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ART算法快速图像重建研究 被引量:21
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作者 张顺利 张定华 +1 位作者 李山 赵歆波 《计算机工程与应用》 CSCD 北大核心 2006年第24期1-3,70,共4页
讨论了影响ART(Algebraic Reconstruction Technique)算法重建速度和重建质量的主要因素,包括投影数据访问方式、松弛因子和投影系数等。针对投影系数的计算占绝大部分重建时间,成为制约ART算法的瓶颈,提出了一种快速、实时的投影系数... 讨论了影响ART(Algebraic Reconstruction Technique)算法重建速度和重建质量的主要因素,包括投影数据访问方式、松弛因子和投影系数等。针对投影系数的计算占绝大部分重建时间,成为制约ART算法的瓶颈,提出了一种快速、实时的投影系数计算方法。该方法通过一个距离参数来确定与射线相交的网格编号并计算出相交长度,距离参数采用增量计算,极大地节省了时间。实验结果表明该文提出的方法非常有效,与Siddon算法相比,在保证图像质量不受损失的前提下取得了6倍以上的重建加速比。 展开更多
关键词 art 快速重建 Siddon 算法 投影系数
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基于ART算法的投影系数快速计算方法 被引量:3
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作者 侯慧玲 王明泉 +1 位作者 杨娟 李世虎 《中北大学学报(自然科学版)》 CAS 北大核心 2015年第6期700-705,共6页
代数重建算法(Algebraic Reconstruction Technique,ART)投影系数的计算时间冗长,影响了ART的重建速度.基于长度加权模型提出了一种投影系数快速计算方法,从射线穿过网格的相交规律出发,通过顺序增量计算,快速推导出穿过的网格编号并计... 代数重建算法(Algebraic Reconstruction Technique,ART)投影系数的计算时间冗长,影响了ART的重建速度.基于长度加权模型提出了一种投影系数快速计算方法,从射线穿过网格的相交规律出发,通过顺序增量计算,快速推导出穿过的网格编号并计算其交线长度,大幅减少运算量及分支判断,该方法在二维重建及三维重建下均适用.仿真结果表明:与经典的Siddon算法相比较,在保证重建图像质量的前提下,本文算法速度提高约13倍. 展开更多
关键词 代数重建算法 长度加权 投影系数 快速重建 Siddon算法
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改进后Ray-Box Intersection权系数矩阵的SART+TVM重建算法 被引量:2
3
作者 王珏 程燕 +1 位作者 蔡玉芳 王慧倩 《光学精密工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2016年第6期1520-1528,共9页
针对均匀采样稀疏型重建问题,研究了Ray-Box Intersection和传统的双线性插值两种权系数矩阵计算方法。对Ray-Box Intersection算法的逻辑漏洞进行了改进,利用直线生成法并结合射线斜率和像素位置关系提出了改进算法。该算法利用代数关... 针对均匀采样稀疏型重建问题,研究了Ray-Box Intersection和传统的双线性插值两种权系数矩阵计算方法。对Ray-Box Intersection算法的逻辑漏洞进行了改进,利用直线生成法并结合射线斜率和像素位置关系提出了改进算法。该算法利用代数关系求得射线穿过重建区域的起点和终点,然后取不大于其坐标的最大整数,最后采用直线生成法,依据射线斜率沿X或Y方向得到该条射线在投影区域内经过的所有像素块的左下角坐标集合,对于每个像素块,射线与像素块交点距离即为该像素块对射线的加权值。实验结果表明,相比Ray-Box Intersection权系数矩阵算法,改进后算法速度提高了96%,最大峰值信噪比提高了19%;相比双线性插值算法,改进后算法收敛速度更快,在同样时间代价下最大峰值信噪比提高了5%。改进后的Ray-Box Intersection算法能够获得更好的重建图像质量,细节更清晰。 展开更多
关键词 联合代数重建 全变差最小化 Ray-Box Intersection算法 双线性插值算法 权系数矩阵
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基于定点DSP的ART算法实现研究 被引量:2
4
作者 孙毅刚 王庆勇 张红颖 《现代电子技术》 2010年第18期17-20,共4页
数字信号处理器(DSP)在大量数据计算方面有明显的速度优势,为了提高CT ART算法的图像重建速度,提出基于定点DSP TMS320C6416的算法计算方案。该方案结合ART算法的原理,以及USB 2.0协议在数据传输和定点DSP在数据计算上的速度优势,通过CY... 数字信号处理器(DSP)在大量数据计算方面有明显的速度优势,为了提高CT ART算法的图像重建速度,提出基于定点DSP TMS320C6416的算法计算方案。该方案结合ART算法的原理,以及USB 2.0协议在数据传输和定点DSP在数据计算上的速度优势,通过CYPRESS的CY7C68001接口芯片,同时采用SDRAM作为数据缓存,进行DSP与PC机之间大量数据的正确高速传输;通过C语言编写DSP片内算法计算程序并对其进行优化,以降低图像重建时间。最终实验以Shepp_Logan头部剖析图为原始图像,进行重建算法计算,实验结果证实了方案的可行性。 展开更多
