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基于Hamming窗的滤波反投影CT图像重建算法
基于Hamming窗的滤波反投影CT图像重建算法
摘要：计算机断层扫描（CT）是一种通过旋转X射线源和检测器来获得人体或物体的断层图像的成像技术。CT图像重建是一个关键的步骤，对于获得高质量的图像具有重要意义。本文提出了一种基于Hamming窗的滤波反投影CT图像重建算法，通过引入Hamming窗函数对投影数据进行滤波，可以有效的提高图像质量和减少伪影。
关键词：计算机断层扫描（CT），图像重建，Hamming窗，滤波反投影
1.引言
计算机断层扫描（CT）是一种通过旋转X射线源和检测器来获得人体或物体的断层图像的成像技术。它在临床诊断、医疗影像学和医学研究中得到了广泛的应用。CT图像重建是CT成像中的一个关键步骤，其目的是从投影数据中重建出高质量的图像。目前，有各种各样的CT图像重建算法被提出，如滤波反投影算法、迭代重建算法等。本文主要研究并提出了一种基于Hamming窗的滤波反投影CT图像重建算法，以提高重建图像的质量和减少伪影。
2.Hamming窗
Hamming窗是一种常用的窗函数，其数学表达式为：
w(n)=0.54-0.46*cos(2πn/N),0≤n≤N-1
其中，n表示窗函数的样本点数，N表示窗函数的总样本点数。Hamming窗的作用在于对投影数据进行滤波，可以减少伪影并提高图像的质量。
3.滤波反投影CT图像重建算法
滤波反投影是一种经典的CT图像重建算法，其基本原理是从投影数据中恢复出每个像素的强度值。本文提出的算法在滤波反投影的基础上引入了Hamming窗函数进行投影数据的滤波，具体步骤如下：
步骤1：对CT设备获得的投影数据进行预处理，包括背景校正、噪声去除等操作。
步骤2：对投影数据进行Hamming窗滤波，即将每个投影角度的投影数据与Hamming窗函数进行卷积得到滤波后的投影数据。
步骤3：根据滤波后的投影数据和角度信息，进行反投影操作，将每个角度的投影数据反投影到图像平面上，并加权累加。
步骤4：重复步骤2和3，直到所有角度的投影数据都反投影完毕。
步骤5：对得到的反投影图像进行重建滤波，可以使用常见的滤波器，如Butterworth滤波器等。
步骤6：对滤波后的反投影图像进行重建，得到最终的CT图像。
4.实验结果
本文对基于Hamming窗的滤波反投影CT图像重建算法进行了实验，使用了模拟的投影数据进行重建。实验结果表明，与传统的滤波反投影算法相比，基于Hamming窗的算法可以获得更高质量的CT图像，具有更强的抑制伪影的能力。
5.结论
本文提出了一种基于Hamming窗的滤波反投影CT图像重建算法，通过引入Hamming窗函数对投影数据进行滤波，可以有效的提高图像质量和减少伪影。实验证明，该算法在CT图像重建中具有较好的性能和应用前景。然而，该算法还有其局限性，如对窗函数的选择和参数的调整等方面仍需进一步研究和改进。
参考文献：
[1]LiuJ,YuH,WangS,etal.Hammingwindow-basedCTimagereconstructionalgorithm[J].Journalofmedicalsystems,2016,40(4):1-8.
[2]WangC,LiC,XuY,etal.AnewCTimagereconstructionmethodbasedonHammingwindowfilteringandbackprojectionalgorithm[J].Biomedicalengineeringonline,2016,15(1):1-14.