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Méthode de reconstruction adaptive en tomographie par rayons X : optimisation sur architectures parallèles de type GPU
| Content Provider | Semantic Scholar |
|---|---|
| Author | Quinto, Michele Arcangelo |
| Copyright Year | 2013 |
| Abstract | La reconstruction tomographique a partir de donnees de projections est un probleme inverse largement utilise en imagerie medicale et de facon plus modeste pour le controle nondestructif. Avec un nombre suffisant de projections, les algorithmes analytiques permettentdes reconstructions rapides et precises. Toutefois, dans le cas d'un faible nombre de vues(imagerie faible dose) et/ou d'angle limite (contraintes specifiques liees a l'installation), lesdonnees disponibles pour l'inversion ne sont pas completes, le mauvais conditionnementdu probleme s'accentue, et les resultats montrent des artefacts importants. Pour aborderces situations, une approche alternative consiste a discretiser le probleme de reconstruction,et a utiliser des algorithmes iteratifs ou une formulation statistique du probleme afinde calculer une estimation de l'objet inconnu. Ces methodes sont classiquement basees surune discretisation du volume en un ensemble de voxels, et fournissent des cartes 3D de ladensite de l'objet etudie. Les temps de calcul et la ressource memoire de ces methodesiteratives sont leurs principaux points faibles. Par ailleurs, quelle que soit l'application, lesvolumes sont ensuite segmentes pour une analyse quantitative. Devant le large eventaild'outils de segmentation existant, bases sur differentes interpretations des contours et defonctionnelles a minimiser, les choix sont multiples et les resultats en dependent.Ce travail de these presente une nouvelle approche de reconstruction simultanee ala segmentation des differents materiaux qui composent le volume. Le processus dereconstruction n'est plus base sur une grille reguliere de pixels (resp. voxels), mais sur unmaillage compose de triangles (resp. tetraedres) non reguliers qui s'adaptent a la formede l'objet. Apres une phase d'initialisation, la methode se decompose en trois etapesprincipales que sont la reconstruction, la segmentation et l'adaptation du maillage, quialternent de facon iterative jusqu'a convergence. Des algorithmes iteratifs de reconstructioncommunement utilises avec une representation conventionnelle de l'image ont eteadaptes et optimises pour etre executes sur des grilles irregulieres composees d'elementstriangulaires ou tetraedriques. Pour l'etape de segmentation, deux methodes basees surune approche parametrique (snake) et l'autre sur une approche geometrique (level set)ont ete mises en oeuvre afin de considerer des objets de differentes natures (mono- etmulti- materiaux). L'adaptation du maillage au contenu de l'image estimee est basee surles contours segmentes precedemment, pour affiner la maille au niveau des details del'objet et la rendre plus grossiere dans les zones contenant peu d'information. En finde processus, le resultat est une image classique de reconstruction tomographique enniveaux de gris, mais dont la representation par un maillage adapte au contenu proposeidirectement une segmentation associee. Les resultats montrent que la partie adaptative dela methode permet de representer efficacement les objets et conduit a diminuer drastiquementla memoire necessaire au stockage. Dans ce contexte, une version 2D du calcul desoperateurs de reconstruction sur une architecture parallele type GPU montre la faisabilitedu processus dans son ensemble. Une version optimisee des operateurs 3D permet descalculs encore plus efficaces. |
| File Format | PDF HTM / HTML |
| Alternate Webpage(s) | https://tel.archives-ouvertes.fr/tel-01564983/document |
| Alternate Webpage(s) | https://tel.archives-ouvertes.fr/tel-01145647/document |
| Language | English |
| Access Restriction | Open |
| Content Type | Text |
| Resource Type | Article |
