Real-time reconstruction algorithm for 3D X-ray CT using tree-structured filter bank
使用树结构滤波器组的 3D X 射线 CT 实时重建算法
基本信息
- 批准号:13650462
- 负责人:
- 金额:$ 0.32万
- 依托单位:
- 依托单位国家:日本
- 项目类别:Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
- 财政年份:2001
- 资助国家:日本
- 起止时间:2001 至 2002
- 项目状态:已结题
- 来源:
- 关键词:
项目摘要
X-ray CT is widely used as non-destructive measuring means for visualizing the interior of an objective e.g. diagnoses of ill focuses. Studies on 3D image reconstruction from 2D observations of penetrating photons with the form of cone-beam from have been recently done in accordance with development of plane photon detectors. However the algorithm of 3D reconstruction under the scenario requires huge amount of computations. Therefore for real-time observation of moving internal organs such as heart, ultra-high speed computer, such as massive array processor, is required. The objective of this project was to drastically shorten the processing time for 3D image reconstruction by using the subband analysis/synthesis technology that receives attention in the field of signal processing to the backprojection computations in the 3D reconstruction algorithm. The main results of the project are as follows・ Parallel Implementation for 2D reconstruction algorithmWe proved that real-time image reconstruction (approximately 30 msec) of 2D slice picture of the size 256x256 pixels by use of our proposed algorithm is possible on the Pentium 3 personal computer (1GHz) with parallel architecture, while the existing method does not have such a parallel structure. The speed ratio of our method to the existing one is approximately 30 : 1.・ Development of 3D reconstruction algorithmIn the next, we developed 3D reconstruction algorithm. The simple extension of the above 2D algorithm to 3D that is considered 3D inverse Radon transform was performed approximately 700 times faster than the existing method. In the 3D algorithm, the processing called reprojection is necessary, which also time consuming likely as 3D backprojection. We also showed for that processing we can use subband technique.If we make use of the SIMD commands prepared in the Pentium 3, we will be able to construct 3D object of the size of 256x256x256 pixels in real time by use of the 16 processors in parallel.
X 射线 CT 被广泛用作无损测量手段,用于可视化物体的内部,例如物体内部。病灶的诊断。最近,根据平面光子探测器的发展,对锥束形式的穿透光子的 2D 观察进行了 3D 图像重建的研究。然而该场景下的3D重建算法需要巨大的计算量。因此,为了实时观察心脏等运动的内脏器官,需要超高速计算机,例如大规模阵列处理器。该项目的目标是通过将信号处理领域备受关注的子带分析/合成技术用于3D重建算法中的反投影计算,大幅缩短3D图像重建的处理时间。该项目的主要成果如下: ・ 2D 重建算法的并行实现我们证明,使用我们提出的算法对 256x256 像素大小的 2D 切片图片进行实时图像重建(大约 30 毫秒)在具有并行架构的 Pentium 3 个人计算机(1GHz)上是可能的,而现有方法不具有这种并行结构。我们的方法与现有方法的速度比约为 30 : 1。 ・ 3D 重建算法的开发 接下来,我们开发了 3D 重建算法。上述 2D 算法到 3D 的简单扩展被认为是 3D 逆 Radon 变换,其执行速度比现有方法快大约 700 倍。在3D算法中,需要进行称为重投影的处理,这也可能与3D反投影一样耗时。我们还展示了可以使用子带技术进行该处理。如果我们利用 Pentium 3 中准备的 SIMD 命令,我们将能够通过使用 16 个处理器并行实时构造 256x256x256 像素大小的 3D 对象。
项目成果
期刊论文数量(15)
专著数量(0)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(0)
专利数量(0)
村上純一, 溝脇一成, 森川良孝: "木構造フィルタバンクを用いたコーンビームヘリカルCTの再編成アルゴリズム"電子情報通信学会論文誌D-II. J84-D-II巻10号. 2346-2349 (2001)
Junichi Murakami、Kazunari Mizawaki、Yoshitaka Morikawa:“使用树结构滤波器组的锥束螺旋 CT 重组算法” IEICE Transactions D-II 10. 2346-2349 (2001)
- DOI:
- 发表时间:
- 期刊:
- 影响因子:0
- 作者:
- 通讯作者:
J.Murakami, K.Mizowaki, Y.Morikawa: "Reconstruction algorithm for cone-beam helical CT using tree-structured filter bank"Proc. of the 2001 Int.Tech.Conf. on Circ./Sys., Comp. & Comm.. 第2巻. 1095-1098 (2001)
J.Murakami、K.Mizowaki、Y.Morikawa:“使用树结构滤波器组的锥束螺旋 CT 重建算法”,2001 年 Int.Tech.Conf 上的 Circ./Sys., Comp. .. 第 2 卷. 1095-1098 (2001)
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- 发表时间:
- 期刊:
- 影响因子:0
- 作者:
- 通讯作者:
J.Murakami, K.Mizowaki and Y.Morikawa: "Reconstruction algorithm for cone-beam helical CT using tree-structured filter bank"IEICE Trans. D II, vol.J84-D-II, no.10. 2346-2349 (2001)
J.Murakami、K.Mizowaki 和 Y.Morikawa:“使用树结构滤波器组的锥束螺旋 CT 重建算法”IEICE Trans。
- DOI:
- 发表时间:
- 期刊:
- 影响因子:0
- 作者:
- 通讯作者:
J.Murakami, K.Mizowaki and Y.Morikawa: "Reconstruction algorithm for cone-beam helical CT using tree-structured filter bank"Proc.Of the 2001 Int.Tech.Conf.on Circ./Sys., Comp. & Comm.. vol.2. 1095-1098 (2001)
J.Murakami、K.Mizowaki 和 Y.Morikawa:“使用树结构滤波器组的锥束螺旋 CT 重建算法”Proc.Of the 2001 Int.Tech.Conf.on Circ./Sys.,Comp。
- DOI:
- 发表时间:
- 期刊:
- 影响因子:0
- 作者:
- 通讯作者:
J.Murakami, K.Mizowaki, Y.Morikawa: "Reconstruction Algorithm for Cone-beam Helical CT Using Tree-Structured Filter Bank"Proc.of the 2001 Int.Tech.Conf.on Circ./Sys., Comp.& Comm.. 2. 1095-1098 (2001)
J.Murakami、K.Mizowaki、Y.Morikawa:“使用树结构滤波器组的锥束螺旋 CT 重建算法”Proc.of the 2001 Int.Tech.Conf.on Circ./Sys., Comp.
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21300004 - 财政年份:2009
- 资助金额:
$ 0.32万 - 项目类别:
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