Модифицированный алгоритм трассировки лучей посредством линейной интерполяции времени прохождения

Аннотация

Трассировка лучей - ключевая технология компьютерной томографии, решающим образом определяющая ее точность в целом. Алгоритм линейной интерполяции времени прохождения (ЛИВ) является более быстрым и точным в сравнении с другими традиционными методами при вычислениях времени прохождения и путей трассировки лучей, но он имеет недостатки: формула для определения положения узлов интерполяции имеет ограничения, и не все возможные направления лучей рассматриваются при расчетах минимального времени прохождения и лучевых траекторий. Предложен способ улучшения формулы расчета узлов интерполяции, основанный на использовании оригинального алгоритма, а также метод ненаправленного сканирования для расчета минимального времени прохождения всех узлов сетки при выполнении прямого преобразования. В переходных точках изменений скорости для повышения точности трассировки лучей добавлены узлы интерполяции. Метод ненаправленного сканирования использован для построения лучевых траекторий при выполнении обратного преобразования. Результаты численного моделирования показывают, что модифицированный алгоритм обладает повышенной точностью при вычислениях минимального времени прохождения и лучевых траекторий, поэтому может лучше адаптироваться к сложной среде по сравнению с традиционным алгоритмом ЛИВ.