期刊文献+
共找到17篇文章
< 1 >
每页显示 20 50 100
光子计数探测器技术应用进展 被引量:1
1
作者 张欣睿 陈庶民 +4 位作者 王毅忠 任钧儒 蔡爱龙 李磊 闫镔 《中国医学装备》 2024年第2期179-183,共5页
光子计数探测器(PCD)是一种用于检测X射线光子的装置,能够将光子能量直接转化为电信号,从而实现对光子的计数和测量。基于PCD的能谱CT技术(PCD-CT)可以提供额外的能谱成像信息,改善成像质量,同时降低辐射剂量。相较于能量积分探测器(EID... 光子计数探测器(PCD)是一种用于检测X射线光子的装置,能够将光子能量直接转化为电信号,从而实现对光子的计数和测量。基于PCD的能谱CT技术(PCD-CT)可以提供额外的能谱成像信息,改善成像质量,同时降低辐射剂量。相较于能量积分探测器(EID),PCD具有能量转换效率高、成像质量好、结构设计精巧、应用范围广等优势,在超低剂量CT、特定病症检验及工业检测中具有广阔的应用前景。综述PCD-CT在能谱CT成像中的应用,为其在临床医疗诊断与工业应用提供有益参考。 展开更多
关键词 光子计数探测器(PCD) 计算机断层成像(CT) 能谱成像 临床诊断 工业应用
下载PDF
一种基于GAN网络投影补全的有限角度CT重建算法 被引量:4
2
作者 梁宁宁 李子恒 +3 位作者 王林元 蔡爱龙 李磊 闫镔 《中国体视学与图像分析》 2019年第1期1-8,共8页
计算机断层成像(Computed Tomography,CT)重建算法作为CT成像技术的核心,该算法的改善不仅能够拓展成像应用领域,还可进一步推动新型成像系统的出现。而有限角度重建问题因其自身高度奇异的病态性,是CT重建算法研究领域长期以来的热点... 计算机断层成像(Computed Tomography,CT)重建算法作为CT成像技术的核心,该算法的改善不仅能够拓展成像应用领域,还可进一步推动新型成像系统的出现。而有限角度重建问题因其自身高度奇异的病态性,是CT重建算法研究领域长期以来的热点和难点问题。受到生成对抗网络(Generative Adversarial Networks,GAN)在图像修复领域取得显著进展的启发,本文提出一种基于GAN网络投影补全的有限角度CT重建算法,该算法利用GAN网络对抗训练获得可将有限角度投影数据补全的生成网络,生成网络在判别网络的监督下逼近真实的全角度投影图像,而后利用补全后的投影进行FBP重建,获得有限角度重建结果。实际数据实验结果表明本文方法与传统的SART-TV算法和FBP+CNN方法相比,在重建质量上具有一定优势,并初步验证了使用GAN网络投影补全策略进行有限角度重建的可行性。 展开更多
关键词 计算机断层成像 有限角度问题 生成对抗网络 投影补全
原文传递
CT体数据中心环绕特征检测算法及其CUDA加速 被引量:1
3
作者 崔明明 曹鸿涛 +3 位作者 闫镔 陈健 曾磊 蔡爱龙 《计算机应用研究》 CSCD 北大核心 2015年第6期1912-1916,共5页
针对CT体数据的多尺度特征点检测计算量大、耗时长的问题,提出一种三维中心环绕特征快速检测算法。设计三维中心环绕特征检测子,结合三维积分图像快速生成图像的尺度空间,同时利用三维Harris边缘判定准则去除边缘点,增强特征点的稳定性... 针对CT体数据的多尺度特征点检测计算量大、耗时长的问题,提出一种三维中心环绕特征快速检测算法。设计三维中心环绕特征检测子,结合三维积分图像快速生成图像的尺度空间,同时利用三维Harris边缘判定准则去除边缘点,增强特征点的稳定性。实验结果表明,相比于经典的三维Do G和SURF检测子,算法计算时间显著降低(检测时间约为三维Do G检测子的1/8,三维SURF检测子的1/2),同时相比于三维SURF检测子,特征点检测重复率也有一定程度的提高。最后,对三维中心环绕特征检测算法进行并行性分析,并分别从尺度空间生成和特征点搜索及边缘抑制两部分进行CUDA并行加速。实验结果表明,经CUDA加速后,算法能得到10倍左右的加速比,特征点检测过程耗时基本达到实际应用需求。 展开更多
关键词 三维特征点检测 三维中心环绕特征检测子 CT体数据 CUDA并行加速
下载PDF
选择性重排FDK算法及其GPU加速优化 被引量:2
4
作者 张文昆 闫镔 +3 位作者 蔡爱龙 魏峰 邓林 李磊 《CT理论与应用研究(中英文)》 2015年第3期383-392,共10页
FDK算法是目前三维图像重建的主流算法,但是传统重排FDK算法存在占用内存量较大、重建效率不高的问题,本文提出一种选择性重排FDK算法。根据重排前后投影数据的结构关系,计算出一轮重排所加载的最少锥形束投影,并使用循环队列对有限帧... FDK算法是目前三维图像重建的主流算法,但是传统重排FDK算法存在占用内存量较大、重建效率不高的问题,本文提出一种选择性重排FDK算法。根据重排前后投影数据的结构关系,计算出一轮重排所加载的最少锥形束投影,并使用循环队列对有限帧数的投影进行选择性加载,显著降低了重建对内存的消耗。此外,利用新算法较好的并行性,借助图形处理单元(GPU)对算法进行了硬件加速,大大提升算法的执行效率。为验证算法有效性,对5123规模的仿真数据和实际数据进行重建,在不损失重建精度的前提下,新算法占用内存约为传统算法的1/3或1/5。本文算法对传统重排FDK算法进行了改进,有效降低了计算机内存占用,较好地解决了大规模投影数据重建问题。 展开更多
关键词 FDK算法 选择性重排 循环队列 图形处理单元并行加速
原文传递
Image reconstruction for cone-beam computed tomography using total p-variation plus Kullback-Leibler data divergence 被引量:1
