算法进行微调,经过两次校正可以有效抑制由于平板探测器倾斜造成的伪影,通过实验验证了该方法的可行性。 展开更多

关键词 锥束CT fdk重建算法 探测器

在线阅读 下载PDF 职称材料

基于FDK法的三维CT快速计算方法 被引量：6

9

作者 张晓帆 何明一 《计算机工程与应用》 CSCD 北大核心 2004年第31期208-209,221,共3页

在三维CT的图像重建过程中,单圆轨迹锥形束扫描是一种常用的方法,其算法普遍采用滤波反投影的形式(FBP)实现。由于滤波可以用FFT快速实现,因此反投影部分占据了计算的主要时间。论文提出同时从四个视角计算插值并作反投影累加,利用三角... 在三维CT的图像重建过程中,单圆轨迹锥形束扫描是一种常用的方法,其算法普遍采用滤波反投影的形式(FBP)实现。由于滤波可以用FFT快速实现,因此反投影部分占据了计算的主要时间。论文提出同时从四个视角计算插值并作反投影累加,利用三角函数的周期性,减少传统算法中反投影阶段的乘法和正、余弦的计算次数,从而加快计算速度。分析和实验结果表明该方法对减少反投影计算所需的时间是行之有效的。 展开更多

关键词 锥束CT fdk算法 滤波反投影 快速计算

在线阅读 下载PDF 职称材料

新型混合滤波器在FDK算法中的应用 被引量：2

10

作者 胡永梅 全红 +3 位作者 徐利明 庞皓文 门阔 袁珂 《中国医学影像技术》 CSCD 北大核心 2011年第2期397-400,共4页

目的探讨新型混合滤波器在锥束CT图像重建FDK算法中的应用价值。方法对使用锥束CT图像质量检测模体CatPhan 500获得的投影数据进行FDK算法重建,重建过程中分别应用由R-L滤波器和S-L滤波器组成的传统混合滤波器及R-L滤波器和NEW滤波器组... 目的探讨新型混合滤波器在锥束CT图像重建FDK算法中的应用价值。方法对使用锥束CT图像质量检测模体CatPhan 500获得的投影数据进行FDK算法重建,重建过程中分别应用由R-L滤波器和S-L滤波器组成的传统混合滤波器及R-L滤波器和NEW滤波器组成的新型混合滤波器,比较两种混合滤波器重建图像的质量。结果与传统混合滤波器相比,新型混合滤波器重建图像的对比噪声比及空间均匀性有所提高,且图像噪声有所降低;而两种混合滤波器重建图像的空间分辨率无明显差别。结论 FDK算法中新型混合滤波器在重建图像空间分辨率无明显下降的情况下,提高了对比噪声比及空间均匀性,降低了图像噪声,因此新型混合滤波器的重建效果优于传统混合滤波器。 展开更多

关键词 fdk算法 混合滤波器 图像质量

在线阅读 下载PDF 职称材料

改进FDK算法的锥形束CT图像重建 被引量：4

11

作者 吴泽静 徐田猛 +3 位作者 贾思怡 代颖涵 陆佳华 王远军 《小型微型计算机系统》 CSCD 北大核心 2021年第5期1056-1060,共5页

FDK算法是三维锥形束重建中最常用的一种算法,本文通过对锥形束重建过程中滤波函数和插值方法的改进,在原有NEW&R-L滤波函数的基础上,通过调整加权系数,不仅减弱了重建过程中的吉布斯效应,而且对高频部分的噪声抑制效果显著.本文通... FDK算法是三维锥形束重建中最常用的一种算法,本文通过对锥形束重建过程中滤波函数和插值方法的改进,在原有NEW&R-L滤波函数的基础上,通过调整加权系数,不仅减弱了重建过程中的吉布斯效应,而且对高频部分的噪声抑制效果显著.本文通过将NEW滤波函数和S-L滤波函数结合,并调整加权系数,提出了一种对噪声的图像重建敏感的新的混合滤波器NEW&S-L滤波器,该混合滤波器在保持重建图像空间分辨率的同时,可以有效地滤除噪声,提高了重建图像的效果.实验部分首先验证新提出的混合滤波函数对重建的提升效果,然后进一步比较了重建算法中双线性插值和双三次插值对重建效果的影响,最后在含有噪声的图像上验证了重建方法的可靠性. 展开更多

