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Universität Freiburg - Institut für Informatik
Lehrstuhl für Mustererkennung und Bildverarbeitung (LMB)
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Ein Seminar der Arbeitsbereiche
Mustererkennung & Bildverarbeitung und Diagnostische Radiologie

Tomographie:
Grundlagen und Methoden zur Bildrekonstruktion aus Projektionen  (4 SWS)
 
 
Verantwortlich:          Prof. H. Burkhardt, 
                                    Prof. J. Hennig
 

Zeit:                             Mo 14:00 - 16:00
Raum:                          SR 02-017, Geb. 052 

Vorbesprechung
und Themenvergabe:   Mo  26.5.2003  14:15 Uhr 
                                     SR 02-017, Geb. 052 
 

 



 
 

 
 
 
 
 
 

Motivation & 
Zielsetzung 
Das Problem der Erzeugung von Bildern aus Projektionen ist in der Vergangenheit in Zusammenhang mit sehr vielfältigen Anwendungen aus der Medizin, Radio-Astronomie, Elektronen-Mikroskopie aber auch der Verfahrenstechnik, Anlagenüberwachung etc. eingehend behandelt worden. Insbesondere hat die Möglichkeit, hochqualitative Querschnittsbilder vom menschlichen Körper zu erhalten und die damit verbundenen Konsequenzen für Diagnose und folglich auch für Therapie das Interesse an tomographische Methoden in der Medizin während der 70er Jahre explosionsartig gesteigert und eine Revolution in der diagnostischen Radiologie eingeleitet, welche bis heute anhält. Es ist bezeichnend, dass der Nobelpreis für Medizin im Jahr 1979 auf Grund von Arbeiten auf dem Gebiet der Computer-Tomographie verliehen wurde. 

Im Rahmen des vorliegenden Seminars sollen zum einen die theoretischen Grundlagen der wichtigsten gängigen Methoden zur Rekonstruktion aus Projektionsdaten erarbeitet werden. Andererseits soll deren praktische Implementierung am Beispiel eines geeigneten, gemeinsamen Phantombildes das Verständnis vertiefen und ein Gespür für Möglichkeiten und Grenzen entwickeln.  Die Gegenüberstellung der verschiedenartigen Ansätze soll schließlich das Gesamtbild vervollständigen und die jeweiligen Vor- und Nachteile aufzeigen. 
 
Ablauf:
  • Am ersten und zweiten Seminartermin (16.06. und 23.06.  14:00 Uhr ct) werden von den Herren Canterakis und Speck einführende Vorträge zum Thema der Bildrekonstruktion aus Projektionen und der damit verbundenen mathematischen und methodischen Grundlagen gehalten. Im Anschluss an den Vortrag am 16.06. ist eine MRT-Besichtigung beim Klinikum geplant. 
  • Jeder Teilnehmer hat einen Seminarvortrag von etwa 45 min zu halten und eine schriftliche Ausarbeitung abzugeben. 
  • Jeder Teilnehmer hat eine kleine Rekonstruktionsaufgabe an einem  gemeinsamen Phantomobjekt zu realisieren. 
Hilfsmittel
  • Das oben abgebildete Phantomobjekt  wurde mittels Matlab erstellt und allen Teilnehmern zur Erprobung der behandelten Algorithmen zur Verfügung gestellt.
  • Matlab
  • Scilab
 Literatur
  1. G.T. Herman, "Image Reconstruction from Projections", Academic Press, 1980.
  2. A. Rosenfeld and A.C. Kak, "Digital Picture Processing", Vol. 1, chapter 8, Academic Press, 1982.
  3. R.N. Bracewell, "The Fourier Transform and Its Applications", McGraw-Hill, 1986.
  4. E.M. Haacke, R.W. Brown, M.R. Thompson and R. Venkatesan, "Magnetic Resonance Imaging - Physical Principles and Sequence Design", Wiley, 1999.
  5. C. Moonen and P. Bandettini (eds.), "Functional MRI", chapt. 26 - 28, Springer, 1999.
  6. H. Fischer, "Analyse und Visualisierung dynamischer kernspintomographischer Bildserien" (Dissertation)
  7. C. Oesterle, "Weiterentwicklung zweier effizienter Verfahren zur Messung schneller MR-Bildserien (Dissertation)
  8. MRT-Grundlagenkurse unter: http://www.ismrm.org/mr_sites.htm
  9. MATLAB-Seiten unter: http://www.mathworks.com/access/helpdesk/help/toolbox/images/images.shtml
  10. MR-Introduction von O. Speck

 
 
 
Termin / Teilnehmer Seminarthema

Mo. 07.07.03, 14:15

Uwe Zeisberger
Quadratische Optimierungsmethoden in der CT

Literatur: 
1. chapt. 6, 7, 11, 12, 16
2.
 

Mo. 07.07.03, 15:00 
 

Anselm Vossen
Fourierrekonstruktionsmethoden/
Mathematik und Wirklichkeit

Literatur:
1. chapt. 6, 7, 9, 16
2.
3.
4. chapt. 11, 12
 

Mo. 21.07.03, 14:15
 

Enugala R. Reddy
 
Zeitreihenanalyse: 
Daten- und modellgetriebene Ansätze

Literatur: 
5.
6.
 

Mo. 21.07.03, 15:00

Armin Staudenmaier
 

 
Bildrekonstruktion aus unvollständigen Daten

Literatur:
4. chapt. 13, 14
7. 
Do. 24.07.03, 16:15
Raum 01-033, Geb. 052

Volker Poplawski
Die Faltungsmethode in der CT

Literatur:
1. chapt. 6, 7, 8, 16
2.
3.
 

Do. 24.07.03, 17:00
Raum 01-033, Geb. 052

Kamani V. Krishnaiah
Algebraische Rekonstruktionstechniken 

Literatur: 
1. chapt. 6, 7, 11, 16
2.

 
 


 
Nikos Canterakis

Zuletzt aktualisiert am 26. Juni 2003, 18:00