5
作者 蔡爱龙 李磊 +4 位作者 王林元 闫镔 郑治中 张瀚铭 胡国恩 《Chinese Physics B》 SCIE EI CAS CSCD 2017年第7期461-473,共13页
Accurate reconstruction from a reduced data set is highly essential for computed tomography in fast and/or low dose imaging applications. Conventional total variation(TV)-based algorithms apply the L1 norm-based pen... Accurate reconstruction from a reduced data set is highly essential for computed tomography in fast and/or low dose imaging applications. Conventional total variation(TV)-based algorithms apply the L1 norm-based penalties, which are not as efficient as Lp(0〈p〈1) quasi-norm-based penalties. TV with a p-th power-based norm can serve as a feasible alternative of the conventional TV, which is referred to as total p-variation(TpV). This paper proposes a TpV-based reconstruction model and develops an efficient algorithm. The total p-variation and Kullback-Leibler(KL) data divergence, which has better noise suppression capability compared with the often-used quadratic term, are combined to build the reconstruction model. The proposed algorithm is derived by the alternating direction method(ADM) which offers a stable, efficient, and easily coded implementation. We apply the proposed method in the reconstructions from very few views of projections(7 views evenly acquired within 180°). The images reconstructed by the new method show clearer edges and higher numerical accuracy than the conventional TV method. Both the simulations and real CT data experiments indicate that the proposed method may be promising for practical applications. 展开更多
关键词 image reconstruction total p-variation minimization Kullback-Leibler data divergence p-shrinkage mapping
原文传递
基于能谱CT的青铜器等效原子序数与密度估计方法 被引量:1
6
作者 李思宇 张欣睿 +3 位作者 蔡爱龙 王少宇 李磊 闫镔 《光学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第4期168-174,共7页
基于衰减效应提出一种高阶拟合模型,能够快速准确地估计青铜器内部材料的等效原子序数与密度。为验证该方法的可行性,使用能谱计算机断层成像(CT)技术采集多个能量下的成像数据,开展实际数据拟合实验。在实际数据实验中原子序数估计的... 基于衰减效应提出一种高阶拟合模型,能够快速准确地估计青铜器内部材料的等效原子序数与密度。为验证该方法的可行性,使用能谱计算机断层成像(CT)技术采集多个能量下的成像数据,开展实际数据拟合实验。在实际数据实验中原子序数估计的最大误差在5%以内,平均误差小于4%;密度估计的最大误差在10%以内,平均误差小于4%。实验结果表明,该模型能够仅通过两种能量的成像数据,在无损条件下快速准确地估计青铜器内部材料的等效原子序数与密度。 展开更多
关键词 测量 青铜器 能谱计算机断层成像 衰减效应 等效原子序数 高阶拟合模型
原文传递
光子计数探测器投影数据噪声的p-范分布统计分析
7
作者 郭杰 蔡爱龙 +3 位作者 王少宇 郑治中 李磊 闫镔 《光学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第3期94-102,共9页
