Méthodes de reconstruction d'images à partir d'un faible nombre de projections en tomographie par rayons x PDF Download
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Author: Han Wang
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Languages : fr
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Book Description
Afin d'améliorer la sûreté (dose plus faible) et la productivité (acquisition plus rapide) du système de la tomographie par rayons X (CT), nous cherchons à reconstruire une image de haute qualitée avec un faible nombre de projections. Les algorithmes classiques ne sont pas adaptés à cette situation et la reconstruction est instable et perturbée par des artefacts. L'approche "Compressed Sensing" (CS) fait l'hypothèse que l'image inconnue est "parcimonieuse" ou "compressible", et la reconstruit via un problème d'optimisation (minimisation de la norme TV/l1) en promouvant la parcimonie. Pour appliquer le CS en CT, en utilisant le pixel/voxel comme base de representation, nous avons besoin d'une transformée parcimonieuse, et nous devons la combiner avec le "projecteur du rayon X" appliqué sur une image pixelisée. Dans cette thèse, nous avons adapté une base radiale de famille Gaussienne nommée "blob" à la reconstruction CT par CS. Elle a une meilleure localisation espace-fréquentielle que le pixel, et des opérations comme la transformée en rayons-X, peuvent être évaluées analytiquement et sont facilement parallélisables (sur plateforme GPU par exemple). Comparé au blob classique de Kaisser-Bessel, la nouvelle base a une structure multi-échelle : une image est la somme des fonctions translatées et dilatées de chapeau Mexicain radiale. Les images médicales typiques sont compressibles sous cette base. Ainsi le système de representation parcimonieuse dans les algorithmes ordinaires de CS n'est plus nécessaire. Des simulations (2D) ont montré que les algorithmes TV/l1 existants sont plus efficaces et les reconstructions ont des meilleures qualités visuelles que par l'approche équivalente basée sur la base de pixel-ondelettes. Cette nouvelle approche a également été validée sur des données expérimentales (2D), où nous avons observé que le nombre de projections en général peut être réduit jusqu'à 50%, sans compromettre la qualité de l'image.
Author: Han Wang
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Languages : fr
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Afin d'améliorer la sûreté (dose plus faible) et la productivité (acquisition plus rapide) du système de la tomographie par rayons X (CT), nous cherchons à reconstruire une image de haute qualitée avec un faible nombre de projections. Les algorithmes classiques ne sont pas adaptés à cette situation et la reconstruction est instable et perturbée par des artefacts. L'approche "Compressed Sensing" (CS) fait l'hypothèse que l'image inconnue est "parcimonieuse" ou "compressible", et la reconstruit via un problème d'optimisation (minimisation de la norme TV/l1) en promouvant la parcimonie. Pour appliquer le CS en CT, en utilisant le pixel/voxel comme base de representation, nous avons besoin d'une transformée parcimonieuse, et nous devons la combiner avec le "projecteur du rayon X" appliqué sur une image pixelisée. Dans cette thèse, nous avons adapté une base radiale de famille Gaussienne nommée "blob" à la reconstruction CT par CS. Elle a une meilleure localisation espace-fréquentielle que le pixel, et des opérations comme la transformée en rayons-X, peuvent être évaluées analytiquement et sont facilement parallélisables (sur plateforme GPU par exemple). Comparé au blob classique de Kaisser-Bessel, la nouvelle base a une structure multi-échelle : une image est la somme des fonctions translatées et dilatées de chapeau Mexicain radiale. Les images médicales typiques sont compressibles sous cette base. Ainsi le système de representation parcimonieuse dans les algorithmes ordinaires de CS n'est plus nécessaire. Des simulations (2D) ont montré que les algorithmes TV/l1 existants sont plus efficaces et les reconstructions ont des meilleures qualités visuelles que par l'approche équivalente basée sur la base de pixel-ondelettes. Cette nouvelle approche a également été validée sur des données expérimentales (2D), où nous avons observé que le nombre de projections en général peut être réduit jusqu'à 50%, sans compromettre la qualité de l'image.