关键词 DSP CT图像重建 art算法 SDRAM
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锥束CT扫描方式对ART算法图像重建的影响研究 被引量:2
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作者 伍建辉 李公平 +2 位作者 周龙 潘小东 林俏露 《核技术》 CAS CSCD 北大核心 2011年第10期759-764,共6页
平板探测器锥束CT的扫描方式对ART(Algebraic Reconstruction Techniques)算法图像重建会产生影响。本文用128×128×128三维Shepp-Logan头部模型作为仿真对象,探讨了不同源-扫描中心距离、投影数、缺角度下扫描方式对图像重建... 平板探测器锥束CT的扫描方式对ART(Algebraic Reconstruction Techniques)算法图像重建会产生影响。本文用128×128×128三维Shepp-Logan头部模型作为仿真对象,探讨了不同源-扫描中心距离、投影数、缺角度下扫描方式对图像重建的影响。结果表明,源-扫描中心距离与扫描中心-探测器距离成一固定比例时,其重建图像较好;投影数固定情况下,均匀扫描180°重建图像质量较好;缺失角度情况下,投影数尽可能以1°–2°角度间隔均匀填满第一角度间隔区域,剩余投影数均匀填满第二角度间隔区域时,其重建图像质量较好。 展开更多
关键词 锥束CT 扫描方式 art算法 三维Shepp-Logan头部模型 图像重建质量
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影响ART算法重建CT图像的因素浅析 被引量:1
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作者 于源 曲延华 高庆忠 《计算机光盘软件与应用》 2012年第2期152-153,共2页
CT的基本原理是由投影重建图像,关于重建算法,提出了许多算法,其大致可以分为两大类:一类称为解析法,一类是迭代法。其中在常用的迭代重建算法即代数重建技术[1,2](Algebraic Reconstruction Technique简称为ART)ART算法中,很多因素影... CT的基本原理是由投影重建图像,关于重建算法,提出了许多算法,其大致可以分为两大类:一类称为解析法,一类是迭代法。其中在常用的迭代重建算法即代数重建技术[1,2](Algebraic Reconstruction Technique简称为ART)ART算法中,很多因素影响图像重建的质量和效果,本文进行了一些参数仿真分析,成像效果比较。 展开更多
关键词 图像重建 迭代算法 art 仿真分析
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基于改进的层析成像图像重建ART算法的木材应力波检测研究
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作者 刘嘉新 蔡艳丽 岳强 《安徽农业科学》 CAS 2014年第32期11585-11587,共3页
首先介绍了成像的物理基础,并对重建算法的各种方法进行了简要阐述并对ART算法及其改进算法进行了主要说明。在之前学者对成像原理的研究下,阐述了应力波层析成像技术应用于木材缺陷检测当中的原理及测试方法,并通过先验的介质模型及实... 首先介绍了成像的物理基础,并对重建算法的各种方法进行了简要阐述并对ART算法及其改进算法进行了主要说明。在之前学者对成像原理的研究下,阐述了应力波层析成像技术应用于木材缺陷检测当中的原理及测试方法,并通过先验的介质模型及实际模型测试,分别用ART算法和改进后的重建算法得到木材缺陷图像,通过比较两种方法重建的图像清晰度,验证改进后算法的合理性与可行性。 展开更多
关键词 层析成像 图像重建算法 art 改进的art 木材检测 应力波
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平台运动精度对ART算法图像重建质量影响的模拟 被引量:3
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作者 王艳飞 李公平 +1 位作者 潘小东 方登富 《无损检测》 2013年第11期39-42,92,共5页
采用计算机模拟物理过程并进行仿真试验,分析平台不同类型运动精度对CT成像图像质量的影响。结果表明,平台轴向运动精度和水平轴运动精度对图像的影响可采取在程序中进行系数修正的方式予以减小甚至消除。转动精度和重复率对成像造成的... 采用计算机模拟物理过程并进行仿真试验,分析平台不同类型运动精度对CT成像图像质量的影响。结果表明,平台轴向运动精度和水平轴运动精度对图像的影响可采取在程序中进行系数修正的方式予以减小甚至消除。转动精度和重复率对成像造成的误差随着精度的大小而不同,难以预测。水平面倾角对成像影响随角度的变化而不同,与试件放置位置和密度分布有关,难以预测。 展开更多
关键词 art算法 图像重建 平台精度 图像质量
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有限角度CT中使用改进的SART算法消除截断投影伪影 被引量:2