光子计数型能谱计算机断层扫描(CT)已成为CT成像领域的最新技术,建立精确的噪声模型可以为开发高效的能谱重建算法和降低辐射剂量提供理论支撑。通过对光子计数型能谱CT投影数据噪声进行深入分析和理论推导,提出了能谱CT投影数据噪声的p... 光子计数型能谱计算机断层扫描(CT)已成为CT成像领域的最新技术,建立精确的噪声模型可以为开发高效的能谱重建算法和降低辐射剂量提供理论支撑。通过对光子计数型能谱CT投影数据噪声进行深入分析和理论推导,提出了能谱CT投影数据噪声的p-范分布模型。首先,综合考虑光子计数探测器能量采集中的光子统计波动和电子热噪声,利用贝叶斯公式推导噪声分布模型。然后经过投影数据的密度函数拟合验证、拟合优度检验等实验环节对所提理论模型进行检验。结果表明,相比于传统分布模型,所提分布模型能够更加精准地刻画光子计数型能谱CT成像机理和物理过程。最后,对投影数据观测序列进行时间序列分析,并将预测得到的结果用于修复异常值。从仿真实验结果和实际数据实验结果可以看出,该预测值具有良好的修复效果。 展开更多
关键词 光子计数型能谱计算机断层扫描 投影数据噪声 拟合优度检验 一元p-范分布 时间序列分析
原文传递
Novel Fourier-based iterative reconstruction for sparse fan projection using alternating direction total variation minimization 被引量:1
8
作者 金朝 张瀚铭 +3 位作者 闫镔 李磊 王林元 蔡爱龙 《Chinese Physics B》 SCIE EI CAS CSCD 2016年第3期458-465,共8页
Sparse-view x-ray computed tomography (CT) imaging is an interesting topic in CT field and can efficiently decrease radiation dose. Compared with spatial reconstruction, a Fourier-based algorithm has advantages in r... Sparse-view x-ray computed tomography (CT) imaging is an interesting topic in CT field and can efficiently decrease radiation dose. Compared with spatial reconstruction, a Fourier-based algorithm has advantages in reconstruction speed and memory usage. A novel Fourier-based iterative reconstruction technique that utilizes non-uniform fast Fourier transform (NUFFF) is presented in this work along with advanced total variation (TV) regularization for a fan sparse-view CT. The proposition of a selective matrix contributes to improve reconstruction quality. The new method employs the NUFFT and its adjoin to iterate back and forth between the Fourier and image space. The performance of the proposed algorithm is demonstrated through a series of digital simulations and experimental phantom studies. Results of the proposed algorithm are compared with those of existing TV-regularized techniques based on compressed sensing method, as well as basic algebraic reconstruction technique. Compared with the existing TV-regularized techniques, the proposed Fourier-based technique significantly improves convergence rate and reduces memory allocation, respectively. 展开更多
关键词 Fan iterative reconstruction Fourier-based iterative reconstruction technique alternating directionmethod non-uniform fast Fourier transform
原文传递
Optimization-based image reconstruction in x-ray computed tomography by sparsity exploitation of local continuity and nonlocal spatial self-similarity 被引量:1
9
作者 张瀚铭 王林元 +3 位作者 李磊 闫镔 蔡爱龙 胡国恩 《Chinese Physics B》 SCIE EI CAS CSCD 2016年第7期557-565,共9页
