A diszkrét tomográfia új irányzatai és alkalmazása a neutron radiográfiában = New directions in discrete tomography and its application in neutron radiography

A projekt során alapvetően a diszkrét tomográfia alábbi területein végeztük eredményes kutatásokat: rekonstrukcó legyezőnyaláb-vetületekből; geometriai tulajdonságokon alapuló rekonsrukciós és egyértelműségi eredmények kiterjeszthetőségének vizsgálata; újfajta geometriai jellemzők bevezetése; egzisztenica, unicitás és rekonstrukció vizsgálata abszorpciós vetületek esetén; 2D és 3D rekonstrukciós algoritmusok fejlesztése neutron tomográfiás alkalmazásokhoz; bináris rekonstrukciós algoritmusok tesztelése, benchmark halmazok és kiértékelések; a rekonstruálandó kép geometriai és egyéb strukturális információinak kinyerése közvetlenül a vetületekből. A kidolgozott eljárásaink egy részét az általunk fejlesztett DIRECT elnevezésű diszkrét tomográfiai keretrendszerben implementáltuk, így lehetőség nyílt az ismertetett eljárások tesztelésére és a különböző megközelítések hatékonyságának összevetésére is. Kutatási eredményeinket több, mint 40 nemzetközi tudományos közleményben jelentettük meg, a projekt futamideje alatt két résztvevő kutató is doktori fokozatot szerzett a kutatási témából. A projekt során több olyan kutatási irányvonalat fedtünk fel, ahol elképzeléseink szerint további jelentős elméleti eredményeket lehet elérni, és ezzel egyidőben a gyakorlat számára is új jellegű és hatékonyabb diszkrét képalkotó eljárások tervezhetők és kivitelezhetők. | In the project entitled ""New Directions in Discrete Tomography and Its Applications in Neutron Radiography"" we did successful research mainly on the following topics on Discrete Tomography (DT): reconstruction from fan-beam projections; extension of uniqueness and reconstruction results of DT based on geometrical priors, introduction of new geometrical properties to facilitate the reconstruction; uniqueness and reconstruction in case of absorbed projections; 2D and 3D reconstruction algorithms for applications in neutron tomography; testing binary reconstruction algorithms, developing benchmark sets and evaluations; exploiting structural features of images from their projections. As a part of the project we implemented some of our reconstruction methods in the DIRECT framework (also developed at our department), thus making it possible to test and compare our algorithms. We published more than 40 articles in international conference proceedings and journals. Two of our project members obtained PhD degree during the period of the project (mostly based on their contributions to the work). We also discovered several research areas where further work can yield important theoretical results as well as more effective discrete reconstruction methods for the applications

A benchmark set for the reconstruction of hv-convex discrete sets

AbstractIn this paper we summarize the most important generation methods developed for the subclasses of hv-convex discrete sets. We also present some new generation techniques to complement the former ones thus making it possible to design a complete benchmark set for testing the performance of reconstruction algorithms on the class of hv-convex discrete sets and its subclasses. By using this benchmark set the paper also collects several statistics on hv-convex discrete sets, which are of great importance in the analysis of algorithms for reconstructing such kinds of discrete sets

On the ambiguity of reconstructing hv-convex binary matrices with decomposable configurations

Reconstructing binary matrices from their row, column, diagonal, and antidiagonal sums (also called projections) plays a central role in discrete tomography. One of the main difficulties in this task is that in certain cases the projections do not uniquely determine the binary matrix. This can yield an extremely large number of (sometimes very different) solutions. This ambiguity can be reduced by having some prior knowledge about the matrix to be reconstructed. The main challenge here is to find classes of binary matrices where ambiguity is drastically reduced or even completely eliminated. The goal of this paper is to study the class of hv-convex matrices which have decomposable configurations from the viewpoint of ambiguity. First, we give a negative result in the case of three projections. Then, we present a heuristic for the reconstruction using four projections and analyze its performance in quality and running time