医学影像系统实验PART II部分报告专业：生物医学工程*名：**学号：U*********班级：1002班邮箱：****************指导老师：张日欣(老师)完成时间：2013年6月23号实验一CT投影数据采集、反投影重建实验一、实验目的：1. 用Matlab实现模拟CT投影数据采集、反投影重建；2. 掌握反投影重建的方法步骤；3. 掌握Matlab进行模拟CT图像重建方法。
二、实验器材与设备：计算机或图形工作站、Matlab 6.5软件。
三、实验方法与步骤：(1)Matlab的Image processing工具箱中有radon、iradon和fanbeam、ifanbeam两组函数，可以分别进行对图像和体模的投影数据采集和反投影重建。
•其中radon、iradon是对对象进行平行直线束投影重建。
•Fanbeam、ifanbeam是进行扇型束投影重建，函数提供多种参数选择，如：图像和体模的灰阶，投影角度间隔，重建图像的矩阵等。
(2)本实验采用matlab 7.0版进行实验操作，选取shepp-logan图像，进行两种投影实验，获得投影数据图像和重建图像。
函数的具体功能可参看相关M文件。
四、实验要求：1．注释实验中各步骤命令。
2．记录获得的各步影像，分析函数所用的重建方法。
3．观察投影数据和重建图线，比较重建效果和伪影对图像的影响。
4．在实验各步骤中尝试选用其他参数，比较实验结果(如何提高投影和重建图像的精度)。
5．选用shepp_logan体模或自己采集一幅CT图像，进行实验。
五、实验结果显示及其分析：在m文件中输入如下程序代码：(对对象进行平行直线束投影重建)clear %清楚工作空间的所有原有变量P=phantom('Modified Shepp-Logan',256);%使用函数得到修改后的体模图像imshow(P);%显示体模图像title('Shepp-Logan体模图像');%对图像进行主题标明imwrite(P,'C:\MATLAB7\work\shepp-logan.png');%将体模图像写入到自定义的路径文件夹里进行保存%对对象进行平行直线束投影重建%CT=imread('shepp-logan.png');%读入一个图像扩展名为shepp-logan.png的图像，并将其图像矩阵赋给变量CTfigure;imshow(CT);%显示该CT图像title('CT-Shepp-Logan体模图像');%对图像进行主题标明thetal1=0:10:170;%定义一个thetal角度变量，其范围为0-170度，步长为10度thetal2=0:5:170;%定义一个theta2角度变量，其范围为0-170度，步长为5度[R1,Xp1]=radon(CT,thetal1);%对该CT图像进行rason变换，得到投影数据1[R2,Xp2]=radon(CT,thetal2);%对该CT图像进行rason变换，得到投影数据2Num_angles_R1=size(R1,2);%取矩阵R1的列数Num_angles_R2=size(R2,2);%取矩阵R2的列数N_R1=size(R1,1);%取矩阵R1的行数N_R2=size(R2,1);%取矩阵R2的行数Output_size=max(size(CT));%取CT图像矩阵中行数与列数两者的最大值figure;imagesc(thetal1,Xp1,R1);%显示该投影数据图像1title('用平行直线束投影所得到的投影数据图像1(thetal1=0:10:170)');%对图像进行主题标明figure;imagesc(thetal2,Xp2,R2);%显示该投影数据图像2title('用平行直线束投影所得到的投影数据图像2(thetal2=0:5:170)');%对图像进行主题标明Dthetal1=thetal1(2)-thetal1(1);%定义反变换1的步长Dthetal2=thetal2(2)-thetal2(1);%定义反变换2的步长I1=iradon(R1,Dthetal1,Output_size);%对图像数据1进行radon反变换I2=iradon(R2,Dthetal2,Output_size);%对图像数据2进行radon反变换figure;imshow(uint8(I1));%显示重建后的图像1title('用平行直线束投影所重建的图像1(thetal1=0:10:170)');%对图像进行主题标明figure;imshow(uint8(I2));%显示重建后的图像2title('用平行直线束投影所重建的图像2(thetal1=0:5:170)');%对图像进行主题标明%对对象进行扇型束投影重建%D=285;%将D赋值为285，表示从扇束顶点到旋转中心的像素dsensor1=0.