Analyse der Bildrekonstruktion auf Basis von irregulären Gittern für die Untersuchung von Mehrphasenströmungen mittels ultraschneller Röntgen-Computertomographie


Analyse der Bildrekonstruktion auf Basis von irregulären Gittern für die Untersuchung von Mehrphasenströmungen mittels ultraschneller Röntgen-Computertomographie

Pfahl, A.

Hauptbestandteil dieser Arbeit ist die ausführliche Evaluation der computertomographischen Bildgebung auf diversen irregulären Gitterstrukturen. Obwohl das derzeitige Standardverfahren der Bildrekonstruktion, die gefilterte Rückprojektion auf regulären Pixelgittern, sich im Besonderen für einen schnellen Bildgebungsprozess und die Verarbeitung großer Datenmengen eignet, so verfügen die resultierenden Bilder aufgrund der dabei notwendigen Interpolationsschritte über eine Bildqualität, die den Anforderungen in einigen Anwendungsgebieten nicht genügt. Aus diesem Grund rückt zur Vermeidung bzw. Reduzierung der Interpolationsfehler ein alternativer Lösungsansatz, basierend auf algebraischen Rekonstruktionstechniken, unter Einbezug der realen Geometrie des bildgebenden Systems, der dadurch bedingten maximal erreichbaren
Ortsauflösung sowie Vorwissen über das Untersuchungsobjekt mithilfe irregulärer Rekonstruktionsgitter in den Fokus.
Da die Erzeugung irregulärer Gitterstrukturen zumeist mit einem hohen Rechen- und Speicheraufwand verbunden ist, müssen effiziente Algorithmen erarbeitet und implementiert werden. Auch die aus den Gittern resultierenden stark unterbestimmten Gleichungssysteme, für die die üblicherweise zum Einsatz kommenden algebraischen Verfahren keine respektablen Lösungen hervorbringen, stellen eine Herausforderung dar. Daher müssen alternative Algorithmen betrachtet werden. Die Beurteilung der irregulären Gitter und somit des vom Standard abweichenden Konzeptes erfolgt schließlich anhand globaler und lokaler Bildgütekriterien und stets im Vergleich zur Rekonstruktion auf regulären Pixelgittern in der Hoffnung, eine signifikante Qualitätssteigerung in den rekonstruierten Bildern verzeichnen zu können.

Keywords: ultraschnell; Röntgen; Computertomographie; Bildrekonstruktion

  • Master thesis
    Universität zu Lübeck, 2018
    Mentor: Martina Bieberle, Thorsten M. Buzug
    73 Seiten

Permalink: https://www.hzdr.de/publications/Publ-27149
Publ.-Id: 27149