关键词 fdk算法 NEW& S-L滤波函数 加权优化 插值算法

在线阅读 下载PDF 职称材料

锥束CT的改进FDK算法及加速实现 被引量：1

12

作者 徐月晋 陈梓嘉 +1 位作者 骆毅斌 胡洁 《核电子学与探测技术》 CAS 北大核心 2015年第11期1124-1127,共4页

锥束CT成像中,FDK重建算法得到广泛应用。提出一种可以扩大锥束CT旋转轴方向重建体积的FDK方法。在反投影步骤中,对重建物体的每个体素点被反投影的总次数进行计算,之后进行权重计算,最终得到三维重建图像。同时,采用CUDA技术,利用GPU... 锥束CT成像中,FDK重建算法得到广泛应用。提出一种可以扩大锥束CT旋转轴方向重建体积的FDK方法。在反投影步骤中,对重建物体的每个体素点被反投影的总次数进行计算,之后进行权重计算,最终得到三维重建图像。同时,采用CUDA技术,利用GPU对改进的FDK算法进行并行计算加速实现,提高重建效率。实验结果表明,改进的FDK算法可以增大重建体积,重建更多物体信息,采用CUDA技术后,速度大幅度提升。 展开更多

关键词 锥束 断层成像 fdk算法 图形处理器 加速实现

在线阅读 下载PDF 职称材料

一种基于PC的快速三维图像重建方法 被引量：11

13

作者 毛海鹏 张定华 +2 位作者 梁亮 赵歆波 李山 《系统仿真学报》 CAS CSCD 2004年第11期2486-2489,共4页

主要从传统FDK算法的改进和数据并行计算两方面来研究快速三维图像重建算法,提出了一种Z线优先重建法,能够有效地组织和划分重建数据,从而使得对重建数据的内存访问非常连续,便于采用单指令多数据(Single Instruction Multiple Data, SI... 主要从传统FDK算法的改进和数据并行计算两方面来研究快速三维图像重建算法,提出了一种Z线优先重建法,能够有效地组织和划分重建数据,从而使得对重建数据的内存访问非常连续,便于采用单指令多数据(Single Instruction Multiple Data, SIMD)技术进行数据并行处理。最后基于Intel Pentium 4 CPU的PC平台,利用SSE/SSE2技术开发了三维图像快速重建引擎。实验结果表明本文提出的方法非常有效,与原始重建算法相比,在保证图像质量不受损失的前提下取得了20倍以上的重建加速比。 展开更多

关键词 三维图像重建 fdk算法 快速重建 单指令多数据 并行计算

在线阅读 下载PDF 职称材料

基于圆扫描轨迹的锥形束CT重建与环形伪影消除 被引量：9

14

作者 杨俊 甄鑫 +1 位作者 卢文婷 周凌宏 《南方医科大学学报》 CAS CSCD 北大核心 2009年第12期2379-2382,共4页

FDK算法由于其数学表达简单,实现简单、快速,是目前基于圆扫描轨迹的锥形束CT(Cone-beam CT,CBCT)重建的主流算法。但CBCT采集系统固有的机械误差和在大锥角的情况下,重建图像会引入各种伪影。本文利用体模投影图像、老鼠投影数据和VARI... FDK算法由于其数学表达简单,实现简单、快速,是目前基于圆扫描轨迹的锥形束CT(Cone-beam CT,CBCT)重建的主流算法。但CBCT采集系统固有的机械误差和在大锥角的情况下,重建图像会引入各种伪影。本文利用体模投影图像、老鼠投影数据和VARIAN23EX医用直线加速器采集的真实人体投影数据对FDK算法进行了验证,并提出了一种快速精确消除重建后图像环形伪影的方法,该方法能精确的定位出环形伪影,并不受环形伪影宽度大小的约束,能最大限度的保全原有图像信息。 展开更多