The additional sparse prior of images has been the subject of much research in problems of sparse-view computed tomography(CT) reconstruction. A method employing the image gradient sparsity is often used to reduce t... The additional sparse prior of images has been the subject of much research in problems of sparse-view computed tomography(CT) reconstruction. A method employing the image gradient sparsity is often used to reduce the sampling rate and is shown to remove the unwanted artifacts while preserve sharp edges, but may cause blocky or patchy artifacts.To eliminate this drawback, we propose a novel sparsity exploitation-based model for CT image reconstruction. In the presented model, the sparse representation and sparsity exploitation of both gradient and nonlocal gradient are investigated.The new model is shown to offer the potential for better results by introducing a similarity prior information of the image structure. Then, an effective alternating direction minimization algorithm is developed to optimize the objective function with a robust convergence result. Qualitative and quantitative evaluations have been carried out both on the simulation and real data in terms of accuracy and resolution properties. The results indicate that the proposed method can be applied for achieving better image-quality potential with the theoretically expected detailed feature preservation. 展开更多
关键词 computed tomography image reconstruction sparsity exploitation nonlocal gradient
原文传递
Fast parallel algorithm for three-dimensional distance-driven model in iterative computed tomography reconstruction
10
作者 陈建林 李磊 +5 位作者 王林元 蔡爱龙 席晓琦 张瀚铭 李建新 闫镔 《Chinese Physics B》 SCIE EI CAS CSCD 2015年第2期513-520,共8页
The projection matrix model is used to describe the physical relationship between reconstructed object and projection.Such a model has a strong influence on projection and backprojection,two vital operations in iterat... The projection matrix model is used to describe the physical relationship between reconstructed object and projection.Such a model has a strong influence on projection and backprojection,two vital operations in iterative computed tomographic reconstruction.The distance-driven model(DDM) is a state-of-the-art technology that simulates forward and back projections.This model has a low computational complexity and a relatively high spatial resolution;however,it includes only a few methods in a parallel operation with a matched model scheme.This study introduces a fast and parallelizable