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作者 沈恩翔 王育昕 袁杰 《南京大学学报(自然科学版)》 CAS CSCD 北大核心 2022年第6期1005-1011,共7页
有限角度CT(Computed Tomography)是一项应用广泛的医学影像成像技术,DBT(Digital Breast Tomography)是有限角度CT在乳腺成像上的应用,在早期乳腺癌检测上应用广泛.在有限角度CT采样过程中,由于探测器面板的尺寸有限,当X光光源位于一... 有限角度CT(Computed Tomography)是一项应用广泛的医学影像成像技术,DBT(Digital Breast Tomography)是有限角度CT在乳腺成像上的应用,在早期乳腺癌检测上应用广泛.在有限角度CT采样过程中,由于探测器面板的尺寸有限,当X光光源位于一些大的投影角度时,探测器面板不能接收所有穿过被测物体的X射线,导致投影数据出现截断.在使用存在截断的PV(Projection Views)进行重建时,由于截断部位的体素不参与PV的更新,使体素的更新次数出现差异,产生截断投影伪影(Truncated Projection Artifacts,TPA).使用优化的SART(Simultaneous Algebraic Reconstruction Technique)算法,通过对每次更新的更新值进行扩散,降低重建过程中体素更新次数的不均衡对重建图像的影响,从而减少TPA的产生.使用模拟数据、仿体和选定患者的病例验证了该算法的可行性,证明优化的SART算法可以去除截断投影伪影,恢复被伪影遮挡的物体并改善有限角度CT的图像质量,这有利于放射科医生对患者的有限角度CT图像作出更好的判断. 展开更多
关键词 有限角度计算机断层重建 截断投影伪影 联合代数重建技术 扩散算法
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基于DSP的ART算法实现研究 被引量:1
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作者 姜康 王明泉 +2 位作者 张俊生 方子彬 黄康 《国外电子测量技术》 北大核心 2021年第3期113-117,共5页
针对通用处理器在实现ART算法时的各种限制,提出了基于高性能DSP-TMS320C6678的算法计算方案。该方案结合ART算法的原理,利用TL-XDS560V2硬件仿真器通过USB接口和标准的JTAG接口实现PC端和DSP的连接并使用SDRAM作为数据缓存,从而实现大... 针对通用处理器在实现ART算法时的各种限制,提出了基于高性能DSP-TMS320C6678的算法计算方案。该方案结合ART算法的原理,利用TL-XDS560V2硬件仿真器通过USB接口和标准的JTAG接口实现PC端和DSP的连接并使用SDRAM作为数据缓存,从而实现大量数据在两者之间精准快速的传输并在PC端显示验证结果。通过C语言编写DSP片内算法计算程序并对其进行优化以降低图像重建时间,最终实验以某发动机模拟件为实验对象,实验结果证实了方案的可行性。 展开更多
关键词 DSP art算法 SDRAM 图像重建 PC
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基于多水平系统的锥束ART算法
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作者 乔佳亮 王明泉 韩得水 《电视技术》 北大核心 2013年第13期35-37,共3页
代数重建技术(ART)是X-射线CT图像重建的一种重要迭代算法,投影的访问顺序对其收敛速度有重要影响。1994年,Guan和Gordon提出了多水平访问系统(MLS),该系统在投影数为2的整数次幂时效果最好。针对MLS仅适用于[0,π)上的均匀投影的问题,... 代数重建技术(ART)是X-射线CT图像重建的一种重要迭代算法,投影的访问顺序对其收敛速度有重要影响。1994年,Guan和Gordon提出了多水平访问系统(MLS),该系统在投影数为2的整数次幂时效果最好。针对MLS仅适用于[0,π)上的均匀投影的问题,将MLS推广到[0,2π)上,在特定的投影数情形下,分析投影数特点,提出了三等分方法,该方法对对称投影访问顺序进行了改进。仿真实验结果表明,推广后的两系统下的锥束ART算法在迭代中收敛速度都要快于随机访问系统(RAS)和顺序访问系统(SAS)下的锥束ART算法。 展开更多
关键词 锥束art算法 CT图像重建 多水平访问系统 投影
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基于改进TV-ART的变电压CT重建算法
12
作者 李权 潘晋孝 《青岛科技大学学报(自然科学版)》 CAS 2015年第4期468-472,共5页
常规固定电压的CT重建,因成像系统动态范围受限,投影数据易出现过曝光和欠曝光共存现象,信息缺失,成像质量差,为此提出变电压CT重建。针对变电压CT中的不完全投影数据重建问题,提出了基于改进TV-ART的变电压CT重建算法。该算法在改进TV-... 常规固定电压的CT重建,因成像系统动态范围受限,投影数据易出现过曝光和欠曝光共存现象,信息缺失,成像质量差,为此提出变电压CT重建。针对变电压CT中的不完全投影数据重建问题,提出了基于改进TV-ART的变电压CT重建算法。该算法在改进TV-ART的基础上,依据灰度加权,把前一电压的重建图像作为初值应用到下一电压重建中,直至最高电压,实现有效投影信息的全部重建,完整地再现复杂结构件的内部结构信息。实验结果表明,跟直接利用传统TV-ART重建算法相比,本研究提出的算法不仅实现了变电压图像信息的完整重建,像素值也更加稳定。 展开更多
