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螺旋锥束CT以其高效扫描,快速成像,高分辨率的特点,近十多年来是国际CT领域的一大研究热点。2002年Katsevich给出的反演公式是精确重建方法的一个突破性理论成果。他提出的反演公式使滤波反投影(FBP)精确重建算法的实现成为可能,但还有些关键的算法难点有待解决。
目前已有利用PI线方法给出了Katsevich精确重建公式的实现方案。在本文中,与合作者一起提出了ConeBeamCover的概念,以ConeBeamCover概念为基础,我们得到了Katsevich反演公式的一种有效算法实现,这种方法可避免计算PI线。根据本算法估算的重建算法计算复杂度,对实际中选择扫描参数提高重建效率有一定的指导意义。
在ConeBeamCover方法中,所有的锥束投影的反投影过程都是互相独立的。基于这种独立性,我们实现了Katsevich精确重建公式的并行计算。数值模拟的结果表明,这个并行算法具有很好的并行效率,有效的减少了计算时间。对于3DShepp-Loganphantom模拟数据,图像空间为256×256×256像素点的情形,串行算法耗时781.3秒,而在同样Linux机群上,使用32个处理器,我们的并行算法仅耗时25.7秒。