algorithm to improve the traditional DDM for computing the parallel projection and backprojection operations.Our proposed model has been implemented on a GPU(graphic processing unit) platform and has achieved satisfactory computational efficiency with no approximation.The runtime for the projection and backprojection operations with our model is approximately 4.5 s and 10.5 s per loop,respectively,with an image size of 256×256×256 and 360 projections with a size of 512×512.We compare several general algorithms that have been proposed for maximizing GPU efficiency by using the unmatched projection/backprojection models in a parallel computation.The imaging resolution is not sacrificed and remains accurate during computed tomographic reconstruction. 展开更多
关键词 computed tomography iterative reconstruction parallelizable algorithm distance-driven model
原文传递
双即插即用能谱计算机断层重建算法 被引量:3
11
作者 王毅忠 蔡爱龙 +4 位作者 梁宁宁 于小缓 任钧儒 李磊 闫镔 《光学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2023年第14期318-328,共11页
为降低X射线辐射剂量和提高成像效率,开发准确和高效的多能谱成像方法,提出一种具有双即插即用(PnP)框架的图像重建方法。该方法引入两个PnP正则化能量函数,分别对多通道图像内蕴低秩性与通道内图像稀疏性进行度量。首先以多通道图像间... 为降低X射线辐射剂量和提高成像效率,开发准确和高效的多能谱成像方法,提出一种具有双即插即用(PnP)框架的图像重建方法。该方法引入两个PnP正则化能量函数,分别对多通道图像内蕴低秩性与通道内图像稀疏性进行度量。首先以多通道图像间的相似块构造高维张量,然后引入张量加权核范数对张量低秩性进行刻画,并结合图像梯度域L0(伪)范数对通道内图像稀疏性进行刻画,最后设计基于交替方向乘子法的高效求解算法。为验证算法的可行性,开展模拟多通道光子计数采样图像重建实验。实验结果表明:与现有代表性方法相比,所提方法的峰值信噪比提升0.067 dB~1.89 dB,时间消耗约为代表性方法的25%;所提方法具有抑制伪影干扰和改善图像质量的优势,并且计算效率得到显著提升。 展开更多
关键词 能谱计算机断层成像技术 低剂量采样 X射线成像 即插即用框架
原文传递
基于等值线拟合的X射线双能CT快速投影分解算法 被引量:6
12
作者 李磊 王林元 +3 位作者 蔡爱龙 韩玉 闫镔 包尚联 《光学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2016年第8期309-317,共9页
针对双能计算机断层成像(DECT)图像重建算法中的非线性投影分解问题,提出一种基于等值线拟合的快速投影分解算法。建立高、低能投影线性近似的等值线拟合模型;基于泰勒级数展开,采用粗粒度正向计算、细粒度反向求解方法,获得高精度的解... 针对双能计算机断层成像(DECT)图像重建算法中的非线性投影分解问题,提出一种基于等值线拟合的快速投影分解算法。建立高、低能投影线性近似的等值线拟合模型;基于泰勒级数展开,采用粗粒度正向计算、细粒度反向求解方法,获得高精度的解析解,生成等值线方程;将高、低能投影非线性联合求解问题转化为求解高、低能等值线的交点问题,从而实现双能投影的快速分解。实验结果表明,该方法避免了非线性迭代求解和投影查表匹配,在减小投影分解噪声波动的同时,显著提高了投影分解速度,与投影匹配方法相比分解速度提高约两个数量级。 展开更多
关键词 X射线光学 投影分解 等值线拟合 双能计算机断层成像 泰勒级数展开
原文传递
基于稀疏优化的计算机断层成像图像不完全角度重建综述 被引量:9
13
作者 王林元 刘宏奎 +5 位作者 李磊 闫镔 张瀚铭 蔡爱龙 陈建林 胡国恩 《物理学报》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2014年第20期15-24,共10页
计算机断层成像(computed tomography,CT)技术在医学和工业无损检测中都具有非常广泛的应用,CT重建算法是其中的核心,而不完全角度重建问题则是实际应用中重建算法研究领域的一个热点和难点问题.近年来,随着稀疏优化理论与算法的飞速发... 计算机断层成像(computed tomography,CT)技术在医学和工业无损检测中都具有非常广泛的应用,CT重建算法是其中的核心,而不完全角度重建问题则是实际应用中重建算法研究领域的一个热点和难点问题.近年来,随着稀疏优化理论与算法的飞速发展,基于稀疏优化的重建算法已经在不完全角度重建问题中得到了较广泛的应用,且表现出了良好的精度与速度性能.本文首先对稀疏优化的基本理论结论与常用算法进行了介绍;而后对稀疏优化理论在CT图像不完全角度重建中的应用进行归纳,分类介绍了其主要研究成果及稀疏优化所发挥的作用;最后对基于稀疏优化的不完全角度重建研究进行了展望. 展开更多