关键词 变电压CT重建 TV—art算法 灰度加权 有效投影
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Radar Imaging Based on Iterative Algorithms
13
作者 Qiangfu Zhao, Zhong Wang and Youan KeDept. of Electronic Eng., Beijing Institute of Technology, P.O.Box 327, Beijing 100081, China 《Journal of Systems Engineering and Electronics》 SCIE EI CSCD 1991年第2期91-99,共9页
It has long been realized that the problem of radar imaging is a special case of image reconstruction in which the data are incomplete and noisy. In other fields, iterative reconstruction algorithms have been used suc... It has long been realized that the problem of radar imaging is a special case of image reconstruction in which the data are incomplete and noisy. In other fields, iterative reconstruction algorithms have been used successfully to improve the image quality. This paper studies the application of iterative algorithms in radar imaging. A discrete model is first derived, and the iterative algorithms are then adapted to radar imaging. Although such algorithms are usually time consuming, this paper shows that, if the algorithms are appropriately simplified, it is possible to realize them even in real time. The efficiency of iterative algorithms is shown through computer simulations. 展开更多
关键词 Radar imaging Computerized tomography Discrete model Iterative reconstruction algorithm algebraic reconstruction technique.
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ART算法中几种加权因子模型的研究
14
作者 陈亮 《光学仪器》 2014年第2期142-146,共5页
ART(algebraic reconstruction technique)算法是一种适合于投影数据采集量比较少的情况的图像重建算法。利用其进行图像重建时的主要工作是计算加权因子,该计算方法严重影响图像重建的重建质量和重建速度。讨论、研究并仿真了加权因子... ART(algebraic reconstruction technique)算法是一种适合于投影数据采集量比较少的情况的图像重建算法。利用其进行图像重建时的主要工作是计算加权因子,该计算方法严重影响图像重建的重建质量和重建速度。讨论、研究并仿真了加权因子的三种计算模型,经比较分析最后得出了一种最优的重建模型。 展开更多
关键词 图像重建 代数重建算法 加权因子
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基于多域联合直达波估计的建筑布局层析成像方法 被引量:1
15
作者 李念 刘杰 +7 位作者 于君明 朱智豪 刘剑光 郭世盛 陈家辉 崔国龙 孔令讲 杨晓波 《雷达学报(中英文)》 北大核心 2025年第2期309-321,共13页
在进入陌生建筑物之前掌握其内部结构信息,能够为反恐作战、灾害救援、监视管控等多种应用提供支持,具有重要的现实意义和研究价值。为实现建筑布局结构信息获取,该文开展了基于多域联合直达波估计的建筑布局层析成像方法研究。首先,建... 在进入陌生建筑物之前掌握其内部结构信息,能够为反恐作战、灾害救援、监视管控等多种应用提供支持,具有重要的现实意义和研究价值。为实现建筑布局结构信息获取,该文开展了基于多域联合直达波估计的建筑布局层析成像方法研究。首先,建立了线性近似模型,实现了直达波信号传播时延与未知建筑布局图像之间的映射关系;在此模型基础上,分析了在层析成像模式下直达波信号与多径信号在快时间域、慢时间域与多普勒域中的分布特性,提出了一种基于多域联合的直达波估计算法,实现了多径干扰抑制与直达波信号精确估计;此外,提出了一种总变分约束的投影矩阵自适应修正代数重建算法,提升了有限数据下的建筑布局反演质量;最后,电磁仿真与实测实验结果证明了所提出的建筑布局层析成像方法的有效性,其重建结果的结构相似性指标分别可达到91.2%和81.7%,显著优于现有建筑布局层析成像方法。 展开更多