5;%正实数指定扇束传感器的间距为0.5dsensor2=1;%正实数指定扇束传感器的间距为1dsensor3=2;%正实数指定扇束传感器的间距为2F1=fanbeam(CT,D,'FanSensorSpacing',dsensor1);%对CT图像进行fanbeam变换，得到投影数据1F2=fanbeam(CT,D,'FanSensorSpacing',dsensor2);%对CT图像进行fanbeam变换，得到投影数据2F3=fanbeam(CT,D,'FanSensorSpacing',dsensor3);%对CT图像进行fanbeam变换，得到投影数据3[F1,sensor_pos1,fan_rot_angles1]=fanbeam(CT,D,'FanSensorSpacing',dsensor1);%对CT图像进行fanbeam变换，并得到扇束传感器的位置sensor_pos1和旋转角度fan_rot_angles1[F2,sensor_pos2,fan_rot_angles2]=fanbeam(CT,D,'FanSensorSpacing',dsensor2);%对CT图像进行fanbeam变换，并得到扇束传感器的位置sensor_pos2和旋转角度fan_rot_angles2[F3,sensor_pos3,fan_rot_angles3]=fanbeam(CT,D,'FanSensorSpacing',dsensor3);%对CT图像进行fanbeam变换，并得到扇束传感器的位置sensor_pos3和旋转角度fan_rot_angles3 figure;imagesc(fan_rot_angles1,sensor_pos1,F1);%根据计算出的位置和角度展示F1的图像colormap(hot);%设置色图为hotcolorbar;%显示色栏xlabel('Fan Rotation angle(degress)');%标注x轴ylabel('Fan Sensor Position(deress)');%标注y轴title('用扇型束投影所得到的投影数据图像1(dsensor1=0.5)');%对图像进行主题标明figure;imagesc(fan_rot_angles2,sensor_pos2,F2);%根据计算出的位置和角度展示F2的图像colormap(hot);%设置色图为hotcolorbar;%显示色栏xlabel('Fan Rotation angle(degress)');%标注x轴ylabel('Fan Sensor Position(deress)');%标注y轴title('用扇型束投影所得到的投影数据图像2(dsensor1=1)');%对图像进行主题标明figure;imagesc(fan_rot_angles3,sensor_pos3,F3);%根据计算出的位置和角度展示F3的图像colormap(hot);%设置色图为hotcolorbar;%显示色栏xlabel('Fan Rotation angle(degress)');%标注x轴ylabel('Fan Sensor Position(deress)');%标注xy轴title('用扇型束投影所得到的投影数据图像3(dsensor1=2)');%对图像进行主题标明output_size=max(size(CT));%得到图像CT维数的最大值，并赋值给变量output_size Ifan1=ifanbeam(F1,D,'FanSensorSpacing',dsensor1,'Outputsize',output_size);%根据扇束投影数据F1及D,desensor1重建图像1Ifan2=ifanbeam(F2,D,'FanSensorSpacing',dsensor2,'Outputsize',output_size);%根据扇束投影数据F2及D,desensor2重建图像2Ifan3=ifanbeam(F3,D,'FanSensorSpacing',dsensor3,'Outputsize',output_size);%根据扇束投影数据F3及D,desensor3重建图像3figure;imshow(uint8(Ifan1));%显示重建图像1title('用扇型束投影所重建的图像1(dsensor1=0.5)');%对图像进行主题标明figure;imshow(uint8(Ifan2));%显示重建图像2title('用扇型束投影所重建的图像2(dsensor1=1)');%对图像进行主题标明figure;imshow(uint8(Ifan3));%显示重建图像3title('用扇型束投影所重建的图像3(dsensor1=2)');%对图像进行主题标明(1)见上述代码，均已做了注释。
