感興趣區域重建圖像的算法研究

【摘要】 本文以重建圖像的算法為研究對象，介紹了不完全投影數據相適應的重建圖像統計算法. 重點介紹ＲＯＩ引入到ＥＭ算法進行了計算機仿真研究.

【關鍵詞】 ＥＭ算法；圖像重建；ＲＯＩ

１. 引言

在實際檢測時常常只對被檢工件的部分區域感興趣，對這些關鍵部位進行局部精細掃描，不僅能夠提高重建圖像的質量，而且能夠提高檢測的速度，這正是不完全射線束ＣＴ重建的一個重要功能．不完全射線束ＣＴ的圖像重建 ，具有結構簡單、圖像重建質量高、成本低的優點. 局部重建圖像計算量少、圖像質量高．討論ＥＭ模擬仿真局部圖像算法得到的效果. 通過對少投影數據下重建圖像的局部區域的誤差分析，局部圖像重建在相同重建質量下計算量減少，計算時間也減少.

２. 算法介紹

在實際重建過程中，重建過程中只使用非零投影值，投影值為零的（t∈ROI）不在計算循環中，這樣對于ＲＯＩ區域投影數據有值的進行運算，我們知道對于ＲＯＩ區域的投影沿不同的角度落在探測器上的位置是不同的，可以通過落在探測器上的位置近似的是正弦圖，由此對于ＲＯＩ區域投影數據進行運算，不在ＲＯＩ區域的投影數據yt = 0與原ＲＯＩ區域的投影數據組成完全投影數據．也可以將含有邊緣信息多的角度的投影數據用以重建，而將含信息少的角度的投影不用作ＲＯＩ區域的重建.

下面就ＲＯＩ重建分為三種情況討論（如圖１），在數值仿真中對這三種情況分別重建討論，在ＲＯＩ－１情況下，ＲＯＩ區域位于整個重建圖像的中心部分，探測器沒有采集到兩邊物體的信息來重建探測器的有效區域集中在中心處. 在ＲＯＩ－２和ＲＯＩ－３情況下，情形要復雜一些，要根據不同的重建區域在不同角度下落在探測上的位置來計算投影數據，合理安排探測器中心、源點和物體中心的位置.

ＥＭ算法是迭代重建算法，對數據不完全的投影重建質量也是相當好的，而ＲＯＩ區域重建就是因為投影數據不完全只能對部分區域重建， 用得到的ＲＯＩ區域的重建圖像和全部圖像的比較.

３. 誤差分析

下面對不同的ＲＯＩ區域做相同的迭代次數和迭代時間得到的重建圖像的感興趣區域與原圖的該區域進行誤差分析（如表１）.

由表1比較可以得到，對于ROI區域重建圖像與EM全部投影數據圖像重建要相同迭代次數下比較得到，ROI區域重建圖像比EM全部投影數據重建圖像要稍差一些．而在相同迭代時間內，區域重建圖像與全部重建圖像相比，說明ROI區域重建能得到比全部投影數據重建圖像的精度要好.

【參考文獻】

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