拉东反变换
逆拉东变换定义
的iradon
函数反转了Radon变换,因此可以用来重建图像。
如在拉东变换,给定一个图像我
还有一组角度θ
,氡
函数可以用来计算Radon变换。
R =氡(I,);
这个函数iradon
然后可以调用重建图像吗我
从投影数据。
IR = iradon(R,);
在上面的例子中,投影是从原始图像中计算出来的我
.
然而,请注意,在大多数应用领域中,没有形成投影的原始图像。例如,逆拉东变换通常用于断层摄影应用。在x射线吸收断层摄影术中,通过测量以不同角度通过物理标本的辐射衰减来形成投影。原始图像可以被认为是通过标本的横截面,其中的强度值代表了标本的密度。用特殊的硬件采集投影,然后用计算机重建试件的内部图像iradon
.这允许对活体或其他不透明物体的内部进行无创成像。
iradon
从平行光束投影重建图像。在平行光束的几何,每个投影是由一组线积分通过特定角度的图像组合而成。
下图说明了平行光束几何如何应用于x射线吸收断层摄影术。注意,有相同数量的n发射器和n传感器。每个传感器测量其对应的发射器发出的辐射,而辐射的衰减给出了物体的综合密度或质量的度量。这对应于在Radon变换中计算的线积分。
图中使用的平行光束几何形状与文中描述的几何形状相同拉东变换.f (x, y)表示图像的亮度和 是角的投影。
平行光束通过物体的投影
另一个常用的几何图形是扇形波束几何,其中有一个源和n传感器。有关更多信息,请参见扇形波束投影.若要将平行波束投影数据转换为扇形波束投影数据,请使用para2fan
函数。
改善结果
iradon
使用滤波后反投影计算Radon反变换的算法。该算法形成了图像的近似我
根据柱子上的投影R
.在重建中使用更多的投影可以得到更精确的结果。投影的数量(长度)θ
)增加,重建图像红外
更准确地接近原始图像我
.向量θ
必须包含单调增加的角度值与恒定的增量角度Dtheta
.当标量Dtheta
是知道了,还能传给吗iradon
而不是值的数组。这里有一个例子。
IR = iradon(R, dθ);
过滤后的反投影算法对投影进行过滤R
然后利用滤波后的投影重建图像。在某些情况下,投影中可能存在噪声。若要去除高频噪音,可在滤光器上加装一个窗口以减弱噪音。许多这样的窗口过滤器可在iradon
.的示例调用iradon
下面将一个Hamming窗口应用于过滤器。看到iradon
参考页面以获取更多信息。要获取未过滤的反投影数据,请指定“没有”
用于筛选器参数。
IR = iradon(R,theta,'Hamming');
iradon
还可以指定归一化频率,D
,高于此值,滤波器响应为零。D
必须是[0,1]范围内的标量。有了这个选项,频率轴被缩放,这样整个滤波器被压缩以适应频率范围[0, D]
.这在投影包含很少高频信息但有高频噪声的情况下是有用的。在这种情况下,可以完全抑制噪声而不影响重建。下面的调用iradon
将归一化频率值设置为0.85。
IR = iradon(R,theta,0.85);
从平行投影数据重构图像
下面的命令演示了如何从并行投影数据重建图像。测试图像是谢普-洛根头部幻影,它可以使用幻影
函数。幻影图像说明了许多在真实世界的人脑断层成像中发现的品质。沿着外部明亮的椭圆形外壳类似于头骨,内部的许多椭圆类似于大脑的特征。
创建一个谢普-洛根头部幻影图像。
P =幻影(256);imshow (P)
计算幻影大脑的拉东变换为三组不同的θ值。
R1
有18个投影,R2
有36个投影,和R3
有90个投影。Theta1 = 0:10:170;[R1,xp] =氡(P,theta1);Theta2 = 0:5:175;[R2,xp] =氡(P,theta2);Theta3 = 0:2:178;[R3,xp] =氡(P,theta3);
显示谢普-洛根头部幻影的一个拉东变换的图。下图显示了
R3
, 90投影变换。图中,显示亮度图像(1、xp、R3);colormap(热);colorbar包含(‘\θ);ylabel (x \ ');
基于90投影的头部幻影Radon变换
注意输入图像的一些特征是如何出现在这个变换图像中的。Radon变换的第一列对应于0º的投影,在垂直方向上积分。最中间的一列对应90度的投影,在水平方向上积分。由于幻影最外层椭圆的垂直半轴更大,90º的投影比0º的投影有更宽的轮廓。
根据第2步中创建的投影数据重建头部幻影图像,并显示结果。
I1 = iradon(R1,10);I2 = iradon(R2,5);I3 = iradon(R3,2);imshow(I1)图,imshow(I2)图,imshow(I3)
下图显示了所有三次重构的结果。注意图像
I1
仅由18个投影重建而成,是最不准确的重建。图像I2
由36个投影重建而成,效果较好,但仍不能清晰地分辨出图像下部的小椭圆。I3
它是用90个投影重建的,最接近原始图像。注意,当投影的数量相对较小时(如I1
而且I2
),重建可以包括一些来自后投影的工件。Shepp-Logan头幻影的逆Radon变换