关键词 不完全角度重建 稀疏优化 CT图像重建算法
原文传递
非精确交替方向总变分最小化重建算法 被引量:6
14
作者 王林元 张瀚铭 +3 位作者 蔡爱龙 闫镔 李磊 胡国恩 《物理学报》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2013年第19期528-533,共6页
CT(computed tomography)系统实际应用当中,经常会出现扫描数据不满足数据完备性条件的情况.针对不完全角度重建问题的研究,是目前迭代型算法研究中的一个热点.一系列基于带有约束的总变分最小化的重建算法近年来在不完全角度重建中取... CT(computed tomography)系统实际应用当中,经常会出现扫描数据不满足数据完备性条件的情况.针对不完全角度重建问题的研究,是目前迭代型算法研究中的一个热点.一系列基于带有约束的总变分最小化的重建算法近年来在不完全角度重建中取得了较好的效果,这其中基于交替方向法(alternating direction method,ADM)的重建算法表现出更好的性能.然而,ADM方法在求解过程中对矩阵求逆的处理效率不高,导致极大的计算开销.本文针对该问题,使用非精确ADM方法,利用线性近似的方式替换掉计算开销较大的项,使得矩阵求逆问题可以通过快速傅里叶变换加速实现.实验结果表明,本文提出的非精确交替方向总变分最小化重建算法与精确ADM重建算法相比,没有明显的精度损失,计算时间缩减30%左右. 展开更多
关键词 不完全角度重建 总变分最小化 非精确交替方向法
原文传递
基于总变分最小化模型的异步并行GPU加速算法 被引量:1
15
作者 路万里 蔡爱龙 +3 位作者 郑治中 王林元 李磊 闫镔 《光学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2018年第4期153-160,共8页
相比于传统同步并行计算策略,在异步并行计算框架下,针对最常用的总变分(TV)最小化重建模型,通过将其转化为不动点迭代问题,并利用异步交替方向法(ADM)进行求解,推导出基于TV最小化模型的异步ADM迭代重建算法,即异步交替方向总变分最小... 相比于传统同步并行计算策略,在异步并行计算框架下,针对最常用的总变分(TV)最小化重建模型,通过将其转化为不动点迭代问题,并利用异步交替方向法(ADM)进行求解,推导出基于TV最小化模型的异步ADM迭代重建算法,即异步交替方向总变分最小化算法(Async-ADTVM)。利用消息传递接口技术将该算法在图形处理器(GPU)集群上进行测试,进一步提高了原始基于TV最小化模型的迭代重建算法的计算效率。实验表明,该算法在计算求解精度上略优于ADTVM算法,同时在GPU性能存在差异的条件下相比传统多GPU加速策略可获得更高的加速比。 展开更多
关键词 成像系统 优化类重建算法 异步并行迭代 总变分最小化模型 多图形处理器加速
原文传递
测量型工业CT系统关键技术研究与应用
16
作者 闫镔 李磊 +6 位作者 韩玉 席晓琦 梁宁宁 孙艳敏 陈健 蔡爱龙 张文昆 《中国科技成果》 2021年第2期22-23,共2页
工业计算机断层成像(Computed Tomography,CT)以其在非接触、无破坏的条件下对于待测物体内部结构进行高分辨率三维成像的优势成为实现全尺寸测量的有力工具。然而在实际应用中,工业CT在测量精度、可重复性、误差控制、数据采集效率等... 工业计算机断层成像(Computed Tomography,CT)以其在非接触、无破坏的条件下对于待测物体内部结构进行高分辨率三维成像的优势成为实现全尺寸测量的有力工具。然而在实际应用中,工业CT在测量精度、可重复性、误差控制、数据采集效率等方面还有待进一步的突破与提高。为此,该项目通过深入探究X射线成像的物理机制,挖掘CT系统特性,在视野受限的情况下,数据截断、探测器响应不一致、高原子序数材质的伪影与散射校正、几何参数精度随时间劣化、退化图像的复原测量等关键问题上取得了重大的创新与突破,研究成果有效提高了CT系统在实际测量应用中的准确性、稳定性、一致性,具有巨大的经济、社会效益。 展开更多
关键词 工业CT 伪影校正 图像复原 尺寸测量
原文传递
测量型工业CT技术创新与应用
17
作者 闫镔 李磊 +6 位作者 韩玉 席晓琦 梁宁宁 孙艳敏 陈健 蔡爱龙 张文昆 《科技成果管理与研究》 2021年第3期76-77,共2页
全尺寸精密测量是高端制造技术中不可或缺的一个基础性手段,大力推广应用测量型计算机断层扫描(Computerized Tomography,CT)技术对于解决航空航天、先进制造、精密电子以及新材料开发等领域核心制造技术难题具有重要意义。在国家自然... 全尺寸精密测量是高端制造技术中不可或缺的一个基础性手段,大力推广应用测量型计算机断层扫描(Computerized Tomography,CT)技术对于解决航空航天、先进制造、精密电子以及新材料开发等领域核心制造技术难题具有重要意义。在国家自然科学基金、郑洛新国家自主创新示范区首批创新引领型产业集群专项等支持下,中国人民解放军战略支援部队信息工程大学联合中信重工机械股份有限公司、郑州信大先进技术研究院等. 展开更多
关键词 高端制造 计算机断层扫描 产业集群 新材料开发 国家自然科学基金 信息工程大学 支援部队 精密电子
原文传递
上一页 1 下一页 到第
使用帮助 返回顶部