实验二扇形束投影数据采集与滤波反投影重建实验.doc

南昌大学实验报告学生姓名： 胡文松 学 号： 6103413007 专业班级： 生医131班 实验类型：□验证□综合■设计□创新 实验日期： 20160516 实验成绩： 实验二、扇形束投影数据采集与滤波反投影重建实验一、实验目的及要求：1、 用 MATLAB 中的 fanbeam 函数获取 Shepp-Logan 头模型的扇形束投影数据；2、 显示扇形束投影数据并和平行束投影数据进行比较；3、 用 MATLAB 中的 ifanbeam 函数实现图像重建；4、 改变投影参数，观察对重建图像的影响二、实验基本原理：fanbeam 函数，计算扇形束投影句法F = fanbeam(I,D)F = fanbeam(...,param1,val1,param1,val2,...)[F,sensor_positions,fan_rotation_angles] = fanbeam(...)F = fanbeam(I,D) 计算图像 I 的扇形束投影 (正弦图) ， D 是扇形束顶点到旋转中心的距离F 的每一列表示一个角度下的扇形采样数据探测器圆弧状排布，探测器间相隔一度，旋转 360 度 [0:359] 。

F = fanbeam(...,param1,val1,param1,val2,...) 指定参数控制扇形投影'FanRotationIncrement' 指定旋转角度增量，单位为度，默认值为 1 度 'FanSensorGeometry' 指定探测器的排布方式 'arc'—探测器圆弧状排布（默认值）'line' --探测器等距离线性排布'FanSensorSpacing' 指定探测器间的间隔，探测器圆弧状排布的情况，单位为度，默认值为 1探测器等距离线性排布，单位为像素 [F,sensor_positions,fan_rotation_angles] = fanbeam(...) 返回探测器位置和旋转角度信息 ifanbeam 函数，由扇形束投影数据重建图像句法I = ifanbeam(F,D)I = ifambeam(...,param1,val1,param2,val2,...)[I,H] = ifanbeam(...)I = ifanbeam(F,D) 由投影数据 F 重建图像 ID 是扇形束顶点到旋转中心的距离 I = ifanbeam(...,param1,val1,param2,val2,...) 指定参数控制图像重建。

'FanCoverage' 指定旋转角度范围 'cycle'}—旋转 360 度 [0,360).'minimal' – 重建图像所需的最小旋转角度'FanRotationIncrement' 同 fanbeam'FanSensorGeometry' 同 fanbeam'FanSensorSpacing' 同 fanbeam'OutputSize' 指定重建图像矩阵的大小，假如不指定，ifanbeam 自动决定矩阵大小（扇形投影重建图像和原始图像矩阵大小可能不同） 三、主要仪器设备及实验耗材：具有 XP 或 2000 系统，并装有 MATLAB 系统的 PC 机四、实验内容或步骤以及显示结果：1．用 MATLAB 图像处理工具箱的 phantom 生成 Shep-Logan 头模型；P=phantom(256);imshow(P)2．用 MATLAB 中的 fanbeam 函数获得头模型的扇形束和平行束投影数据；D = 200; F = fanbeam(P,D,'FanRotationIncrement',0.5,'FanSensorSpacing',0.5);theta=0:1:179;[R4,xp]=radon(P,theta);%平行束投影数据采集显示投影数据：figure.imshow(F,[]); title('扇形束投影数据') figure,imagesc(theta,xp,R4);xlabel('\theta');ylabel('x\prime');title('平行束 180 个角度投影数据');3．用 MATLAB 中的 ifanbeam 函数对获得的投影数据进行滤波反投影重建，获得 Shepp-Logan 模型的重建图像。

I = ifanbeam(F,D, 'FanSensorSpacing',0.5,'FanRotationIncrement',0.5);I4=iradon(R4,1); %平行束投影数据重建显示重建图像：figure .imshow(I); title('扇形束投影数据重建') figure .imshow(I4); title ('平行束 180 个角度滤波重建图像');五、实验小结通过实验结果可知，平行束通过 180 度扫描产生一个峰值，扇形束扫描 360 度出现两个峰值改变探测器的旋转角度或者排布方式或者间隔都会导致扫描投影结果的差异，通过修改参数，可以使图像重建结果更加清晰通过本实验，基本掌握了平行束和扇形束投影的一些基本原理和成像规律，把上课的难以理解的东西更理解深刻了，感觉收获颇丰。