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非精确交替方向总变分最小化重建算法
  • ISSN号:1000-3290
  • 期刊名称:《物理学报》
  • 时间:0
  • 分类:TP391.41[自动化与计算机技术—计算机应用技术;自动化与计算机技术—计算机科学与技术]
  • 作者机构:[1]国家数字交换系统工程技术研究中心,郑州450002
  • 相关基金:国家高技术研究发展计划(批准号:2012AA011603)和国家自然科学基金(批准号:61372172)资助的课题.
中文摘要:

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。

英文摘要:

Image reconstruction algorithms implemented in existing computed tomography (CT) scanners require that the projection data should be available in proportional-space. The image reconstruction from the projections viewed from few angles has already been one of the hot problems in the research of iterative reconstruction algorithms. Total variation (TV)-based CT image reconstruction has shown to be experimentally capable of producing accurate reconstructions from sparse-view data. Reconstruction algorithms based on alternating direction method (ADM) show higher performance among these TV-based algorithms. However, computing the pseudoinverse at each iteration is too costly to implement numerically in the exaet ADM algorithm. For this problem, then inexact ADM is adopted, which uses linearization and proximal points techniques such that computing the pseudoinverse can be accomplished by fast Fourier transforms. Experimental results demonstrate that the proposed method can accelerate the exact ADM algorithm, with little accuracy loss, and the computing time is approximatively reduced by 30%.

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期刊信息
  • 《物理学报》
  • 北大核心期刊(2011版)
  • 主管单位:中国科学院
  • 主办单位:中国物理学会 中国科学院物理研究所
  • 主编:欧阳钟灿
  • 地址:北京603信箱(中国科学院物理研究所)
  • 邮编:100190
  • 邮箱:apsoffice@iphy.ac.cn
  • 电话:010-82649026
  • 国际标准刊号:ISSN:1000-3290
  • 国内统一刊号:ISSN:11-1958/O4
  • 邮发代号:2-425
  • 获奖情况:
  • 1999年首届国家期刊奖,2000年中科院优秀期刊特等奖,2001年科技期刊最高方阵队双高期刊居中国期刊第12位
  • 国内外数据库收录:
  • 美国化学文摘(网络版),荷兰文摘与引文数据库,美国工程索引,美国科学引文索引(扩展库),英国科学文摘数据库,日本日本科学技术振兴机构数据库,中国中国科技核心期刊,中国北大核心期刊(2004版),中国北大核心期刊(2008版),中国北大核心期刊(2011版),中国北大核心期刊(2014版),中国北大核心期刊(2000版)
  • 被引量:49876