Author: FRANCOISE.. PEYRIN FI
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Languages : fr
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Book Description
CE TRAVAIL CONCERNE LA RECONSTRUCTION D'IMAGES EN TOMOGRAPHIE REELLEMENT 3D PAR RAYONS X. LA METHODE CONSISTE A ACQUERIR DES RADIOGRAPHIES DE L'OBJET POUR DIFFERENTES POSITIONS D'UNE SOURCE CONIQUE DE RAYONS X. L'IMAGE 3D EST ENSUITE OBTENUE PAR RESOLUTION D'UN PROBLEME DE RECONSTRUCTION A PARTIR DE PROJECTIONS CONIQUES. APRES AVOIR SITUE LA METHODE PAR RAPPORT AUX AUTRES MODALITES D'IMAGERIE TOMOGRAPHIQUE ET PRESENTE UNE ETUDE BIBLIOGRAPHIE DES METHODES DE RECONSTRUCTION D'IMAGES, LA GENERALISATION D'UNE FORMULE D'INVERSION EST DEMONTREE. L'ALGORITHME EN DECOULANT MIS EN UVRE SUR UN CALCULATEUR VECTORIEL EST TESTE SUR DES SIMULATIONS. LORSQUE LA SOURCE SE DEPLACE SUR LA SURFACE D'UNE SPHERE, LA FORMULE D'INVERSION EST EXACTE ET LES IMAGES RECONSTRUITES SONT SATISFAISANTES. POUR D'AUTRES TRAJECTOIRES DE LA SOURCE, L'IMAGE OBTENUE PEUT ETRE CONSIDEREE COMME UNE PREMIERE APPROXIMATION DE L'OBJET. AFIN D'ETRE MOINS DEPENDANT DES CONDITIONS D'ACQUISITION, UNE APPROCHE ALGEBRIQUE A CE PROBLEME EST CONSIDEREE. L'UTILISATION DE TROIS ALGORITHMES DE RECONSTRUCTION ITERATIFS PAR BLOCS POUVANT INCLURE DES CONTRAINTES SIMPLES EST PROPOSEE. ENFIN, LES DIVERSES METHODES SONT APPLIQUEES A LA RECONSTRUCTION D'UN FANTOME OSSEUX A PARTIR DE PROJECTIONS PHYSIQUES, ET QUELQUES CONCLUSIONS CONCERNANT LA REALISATION D'UN SCANNER REELLEMENT 3D, SONT PRESENTEES
Author: MOHSINE.. EL ALAOUI
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Languages : fr
Pages : 160
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Book Description
DANS CE TRAVAIL, NOUS AVONS ABORDE LE PROBLEME DE LA RECONSTRUCTION TRIDIMENSIONNELLE D'UN OBJET A PARTIR D'UN FAIBLE NOMBRE DE PROJECTIONS PAR RAYONS X DE CELUI-CI, PRISES AVEC UN FAIBLE ANGLE DE VUE. NOUS AVONS PROPOSE UN ALGORITHME DE MISE EN UVRE DE CETTE METHODE POUR LA RECONSTRUCTION 3D UTILISANT LA METHODE DU RECUIT SIMULE. DES SIMULATIONS NUMERIQUES ONT PERMIS D'ETUDIER SON EVOLUTION EN FONCTION DES DIFFERENTS PARAMETRES DE CONTROLE. LA MISE EN UVRE PRATIQUE A ETE REALISEE GRACE A UN TOMOGRAPHE EXPERIMENTAL (IMAGES RX NUMERIQUES, CONTROLE PAR ORDINATEUR) DEVELOPPE LORS DE CETTE ETUDE. LA RECONSTRUCTION 3D NUMERIQUE D'UN FANTOME PHYSIQUE A ETE OBTENUE A PARTIR D'UN ENSEMBLE DE PROJECTIONS X ACQUISES A L'AIDE DU TOMOGRAPHE EXPERIMENTAL. LES RESULTATS FOURNIS PAR LA METHODE DU RECUIT SIMULE 3D SONT ENCOURAGEANTS, EN PARTICULIER DANS LE CAS DES IMAGES CONTRASTEES DU TYPE DE CELLES QUE L'ON RENCONTRE EN ANGIOGRAPHIE CARDIAQUE. ON A MONTRE QUE L'APPROCHE DIRECTEMENT TRIDIMENSIONNELLE PRESENTE UN INTERET CERTAIN PAR RAPPORT AUX TECHNIQUES CONVENTIONNELLES DE SCANNER X MULTIPLANS
Author: Gabor T. Herman
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Category : Medical
Languages : en
Pages : 352
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Book Description
Image reconstruction from projections. Probability and random variables. An overview of the process of CT. Physical problems associated with data collection in CT. Computer simulation of data collection in CT. Data collection and reconstruction of the head phantom under various assumptions. Basic concepts of reconstruction algorithms. Backprojection. Convolution method for parallel beams. Other transform methods for parallel beams. Convolution methods for divergent beams. The algebraic reconstruction techniques. Quadratic optimization methods. Noniterative series expansion methods. Truly three-dimensional reconstruction. Three-dimensional display of organs. Mathematical background.
