Tomográfiás rekonstrukció implementálása CC, BCC és FCC rácsokra

OData támogatás
Konzulens:
Dr. Csébfalvi Balázs
Irányítástechnika és Informatika Tanszék

Az orvosi képdiagnosztika és háromdimenziós képalkotás területén bevett szokás, hogy az adatokat egyszerű kockarácson vagy rektilineáris rácson mintavételezett diszkrét formában tárolják. Ennek az alapvető oka az, hogy a kockarács intuitív, könnyen kezelhető, jól alkalmazkodik a számítógépek memóriaszervezéséhez, továbbá a szeparálhatóságából adódóan rendkívül egyszerű és gyors számításokat tesz lehetővé, amelyekhez a mai modern grafikus kártyák hardveres támogatást is nyújtanak (pl.: trilineáris interpoláció).

Előnyeitől eltekintve azonban több érv is ellene szól. Egyrészt a kockarács meglehetősen anizotróp mintavételezést tesz csak lehetővé, amely a megjelenítés során jól megfigyelhető artefaktumok kialakulásához vezethet. Másrészt a kockarácson történő mintavételezéssel elérhető minőség messze nem optimális. Felmerül tehát a kérdés, hogy mi lenne, ha a kockarács helyett olyan rácsszerkezetet alkalmaznánk, amely izotropikusabb és egyúttal jobb mintavételezést kínál azonos rácssűrűség mellett. A megoldást a BCC rács nyújtja, amely 3D-ben az optimális mintavételező rács. Izotropikusan sávkorlátos jelet feltételezve a BCC ráccsal ~29,3%-kal hatékonyabb mintavételezés valósítható meg, mint a CC ráccsal, vagyis ennyivel kevesebb mintával érhetünk el ugyanolyan minőséget. Ez egyfelől kisebb sávszélességigényt eredményez, hiszen kevesebb adatot kell tárolnunk és mozgatnunk. Másfelől elméleti szinten kevesebb lépésszámú algoritmusok implementálását teszi lehetővé. Ahhoz, hogy a BCC rács bemutatott előnyeit a gyakorlatban is alkalmazni lehessen, elengedhetetlen a folytonos rekonstrukció, amely képes a diszkrét mintavételezett reprezentációból egy folytonos modell előállítására. Világos tehát, hogy a keletkező modell minőségét nem csak a rács szerkezete, hanem az alkalmazott rekonstrukciós kernel is nagyban befolyásolja.

A diplomamunkám keretében arra a kérdésre keresem a választ, hogy a különféle rács és szűrő párosok mennyire hatékonyan képesek együttműködni egy jó minőségű, izotropikus rekonstrukció előállításában. A vizsgálataim elvégzéséhez implementáltam egy olyan szoftvert, amellyel egyszerűen kivitelezhető nagy számú teszteset futtatása. Ehhez igénybe vettem a modern grafikus processzorok számítási kapacitását, és az azokhoz fejlesztett legújabb eszközöket. A tesztek eredményeinek elemzésén túl célom volt a megfigyelhető jelenségek elméleti magyarázata.

Letölthető fájlok

A témához tartozó fájlokat csak bejelentkezett felhasználók tölthetik le.