关键词 环形伪影 伪影消除 CT重建 锥形 扫描 医用直线加速器 采集系统 重建图像

在线阅读 下载PDF 职称材料

基于线框模型的锥束CT几何参数校正方法 被引量：6

15

作者 王珏 葛敏雪 +1 位作者 蔡玉芳 向前 《仪器仪表学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2018年第2期177-184,共8页

锥束CT几何参数偏差会导致重建图像畸变或图像模糊。针对工程实际中锥束CT系统初装和应用中的几何参数偏差与漂移,提出了一种改进的基于线框模型的几何参数测量与校正方法。通过对探测器两次不同径向位置的线框模型投影图像进行分析和处... 锥束CT几何参数偏差会导致重建图像畸变或图像模糊。针对工程实际中锥束CT系统初装和应用中的几何参数偏差与漂移,提出了一种改进的基于线框模型的几何参数测量与校正方法。通过对探测器两次不同径向位置的线框模型投影图像进行分析和处理,计算出源-探测器距离及源-旋转中心距离,并确定探测器纵向位置;通过对模型在两次互为180°的投影图像分析,确定探测器横向位置;在此基础上,根据模型参数及其投影图像的测量值求解其他几何参数;最后,用物体投影数据进行带参数重建,获得校正后的重建图像。实验结果表明,该方法能精确求解各几何参数偏差,通过校正可有效减少图像伪影,其主要参数探测器绕其法线旋转角的测量精度可达到0.03°,探测器沿其行和列方向的平移测量精度分别可达到0.03和0.06 pixel,其抗噪性好精度高。同时,该方法降低了对模型安装精度的严格要求,有较高工程实用价值。 展开更多

关键词 锥束CT 几何参数 线框模型 fdk算法 几何校正

在线阅读 下载PDF 职称材料

利用CUDA技术实现锥束CT图像快速重建 被引量：10

16

作者 王珏 曹思远 邹永宁 《核电子学与探测技术》 CAS CSCD 北大核心 2010年第3期315-320,共6页

锥束CT三维重建算法的计算量和传输量巨大,仅利用CPU来计算,无法满足实时、快速、准确重建的要求,根据图形处理器运算能力强、存储带宽大的特点,研究了一种不需要学习图形API,就可以在图形处理器上实现三维重建算法的快速运算的方法。... 锥束CT三维重建算法的计算量和传输量巨大,仅利用CPU来计算,无法满足实时、快速、准确重建的要求,根据图形处理器运算能力强、存储带宽大的特点,研究了一种不需要学习图形API,就可以在图形处理器上实现三维重建算法的快速运算的方法。该方法采用基于统一计算设备架构的图形处理器,通过这种新架构的编程模式,利用图形处理器中的流处理器来加快滤波和反投影计算,实现了FDK算法的重建加速,与利用图形API的重建方法相比,开发门槛较低。对于尺寸为5123的单精度浮点数据格式的图像,重建时间可以缩短到一分钟以内,并且GPU与计算机的传输时间小于1秒。实验结果表明与仅利用CPU的重建方法相比,本文提出的图像加速方法得到了较高的时间加速比。 展开更多

关键词 锥束CT 图形处理器 统一计算设备架构 流处理器fdk算法 重建加速

在线阅读 下载PDF 职称材料

一种基于可编程图形硬件的快速三维图像重建算法 被引量：5

17

作者 梁亮 张定华 +1 位作者 毛海鹏 顾娟 《计算机应用研究》 CSCD 北大核心 2006年第1期241-243,共3页

针对三维CT图像重建时间过长这一瓶颈问题,给出了FDK算法的几何描述,并据此导出了利用可编程图形硬件加速三维图像重建的方法,最后利用图形处理器的可编程、高精度以及并行计算等特性实现了该方法。实验结果表明,该三维图像重建方法非... 针对三维CT图像重建时间过长这一瓶颈问题,给出了FDK算法的几何描述,并据此导出了利用可编程图形硬件加速三维图像重建的方法,最后利用图形处理器的可编程、高精度以及并行计算等特性实现了该方法。实验结果表明,该三维图像重建方法非常有效,与原始算法相比取得了8倍左右的重建加速比。 展开更多