Author: Gabor T. Herman
Publisher: Springer
ISBN: 9781447125211
Category : Computers
Languages : en
Pages : 0
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Book Description
This revised and updated second edition – now with two new chapters - is the only book to give a comprehensive overview of computer algorithms for image reconstruction. It covers the fundamentals of computerized tomography, including all the computational and mathematical procedures underlying data collection, image reconstruction and image display. Among the new topics covered are: spiral CT, fully 3D positron emission tomography, the linogram mode of backprojection, and state of the art 3D imaging results. It also includes two new chapters on comparative statistical evaluation of the 2D reconstruction algorithms and alternative approaches to image reconstruction.
Author: Jacques Darcourt
Publisher:
ISBN:
Category :
Languages : fr
Pages : 107
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PLUSIEURS TECHNIQUES D'IMAGERIE MEDICALE (TOMODENSITOMETRIE ET TOMOGRAPHIE D'EMISSION SURTOUT) ONT POUR BUT D'EXPLORER DES COUPES DE L'ORGANISME A PARTIR DE PROJECTIONS COLLECTEES AUTOUR DU PATIENT. LES METHODES DE RECONSTRUCTION PAR TRANSFORMATION PROPOSENT DES OPERATIONS EQUIVALENTES A UNE INVERSION DE LA TRANSFORMEE DE RADON. LA METHODE PAR TRANSFORMEE DE FOURIER DECOULE DIRECTEMENT DU THEOREME DE PROJECTION. ELLE SOULIGNE LE PROBLEME FONDAMENTAL DE LA RECONSTRUCTION TOMOGRAPHIQUE QUI EST CELUI DU NOMBRE FINI DE PROJECTIONS QUI ENGENDRE UNE CONNAISSANCE INEVITABLEMENT IMPARFAITE DE L'OBJET NOTAMMENT DANS LES HAUTES FREQUENCES. LA METHODE PAR FILTRAGE-RETROPROJECTION EST LA PLUS COMMUNEMENT UTILISEE CAR ELLE DONNE DE BONS RESULTATS POUR DES TEMPS DE CALCUL FAIBLES. DANS LES METHODES ITERATIVES, IL S'AGIT DE DETERMINER L'OBJET EN COUPE X=W##1P OU P REPRESENTE LES PROJECTIONS MESUREES ET W LA MATRICE QUI MODELISE L'OPERATION DE PROJECTION, EN INCORPORANT DES CORRECTIONS PHYSIQUES LIEES AUX IMPERFECTIONS DE DETECTION. NOUS PROPOSONS UNE CLASSIFICATION EN TROIS NIVEAUX DES PRINCIPALES METHODES UTILISABLES. CETTE INVERSION CONSISTE A ATTEINDRE UNE SOLUTION QUI MINIMISE UNE DISTANCE A LA SOLUTION REELLE. CETTE DISTANCE PEUT AVOIR DIFFERENTES DEFINITIONS (MOINDRES CARRES, VRAISEMBLANCE OU ENTROPIE): C'EST LE PREMIER NIVEAU. MAIS IL S'AGIT D'UN PROBLEME INVERSE MAL POSE, QUI DOIT ETRE REGULARISE. IL S'AGIT D'ATTEINDRE UNE SOLUTION QUI MINIMISE A LA FOIS UNE DISTANCE A LA SOLUTION VRAIE ET UNE DISTANCE A UN A PRIORI: C'EST LE DEUXIEME NIVEAU. CET A PRIORI EST CLASSIQUEMENT UN CERTAIN DEGRE DE DOUCEUR QUI A COMME INCONVENIENT DE LISSER LES CONTOURS. CERTAINS ALGORITHMES PERMETTENT DE REGULARISER TOUT EN PRESERVANT LES DISCONTINUITES DE L'IMAGE: C'EST LE TROISIEME NIVEAU DECRIT. C'EST CE DERNIER TYPE DE METHODES QUI EST LE PLUS PROMETTEUR NOTAMMENT EN TOMOGRAPHIE D'EMISSION
Author: Françoise Peyrin
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Languages : fr
Pages : 222
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ON PRESENTE DIFFERENTS SYSTEMES TOMOGRAPHIQUES. PRINCIPE DE LA TOMOGRAPHIE RX. METHODES DE RECONSTRUCTION BIDIMENSIONNELLES ANALYTIQUES ET ALGEBRIQUES. MISE EN OEUVRE DE L'ALGORITHME PAR FILTRAGE-EPANDAGE DANS 2 CAS DE GEOMETRIE D'ACQUISITION. RECONSTRUCTION TRIDIMENSIONNELLE A PARTIR DE PROJECTIONS PLANES
Author: Viet Dung Tran
