Аннотации:
Статья посвящена методам получения объемных изображений в рентгеновской компьютерной томографии. Описан метод томографического исследования, начиная со сканирования объекта исследования измерительной системой – томографом, и заканчивая выводом полученной информации на экран. Приведен анализ существующих методов реконструкции (восстановления) изображений по проекционным данным, включая «классическую» реконструкцию в веерном пучке излучения и трехмерную реконструкцию в конусном пучке излучения.
В частности, как самые распространённые, рассматриваются метод обратного проецирования с фильтрацией сверткой при веерной схеме сканирования и алгоритм Фельдкампа при конусной схеме сканирования. Дан сравнительный анализ вычислительных затрат для двумерной и
трёхмерной реконструкции. Авторы отмечают, что получение непосредственно трехмерного массива данных при трехмерной реконструкции изображений не только ведет к уменьшению необходимого количества вычислений, но и может эффективно использоваться при дальнейшей обработке и объемной визуализации. Рассматриваются различные методы визуализации
трехмерных массивов данных, используемые в рентгеновской компьютерной томографии.
Приведены достоинства и недостатки каждого метода. Дано подробное описание алгоритма объемной визуализации (объемного рендеринга) как наиболее предпочтительного метода визуализации трехмерных данных. The article is devoted to the methods of obtaining three-dimensional images in X-ray computer
tomography. The method of tomography is described, beginning with scanning of the object of study measuring system – tomography, and ending with the display of the information received on the screen. The analysis of existing methods of reconstruction (recovery) on the projection image data is given, including “classic” in the reconstruction of fan-beam radiation and three-dimensional reconstruction
in a cone beam radiation. In particular, back-projection method of filtering by convolution
with the fan pattern scanning and Feldkamp algorithm with the cone pattern scanning scheme are considered as the most common. A comparative analysis of the computational cost for the twodimensional
and three-dimensional reconstruction is given. The authors note that the threedimensional
array of directly obtaining data with three-dimensional image reconstruction not only
leads to a reduction in the required number of calculations, but can be effectively used in further processing and volume rendering. Various methods of imaging of three-dimensional data sets used in X-ray computed tomography are considered. The advantages and disadvantages of each method are presented. The detailed description of the algorithm of visualization volume (volume rendering)
as the most preferred method of three-dimensional visualization of data is given.
Описание:
Симонов Евгений Николаевич, д-р техн. наук, профессор, заместитель директора по науке, Южно-Уральский государственный университет, филиал в г. Кыштыме, г. Кыштым; e.n.simonov@ yandex.ru.
Аврамов Денис Витальевич, аспирант кафедры экономики, управления и информационных технологий, Южно-Уральский государственный университет, филиал в г. Кыштыме, г. Кыштым;
avramov.91@mail.ru, mailto:avramov.91@mail.ru. E.N. Simonov, e.n.simonov@ yandex.ru,
D.V. Avramov, avramov.91@mail.ru, mailto:avramov.91@mail.ru
South Ural State University, Kyshtym Branch, Kyshtym, Russian Federation