Képrekonstrukció 3. előadás



Hasonló dokumentumok
Képrekonstrukció 4. előadás

Képrekonstrukció 2. előadás

Nem roncsoló tesztelés diszkrét tomográfiával

PET gyakorlati problémák. PET rekonstrukció

Orvosi tomográkus képalkotás/ct technika alapja

Rekonstrukciós eljárások. Orvosi képdiagnosztika 2017 ősz

Rekonstrukciós eljárások. Orvosi képdiagnosztika 2017 ősz

Dr. Palkó András. SZTE ÁOK Radiológiai Klinika NEK Képalkotó Diagnosztikai Centrum Szeged

A röntgendiagnosztika alapjai

KÉPSZŐRİK A NUKLEÁRIS

Grafikonok automatikus elemzése

3D számítógépes geometria és alakzatrekonstrukció

3D - geometriai modellezés, alakzatrekonstrukció, nyomtatás

Diagnosztikai röntgen képalkotás, CT

Dekonvolúció a mikroszkópiában. Barna László MTA Kísérleti Orvostudományi Kutatóintézet Nikon-KOKI képalkotó Központ

Képrekonstrukció 10. előadás. Balázs Péter Képfeldolgozás és Számítógépes Grafika Tanszék

Fourier térbeli analízis, inverz probléma. Orvosi képdiagnosztika 5-7. ea ősz

4. Szűrés frekvenciatérben

3. Szűrés képtérben. Kató Zoltán. Képfeldolgozás és Számítógépes Grafika tanszék SZTE (

Bevezetés a komputertomográfia alapjaiba

A röntgendiagnosztika alapjai

RÖNTGENSUGÁR ALAPÚ SZÁMÍTÓGÉPES

Mit lássunk élnek? Hol van az él? Milyen vastag legyen? Hol

Spektrográf elvi felépítése. B: maszk. A: távcső. Ø maszk. Rés Itt lencse, de általában komplex tükörrendszer

Röntgendiagnosztikai alapok

Képrekonstrukció 9. előadás

MRI áttekintés. Orvosi képdiagnosztika 3. ea ősz

Képalkotás modellezése, metrikái. Orvosi képdiagnosztika 6. ea ősz

Jelfeldolgozás bevezető. Témalaboratórium

Képalkotó diagnosztikai eljárások. Krasznai Zoltán. DEOEC Biofizikai és Sejtbiológiai Intézete

Számítási feladatok a Számítógépi geometria órához

3D számítógépes geometria és alakzatrekonstrukció

Valósidejű helikális cone-beam CT rekonstrukció a Mediso NanoPET/CT R készülékben

Robotika. Kinematika. Magyar Attila

Képalkotás neutronokkal (radiográfia és tomográfia)

CT/MRI képalkotás alapjai. Prof. Bogner Péter

19. A fényelektromos jelenségek vizsgálata

11. Alakzatjellemzők. Kató Zoltán. Képfeldolgozás és Számítógépes Grafika tanszék SZTE (

Mérés és adatgyűjtés

Képrekonstrukció 5. előadás

A médiatechnológia alapjai

A tér lineáris leképezései síkra

8. előadás. Kúpszeletek

Matematika (mesterképzés)

Pontműveletek. Sergyán Szabolcs Óbudai Egyetem Neumann János Informatikai Kar február 20.

Wavelet transzformáció

Képalkotás modellezése, metrikái. Orvosi képdiagnosztika 2017 ősz

1. óra Digitális képfeldolgozás

Az Orvosi Fizika Szigorlat menete a 2012/2. tanévtől

ÉRZÉKELŐK ÉS BEAVATKOZÓK I. 6. A MINTAVÉTELI TÖRVÉNY

Bevezetés. Kató Zoltán. Képfeldolgozás és Számítógépes Grafika tanszék SZTE (

Fourier térbeli analízis, inverz probléma. Orvosi képdiagnosztika 5-7. ea ősz

Kamerakalibráció és pozícióbecslés érzékenységi analízissel, sík mintázatokból. Dabóczi Tamás (BME MIT), Fazekas Zoltán (MTA SZTAKI)

Transzformációk, amelyek n-dimenziós objektumokat kisebb dimenziós terekbe visznek át. Pl. 3D 2D

Röntgen kép és Komputer tomográf (CT) Bevezető. Ujfalusi Zoltán Március 8. PTE ÁOK Biofizikai Intézet

Orvosi képdiagnosztika

Rekonstrukciós eljárások. Orvosi képdiagnosztika 2017 ősz

Transzmissziós és emissziós leképezés. SPECT vizsgálatok sajátosságai Sugárgyengítés-korrekció. Varga József

DIGITÁLIS KÉPANALÍZIS KÉSZÍTETTE: KISS ALEXANDRA ELÉRHETŐSÉG:

1. ábra. 24B-19 feladat

Függvények Megoldások

Számítógépes Grafika mintafeladatok

Mintavétel: szorzás az idő tartományban

Matematika A1a Analízis

Tárgy. Forgóasztal. Lézer. Kamera 3D REKONSTRUKCIÓ LÉZERES LETAPOGATÁSSAL

VIK A2 Matematika - BOSCH, Hatvan, 3. Gyakorlati anyag. Mátrix rangja

Időjárási radarok és produktumaik

Regresszió számítás. Tartalomjegyzék: GeoEasy V2.05+ Geodéziai Kommunikációs Program

A +Q töltés egy L hosszúságú egyenes szakasz mentén oszlik el egyenletesen (ld ábra ábra

ANTENNAMÉRÉSEK. Leírás R12C - ANTENNAMÉRÉSEK ANTENNÁK HARDVERELEMEK VIZSGÁLATA

b) Ábrázolja ugyanabban a koordinátarendszerben a g függvényt! (2 pont) c) Oldja meg az ( x ) 2

Digitális képek feldolgozása Előfeldolgozás Radiometriai korrekció Geometriai korrekció Képjavítás Szűrők Sávok közötti műveletek Képosztályozás Utófe

3D-s számítógépes geometria és alakzatrekonstrukció

Digitális képek szegmentálása. 5. Textúra. Kató Zoltán.

Milyen simaságú legyen a minta felülete jó minőségű EBSD mérésekhez

Villamosságtan szigorlati tételek

Képrekonstrukció 6. előadás

Geofizikai kutatómódszerek I.

L-transzformáltja: G(s) = L{g(t)}.

Jelfeldolgozás - ANTAL Margit. impulzusválasz. tulajdonságai. Rendszerek. ANTAL Margit. Sapientia - Erdélyi Magyar Tudományegyetem

Transzformációk. Grafikus játékok fejlesztése Szécsi László t05-transform

Röntgendiagnosztika és CT

Számítógépes Grafika mintafeladatok

MATEMATIKA ÉRETTSÉGI TÍPUSFELADATOK KÖZÉPSZINT Függvények

24/04/ Röntgenabszorpciós CT

Csoportosítás. Térinformatikai műveletek, elemzések. Csoportosítás. Csoportosítás

E(L)JÖVENDŐ. IKT kutatási eredmények a gazdaság és a társadalom szolgálatában. 1 Intelligens környezet és e-technológiák

SPECT képalkotása. Hesz Gábor február

MATEMATIKA ÉRETTSÉGI TÍPUSFELADATOK MEGOLDÁSAI KÖZÉPSZINT Függvények

Láthatósági kérdések

x 2 e x dx c) (3x 2 2x)e 2x dx x sin x dx f) x cosxdx (1 x 2 )(sin 2x 2 cos 3x) dx e 2x cos x dx k) e x sin x cosxdx x ln x dx n) (2x + 1) ln 2 x dx

cos 2 (2x) 1 dx c) sin(2x)dx c) cos(3x)dx π 4 cos(2x) dx c) 5sin 2 (x)cos(x)dx x3 5 x 4 +11dx arctg 11 (2x) 4x 2 +1 π 4

Csoportmódszer Függvények I. (rövidített változat) Kiss Károly

A brachistochron probléma megoldása

ORVOSI KÉPALKOTÓ ELJÁRÁSOK. I. A digitális kép Optikai csalódások - intenzitás. Orvosi képalkotó eljárások Praktikus tudnivalók, 2012

Fehérzajhoz a konstans érték kell - megoldás a digitális szűrő Összegezési súlyok sin x/x szerint (ez akár analóg is lehet!!!)

Rekonstrukciós eljárások. Orvosi képdiagnosztika előadás 2016 ősz

Klár Gergely 2010/2011. tavaszi félév

Vektorterek. =a gyakorlatokon megoldásra ajánlott

Shift regiszter + XOR kapu: 2 n állapot

Átírás:

Képrekonstrukció 3. előadás Balázs Péter Képfeldolgozás és Számítógépes Grafika Tanszék Szegedi Tudományegyetem

Computed Tomography (CT) Elv: Röntgen-sugarak áthatolása 3D objektum 3D térfogati kép Mérések (vetületek) számítása keresztmetszeti képek előállításához Rekonstrukció vetületekből Típusok: (Standard) single-slice CT Helical CT (spirális) Multi-slice CT (több detektor, nagyon gyors!)