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Languages : fr
Pages : 0
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Book Description
Dans le domaine du raffinage, les mesures morphologiques de particules sont devenues indispensables pour caractériser les supports de catalyseurs. À travers ces paramètres, on peut remonter aux spécificités physico-chimiques des matériaux étudiés. Une des techniques d'acquisition utilisées est la tomographie électronique (ou nanotomographie). Des volumes 3D sont reconstruits à partir de séries de projections sous différents angles obtenues par microscopie électronique en transmission (MET). Cette technique permet d'acquérir une réelle information tridimensionnelle à l'échelle du nanomètre. Les projections sont obtenues en utilisant les possibilités d'inclinaison du porte objet d'un MET. À cause des limitations mécaniques de ce porte objet (proximité avec les lentilles magnétiques et déplacement nanométrique), on ne peut acquérir qu'un nombre assez restreint de projections, celles-ci étant limitées à un intervalle angulaire fixe. D'autre part, l'inclinaison du porte objet est accompagnée d'un déplacement mécanique nanométrique non parfaitement contrôlé. Ces déplacements doivent être corrigés après l'acquisition par un alignement des projections suivant le même axe 3D de rotation. Cette étape est un pré-requis à la reconstruction tomographique. Nous suggérons d'utiliser une méthode de reconstruction tomographique par une approche de type "problème inverse". Cette méthode permet d'aligner des projections et de corriger les lacunes de l'acquisition de l'objet observé en introduisant de façon pertinente des informations a priori. Ces informations sont donc basées à la fois sur la physique de l'acquisition (nature physique des images MET, géométrie et limitation spécifique de l'acquisition des projections, etc...) et sur la nature des objets à reconstruire (nombre et répartition des phases, critères morphologiques de type de connexité, etc...). L'algorithme proposé permet de réaliser la reconstruction nanotomographique avec une grande précision et un temps de calculs réduit considérablement par rapport à la technique classique. Nous avons testé avec succès notre méthode pour les projections réelles de différents supports de catalyseur.
Author: Françoise Peyrin
Publisher:
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Languages : fr
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Author: CHRISTIAN.. HAMON
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Languages : fr
Pages : 191
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L'OBJECTIF DE L'ETUDE QUE NOUS PRESENTONS DANS CE DOCUMENT EST LA CONCEPTION DE METHODES DE RECONSTRUCTION TOMOGRAPHIQUE TRI-DIMENSIONNELLE ADAPTEES A UN NOMBRE LIMITE DE PROJECTIONS DE MESURE. CES METHODES, TOUT PARTICULIEREMENT DEDIEES A LA RECONSTRUCTION DE STRUCTURES VASCULAIRES ET OSSEUSES, SONT DEVELOPPEES POUR UN SCANNER 3D X DE NOUVELLE GENERATION. APRES UNE COMPARAISON DES ALGORITHMES EXISTANTS, NOUS AVONS PROPOSE UNE APPROCHE ANALYTIQUE POUR RESOUDRE CE PROBLEME, CORRESPONDANT SOIT A LA DETECTION DU SUPPORT DE RECONSTRUCTION, SOIT A L'INTERPOLATION DES PROJECTIONS DE MESURE. LES PERFORMANCES DE CES ALGORITHMES SONT ETROITEMENT LIEES A LA FORME DE L'OBJET POUR LA PREMIERE METHODE. LES METHODES PROPOSEES ONT ETE EXPERIMENTEES SUR DES IMAGES SIMULEES ET DES DONNEES REELLES