关键词 建筑布局层析成像 直达波估计 代数重建技术 总变分约束 投影矩阵自适应修正
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代数重建法中的一种快速投影系数计算方法 被引量:12
16
作者 张顺利 张定华 赵歆波 《计算机应用研究》 CSCD 北大核心 2007年第5期38-40,共3页
提出了一种快速投影系数计算方法。该方法只需通过简单的增量运算,即可确定射线穿过的网格编号并计算相交长度。实验结果表明该方法非常有效,与Siddon算法相比,重建速度提高了六倍多。
关键词 代数重建法 图像重建 投影系数 Siddon算法
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代数迭代算法进行CT图像重建的研究 被引量:16
17
作者 李志鹏 丛鹏 邬海峰 《核电子学与探测技术》 CAS CSCD 北大核心 2005年第2期184-186,共3页
对CT代数迭代重建算法(ART)进行了研究,讨论了射线数目对图像重建效果的影响,并采用平滑方法,改善了重建图像质量,加快了收敛速度,得出了效果满意的工业CT图像。
关键词 CT图像 重建图像 效果 art 平滑 研究 影响 工业CT 图像重建 迭代算法
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一种内存优化的代数重建算法及其快速实现 被引量:14
18
作者 秦中元 牟轩沁 +1 位作者 王平 蔡元龙 《电子学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2003年第9期1327-1329,共3页
本文提出一种在图像的代数重建算法 (ART)中能够有效地减少内存占用的快速实现方法 ,将直接ART方法中的每个投影每条射线的系数矩阵分解为射线矩阵和单条射线的系数矩阵 .射线矩阵保存每条射线的斜率和截距 ,系数矩阵在每次迭代之前计... 本文提出一种在图像的代数重建算法 (ART)中能够有效地减少内存占用的快速实现方法 ,将直接ART方法中的每个投影每条射线的系数矩阵分解为射线矩阵和单条射线的系数矩阵 .射线矩阵保存每条射线的斜率和截距 ,系数矩阵在每次迭代之前计算得到 ,考虑到同一投影角下每条射线的相关性 ,系数矩阵可以递推计算 ,从而极大地节省了时间 .实验选用Shepp logan模型 。 展开更多
关键词 代数重建算法 图像重建 内存优化 递推算法
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基于代数重构技术的对流层水汽层析 被引量:14
19
作者 王维 王解先 《计算机应用》 CSCD 北大核心 2011年第11期3149-3151,3156,共4页
以上海地区GPS综合应用网为研究对象,研究了代数重构技术中的代数重构算法(ART)、乘法代数重构算法(MART)和联合迭代重构算法(SIRT)的理论,以及3种算法用于对流层水汽层析解算的可行性,并采用模拟仿真的方法进行实验讨论其有效性。通过... 以上海地区GPS综合应用网为研究对象,研究了代数重构技术中的代数重构算法(ART)、乘法代数重构算法(MART)和联合迭代重构算法(SIRT)的理论,以及3种算法用于对流层水汽层析解算的可行性,并采用模拟仿真的方法进行实验讨论其有效性。通过模拟仿真实验发现,3种重构算法能够应用于对流层水汽的三维层析,收敛较快,结果比较可靠,能够给出水汽密度的空间分布以及垂直轮廓线,同时给出了松弛因子的合理取值范围,水汽密度初值的选取方法。 展开更多
关键词 层析 代数重构算法 乘法代数重构算法 联合迭代重构算法 迭代
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基于三投影方向的层析重建分析 被引量:6
20
作者 周文静 徐强胜 于瀛洁 《光子学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2010年第7期1257-1262,共6页
针对传统的层析方法中,投影方向多、系统复杂等特点,提出了基于三个投影方向的层析重建方法.论文选取适用于少投影方向的代数迭代重建算法,采用参量修正方法,能较好的提高重建准确度和抑制椒盐噪音.同时对影响重建图像质量和速度的迭代... 针对传统的层析方法中,投影方向多、系统复杂等特点,提出了基于三个投影方向的层析重建方法.论文选取适用于少投影方向的代数迭代重建算法,采用参量修正方法,能较好的提高重建准确度和抑制椒盐噪音.同时对影响重建图像质量和速度的迭代次数、不同原图像结构对重建图像质量的影响进行了分析,给出了相应分析模拟结果.结果表明,迭代300次后,重建结果基本稳定.同时对于具有轴对称结构物体,三个方向投影数据能够较好地实现三维层析重建.分析结果为后期开展的基于单幅层析全息图的三维层析重建实验研究提供了理论依据. 展开更多
关键词 三维层析重建 代数迭代法 三投影方向
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