Számítógépes tomográfia (CT) Eljárás 3D objektumok (általában emberi szervek) 2D keresztmetszeti képeinek meghatározására Röntgen-cső sugarak detektorok

Egyszerű CT rendszer

CT elve x-sugár, nem a páciens forog Rotációs tengely: fejtől lábig 2D vetületi képek a 3D-s testről Különböző szögek különböző információ A kép egy vízszintes vonala 1D-s vetület a 2D szeletről 1D projekciók halmaza Teljes információ a szeletről Rekonstruáljuk a szeletet

Képalkotás Vonalintegrálok x-sugár cső x-sugár nyalábok áthaladás az objektumon detektorok oldalán mérik az intenzitás gyengülését a forrás és a detektorok között Hogyan rekonstruálható egy keresztmetszeti kép (szelet)? I 0 polienergetikus forrás: I d I ( E ) e 0 ( x, E ) dx de I d

Képalkotás Vonalintegrálok A teljes energiaspektrumon való integrálás számítási szempontból kivitelezhetetlen. Feltételezés: effektív energia az az energia, mely egy adott anyagban monoenergetikus forrás esetén ugyanazt a mért intenzitást eredményezné, mint az aktuális polienergetikus forrás esetén mért intenzitás E 0 I I ( E e d 0 ) d ( s, E ) ds

Képalkotás Vonalintegrálok I 0 és I d könnyen mérhető! Vetület számítása: g d d I d ln ( s, I 0 0 E ) ds A lineáris elnyelési együttható vonalintegrálja a szkenner effektív energiáján. Minden detektorra az I 0 referencia intenzitást ki kell mérni kalibráció

CT Numbers CT reconstruction: value for each pixel (voxel) of slice Problem: different CT scanners different tubes different effective energy same object different numerical values of Replacement of x-ray tubes! Solution: CT numbers: comparable results h=0 HU for water h=-1000 HU for air (μ=0) h~1000 HU for bone h~3000 HU for metal, contrast agents h water 1000 [ HU water HU Hounsfield Units ]

Rekonstrukció párhuzamos vetületek esetén Cél: CT számok meghatározása a keresztmetszeten Hogyan rekonstruálható μ a vonalintegráljainak gyűjteményéből?

2D Radon transzformáció Egy fix θ esetén p(t, θ) az f(x,y) függvény egy θ szög által meghatározott vetülete (projekciója). Az összes θ szög által meghatározott vetületek gyűjteménye az f(x,y) 2D Radon transzformációja.

Szinogram Objektum Szinogram Szinogram: a p(t, θ) vetületek gyűjteménye t és θ merőleges tengelyekkel ábrázolva.

Visszavetített összegkép (laminogram) egy visszavetítés Visszavetítések összege (elmosódás!)

Fourier-transzformáció

Vetület-szelet tétel Fontos kapcsolat a vetület 1D Fourier transzformáltja és a kép 2D Fourier transzformáltja között y tengellyel párhuzamos vetület: 1D Fourier-transzformáció mindkét oldalra: Az f(x,y) függvény 2D Fourier-transzformáltja a v=0 helyen: : Tehát: P(u) = F(u,v) v=0 Tetszőlegesen elforgatott koordináta-rendszerben érvényes!

Közvetlen bizonyítás f(x,y) = f (t,s), t=x cosθ+y sinθ, s=-x sinθ+y cosθ A Θ szögű vetületre: 1D-s FT: f 2D FT-ja:

Vetület-szelet tétel szemléletesen A θ szögű vetület 1D FT-ja az eredeti kép 2D FT-jának egy a frekvencia térben az origón áthaladó θ irányszögű egyenesre eső része.

Fourier rekonstrukciós módszer vegyük a vetületek 1D FT-ját helyezzük el ezeket a megfelelő szögben a frekvencia térben vegyük az eredmény 2D FT-jának inverzét. Nem gyakran használt módszer (mintavételezés, interpoláció, inverz 2D FT)!

Szűrt visszavetítés (Filtered Backprojection)

Szűrt visszavetítés p(t,θ+π)=p(-t,θ) P(ω,Θ+π)=P(-ω,Θ)

Szűrt visszavetítés algoritmusa

Konvolúciós rekonstrukció Konvolúciós tétel alapján: Ha t=0: ezért A gyakorlatban az ideális ω szűrő helyett annak egy q(ω) függvénnyel ablakolt változatát alkalmazzuk a szűrés során (Hamming, koszinusz, stb.)

Konvolúciós kernelek (szűrők) Ramp: Egzakt kompenzáció (jó megoldás, ha nem zajos a vetület) Shepp-Logan: Zaj és felbontás közötti kompromisszum Hamming: Extrém magas frekvenciák lesimítása Slide: Alexander L.C. Kwan

A rekonstrukció lépései Input szinogram: 1. Szűrés 2. Visszavetítés 3. Összegzés

Szűrés before after

Visszavetítés

Összegzés

Szűrt visszavetítés Video: 2D szinogram Felüláteresztő szűrő minden szögre sinogram visszavetítése a képtérbe Forrás: http://hendrix.ei.dtu.dk/movies/moviehome.html