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CS TC 22 CT Basics Ricostruzione Immagine

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CS TC 22

CT Basics

Ricostruzione Immagine

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2

CT Basics

CT principle

preprocessing

CS TC 22

Come si ricostruisce un‘immagine?

Ricostruzione

Semplicemente sommando le varie proiezioni e ridistribuendo i vari valori di densità sull‘immagine

Questa processo è chiamato

„ Back Projection“.

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CT Basics

CT principle

preprocessing

CS TC 22

Proiezione

Per ricostruire una Immagine CT accettabile devono essere acquisite un numero sufficientemente alto di profili di attenuazione o proiezioni ( projections ) .

Una lettura ( readout) di tutti gli elementi detettori è chiamata proiezione.

Una scansione per una singola immagine CT richiede un numero elevato di proiezioni tra 800 e 1400.

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CT Basics

CT principle

preprocessing

CS TC 22

Ricostruzione

Acquisizione Dati

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CT Basics

CT principle

preprocessing

CS TC 22

Ricostruzione

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CT Basics

CT principle

preprocessing

CS TC 22

Back Projection senza convoluzione

E‘ necessario acquisire misure in tutte le direzioni, quanto meno per un angolo di 180° , e determinare molti punti dati di piccoli spazi per ogni proiezione.

Nella back projection ogni proiezione è sommata a tutti gli elementi dell‘immagine nella memoria dell‘elaboratore lungo la direzione in cui è stata acquisita .

Il contributo globale del segnale ha come conseguenza immagini non correttamente definite per strutture complesse .

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CT Basics

CT principle

preprocessing

CS TC 22

Ricostruzione

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CT Basics

CT principle

preprocessing

CS TC 22

Sequenza dei profili di

attenuazione

1. proiezione

Dati Grezzi Raw Data

tempo(proiezioni)

Profilo di attenuazione

(detector)

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CT Basics

CT principle

preprocessing

CS TC 22

2. proiezione

Dati Grezzi Raw Data

Sequenza dei profili di

attenuazione

tempo(proiezioni)

Profilo di attenuazione

(detector)

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CT Basics

CT principle

preprocessing

CS TC 22

tempo(proiezioni)

Rotazione Completa

CT raw data

Profilo di attenuazione

(detector)

Sequenza dei profili di

attenuazione

Dati Grezzi Raw Data

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CT Basics

CT principle

preprocessing

CS TC 22

Raw data CT image

Base Matematica:Radon (1917)

Practica:a) Metodo Fourier or

b) Backprojection filtrata

Ricostruzione Immagine

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CT Basics

CT principle

preprocessing

CS TC 22

Oggetto

Ricostruzione dell‘oggetto con

proiezioni 12348163264128

Buonaricostruzione,

ma non accurata...

Ricostruzione Immagine

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CT Basics

CT principle

preprocessing

CS TC 22

Ricostruzione Immagine No Convoluzione

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CT Basics

CT principle

preprocessing

CS TC 22

Back Projection con convoluzione

Consiste in una moltiplicazione punto per punto del profilo di attenuazione per il convolution kernel e nella somma dei valori ottenuti.

In sintesi questa rappresenta un filtro passa alto che genera un overshoot a un undershoot sui bordi dell‘oggetto.

Per segnali positivi viene generato un undershoot negativo .

La convoluzione offre la possibilità di influenzare le caratteristiche dell‘immagine mediante la scelta del convolution kernel, migliorando la risoluzione .

Per evitare questo problema ogni proiezione deve subire la convoluzione prima della back projection con una funzione matematica, il convolution kernel.

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CT Basics

CT principle

preprocessing

CS TC 22

Back Projection con convoluzione

Segnale Positivo

Undershoot

Segnale Negativo

Overshoot

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CT Basics

CT principle

preprocessing

CS TC 22

Kernel

Il profilo originale è moltiplicato per il convolution kernel

Differenti Kernel producono definizioni diverse dell‘immagine

Usando kernel di appiattimento „Smoothing“ si riduce il rumore dell‘immagine e si migliora la risoluzione a basso contrasto

Usando kernel di arricchimento „Edge Enhancing“ aumenta il rumore dell‘immagine e migliora la risoluzione ad alto contrasto

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CT Basics

CT principle

preprocessing

CS TC 22

Profilo di

Attenuazione del

cilindro

Profilo di

Attenuazione filtrato

Filtro:

convolution kernels

Ricostruzione Immagine

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CT Basics

CT principle

preprocessing

CS TC 22

Oggetto

Ricostruzione molto migliore ...

Ricostruzione dell‘oggetto

con proiezioni

12348163264128

Ricostruzione Immagine

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CT Basics

CT principle

preprocessing

CS TC 22

Ricostruzione Immagine Convoluzione

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CT Basics

CT principle

preprocessing

CS TC 22

Ricostruzione Immagine Convoluzione

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CT Basics

CT principle

preprocessing

CS TC 22

sharp kernel

smooth kernel

Kernel

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CT Basics

CT principle

preprocessing

CS TC 22

• Nitidezza

• Rumore

• Contrasto

Non indipendenti:

Immagine definita Più rumoreMeno rumore immagine piatta

Kernel

Kernel

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CS TC 22

CT Basics

Gli algoritmi „Edge-enhancing kernels“ (AH/AB 70-90) migliorano la risoluzione ad alto contrasto e danno un maggiore rumore di fondo (noise)

Kernel

Gli algoritmi „Smoothing kernels“ (AH/AB 10-60) migliorano la risoluzione a basso contrasto ed attenuano il rumore di fondo (noise)

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AB 50 AB 80

Kernel

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CS TC 22

CT Basics

Gli algoritmi „Edge-enhancing kernels“ (AH/AB 70-90) migliorano la risoluzione ad alto contrasto e danno un maggiore rumore di fondo (noise)

Gli algoritmi „Smoothing kernels“ (AH/AB 10-60) migliorano la risoluzione a basso contrasto ed attenuano il rumore di fondo (noise)

Kernel

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Kernel

AH30

AH50

AH70

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CT Basics

CT principle

preprocessing

CS TC 22


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