关键词 三维图像重建 快速重建 图形处理器 fdk算法

在线阅读 下载PDF 职称材料

针对小动物的锥束CT重建的研究及验证 被引量：4

18

作者 缪辉 王秋殷 +2 位作者 赵会娟 王婷婷 高峰 《光子学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2010年第9期1588-1593,共6页

基于经典3D Shepp-Logan模型,应用射线追踪和射线衰减定律得到锥束CT的模拟仿真数据.利用FDK三维重建算法实现锥束CT图像重建,采用仿真图像对重建算法进行了验证,通过搭建的锥束CT系统和自制仿体进行了层析成像和图像重建.结果表明:算... 基于经典3D Shepp-Logan模型,应用射线追踪和射线衰减定律得到锥束CT的模拟仿真数据.利用FDK三维重建算法实现锥束CT图像重建,采用仿真图像对重建算法进行了验证,通过搭建的锥束CT系统和自制仿体进行了层析成像和图像重建.结果表明:算法可较为准确地重建出原物体的空间分布和密度关系,针对仿真数据的中心断层重建图像的空间分辨率可达到8lp/mm. 展开更多

关键词 锥束CT 重建算法 fdk

在线阅读 下载PDF 职称材料

窄角锥束CT的改进扫描方式 被引量：2

19

作者 曾理 邹晓兵 卢艳平 《仪器仪表学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2007年第7期1190-1197,共8页

基于圆形扫描轨道的FDK算法因其机械实现简单、算法效率高,已成为目前主要使用的三维锥束CT重建算法。但在工业CT(ICT)中,当探测器面阵的尺寸较小、射线束的水平张角较小,而待检测的工件较大时,单圆扫描的FDK重建算法受到限制。为解决... 基于圆形扫描轨道的FDK算法因其机械实现简单、算法效率高,已成为目前主要使用的三维锥束CT重建算法。但在工业CT(ICT)中,当探测器面阵的尺寸较小、射线束的水平张角较小,而待检测的工件较大时,单圆扫描的FDK重建算法受到限制。为解决小尺寸探测器检测大尺寸工件问题,本文研究了一种大步距平移加小分度旋转的扫描方式。与Ⅱ代锥束CT比,这种改进的扫描方式既可以节省扫描时间,数据的冗余量也比较少。仿真实验结果表明,这种改进的扫描方式具有良好的空间分辨率和密度分辨率。 展开更多

关键词 工业CT 三维图像重建 小张角锥束扫描 改进的fdk算法

在线阅读 下载PDF 职称材料

线源圆轨道锥束扫描三维CT重建算法 被引量：1

20

作者 傅健 路宏年 龚磊 《兵工学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2006年第6期1019-1022,共4页

基于点X射线源圆轨道锥束扫描的FDK近似3D-CT重建算法重建速度快,在10°锥角内重建精度高,因此在工程上得到广泛应用。但是,这种算法不能满足线X射线源圆轨道锥束扫描的情况。为此,将上述点源FDK近似原理拓展到线源情况,推导了线源... 基于点X射线源圆轨道锥束扫描的FDK近似3D-CT重建算法重建速度快,在10°锥角内重建精度高,因此在工程上得到广泛应用。但是,这种算法不能满足线X射线源圆轨道锥束扫描的情况。为此,将上述点源FDK近似原理拓展到线源情况,推导了线源圆轨道锥束扫描3D-CT重建算法。计算机仿真结果证明了该算法的正确性。利用这种算法,对圆轨道锥束大视场扫描3D-CT实验数据进行重建,获得了正确的图像。 展开更多

关键词 信息处理技术 三维计算机X射线断层摄影术 圆轨道锥束扫描 fdk重建算法 线源扫描

在线阅读 下载PDF 职称材料