126
ГЛАВА 7
перпендикулярной прямой К, которая образует угол в с осью х (рис. 6.1).
Если р{ i, 0) — лучевая сумма, связанная с прямой L, то ясно, что
математическая идеализация алгоритма суммирования, о котором было
сказано в самом начале данного раздела, заключается в том, чтобы соп-
оставить проекционным данным р оценку реконструкции &'
Сначала рассмотрим основные возражения против использования такой
процедуры в качестве алгоритма реконструкции, а затем (разд. 7.2) рас-
смотрим реализацию такой процедуры по конечным данным, с которыми
приходится иметь дело на практике.
В разд. 6.2. было указано, что обратное преобразование Радона можно
выполнить при помощи четырех последовательных операций: дифференци-
рования, преобразования Гильберта, обратного проецирования и норми-
ровки. Использование для реконструкции только обратного проецирования
мало обосновано и, по всей вероятности, должно приводить к размазыва-
нию изображения. Для того чтобы понять, как возникает подобное разма-
зывание, рассмотрим следующие наглядные рассуждения.
Допустим, что мы получили ряд проекций объекта, состоящего из
единственной точки. Результатом реконструкции по этим проекциям мето-
дом суммирования будет объект в форме звезды с центром в начале коор-
динат (рис. 7.1). Давайте получим равномерно распределенные в про-
странстве проекции точки по всем направлениям. По мере увеличения числа
проекций реконструкция по этим проекциям начнет все больше прибли-
жаться к распределению плотности, пропорциональной 1/г, где
г — расстояние от данной точки. Это связано с тем, что предельный слу-
чай суперпозиции ряда равномерно распределенных в пространстве пря-
мых, имеющих общую точку, является эквивалентом вращения прямой во-
круг этой точки. Статистический вес каждой точки равномерно распределя-
ется при вращении на окружности длиной
2тгг.
Эти наглядные соображения указывают на то, что при любой реализа-
ции алгоритма обратного проецирования, вероятно, будет происходить
размазывание четких деталей на реконструированном изображении. Одна-
ко,
кроме этого, имеется еще одна, более фундаментальная физическая
причина того, почему использование только одного этого алгоритма не
может быть принято в реконструктивной томографии.
Для того чтобы понять эту причину, вспомним элементарную физику.
Сущность данной причины состоит в том, что величина, получаемая при
помощи алгоритма обратного проецирования, имеет ошибочную размер-
ность.
Относительное линейное ослабление рентгеновского излучения, по-
лучаемое в реконструктивной томографии, имеет размерность обратной
длины. Это означает, что величина относительного линейного ослабления
рентгеновского излучения обратно пропорциональна принятой единице
длины, например либо 0,192 см
-1
, либо 19,2 м
-1
. В противоположность
этому лучевые суммы, имеющие смысл вероятностей, являются безразмер-
ными. Результат суммирования лучевых сумм [или даже интегрирования
по углу, см. выражение (6.14)] также будет безразмерной величиной. По-