在此公开及请求保护的本发明，涉及的是以下共同指定的专利申请主题，因而这些专利申请公开的全部，在此合并引作为参考： 并此同时由Kwok C.Tam提交的申请号为_，发明名称为“将锥形束X射线投影数据变换为平面积分并再现物体三维CT图象用的方法和装置”〔RD-20039〕的专利申请，以及
并此同时由Kwok C.Tam提交的申请号为_，发明名称为“由不完全锥形束投影数据再现物体三维CT图象用的方法和装置”〔RD-19695〕的专利申请。
本发明总地涉及三维计算机X射线断层摄影术（CT），更确切地说，涉及采用并行处理，通过逆氡变换由锥形束投影数据再现物体三维图象用的方法和装置。
在传统的既为医学且为工业应用的CT中，采用的是扇形束的X射线和线性列阵的检测器。所获得的是二维图象。当数据组为完整的，而且象质也相当高时，只有物体的单一切片能被同时成象。在需要三维图象时，采用地是“切片堆叠”的方法。同时取得三维数据组的二维切片，本来就是缓慢而费时的。此外，在医学应用中，由于相邻的切片无法同时成象，所以会产生移动的赝象。而且，由于切片之间的距离通常都比X射线准直器的孔径要小，所以能利用的辐射剂量要比最佳剂量低，其结果是使身体的许多部位要被双重照射。
比较更新一些的基于所谓的锥形束几何结构基础上的方法，所采用的是二维列阵的检测器来替代线性列阵的检测器，以及锥形束的X射线源来替代扇形束的X射线源。整个物体随时都被锥形束的X射线源照射，因而锥形束扫描要比使用扇形束或平行束进行一个切片一个切片地扫描要快得多。而且，由于物体中的每个“点”是靠X射线以三维而不是二维的方式进行观察的，故所达到的对比度要比使用传统的二维X射线CT可能达到的高得多。为了获得锥形束投影数据，最好对物体在360°角度范围内进行扫描，或者通过让X射线源在适当的扫描轨道（例如围绕着该物体的圆形轨道）上运动，同时保持此二维列阵检测器相对此X射线源固定不动;或者通过转动该物体，同时又让X射线源和检测器保持不动。在两种情况下，都是靠X射线源和物体之间的相对运动来实现扫描的。
然而，与由扇形束投影数据再现二维图象形成鲜明对比的是，当三维图象是由锥形束投影数据再现时，图象的再现变得复杂化，而且需要大量的计算。因此，众所周知，二维CT图象再现中的计算量为N3次。因此，不论是在N个垂直平面还是N个水平平面上作为“切片堆叠”方法进行二维图象再现，所需要的计算量则为N×N3＝N4次。与此相比，作为以下简短描述的传统三维氡逆变，所需要的计算量为N5次。
因而，就广义上来说，大多数X射线CT中的图象再现过程，都是基于氡逆变过程基础上的，其中的物体图象是由物体的氡变换总额再现的。二维物体的氡变换，是由对贯穿该物体的各条线上物体密度积分构成的。三维物体的氡变换，是由平面积分构成的。然而锥形束数据是不能和通过逆氡变换再现图象直接兼容的，它需要使用物体的平面积分作为输入。所以，通过逆变由锥形束扫描数据再现出图象，一般要包括两个步骤，即（1）将锥形束数据变换为平面积分，以及（2）在平面积分上完成逆氡变换，以获得图象。本发明主要致力于包括并行处理而完成平面积分的逆氡变换，以便再现被扫描物体图象的快速方法和装置。
更准确地说，由锥形束投影数据进行三维图象再现的已有技术包括的方法，可以大致划分为两种类型。第一种类型可被看作“切片堆叠”方法的变种。其中一个例子是在Richard A.Robb，Arnold H.Lent，Barry K.Gilbert及Aloysius Chu，描述的系统中，“动态空间再现装置”，J.Med.Syst.，4卷，NO.2，第253-288页（1980）。此动态空间再现装置，是在同步扫描系统中使用了28个X射线源和28个X射线成象系统来同时获得数据，以便使用传统二维再现算法进行连续的“切片堆叠”再现。所以，要将锥形束数据当作似乎是由许多水平平面上的扇形束数据构成的那样来进行处理。然而这种方法只对每个X射线源的中平面能提供正确象。在其余平面上的结果就是近似的，而且离开每一中平面愈远，近似的程度愈差。也还可以注意到Robb等人涉及的使用“高速并行处理技术”用于再现计算。在L.A.Feldkamp，L.C.Davis和J.W.Kress的“实际锥形束算法”（参见J.Opt.Soc.Am.A.，1卷，NO.6，第612-619页，1984，6.）以及S.Webb，J.Sutcliffe，L.Burkinshaw和A.Horsman的“由实验取得的锥形束投影进行层析X射线摄影再现”（参见IEEE Trans.Med.Imag.，MI-6卷，第67页，1987）文章中公开过某些方法，试图通过在替代水平切片的倾斜切片上进行再现来改善这种近似性。
第二种类型可被看作真实的三维图象再现。这种真实的三维图象再现，可被当作代数再现技术（Algcbra Reconstruction Technique）中的迭代来完成，或者通过被看作直接计算的反演来完成。
例如，用来由物体的投影再现物体象的代数再现技术，就是一个迭代过程，是使用X射线总和来矫正在每次迭代时被再现图象的每个体积元。代数再现技术最初公开在Richard Gordon，Robert Bender及Gabor T.Herman的“用于三维电子显微术和X射线摄影术的代数再现技术”一文中，参见J.Theor.Biol.，29，第471-481页（1970）。附加在三维锥形束几何结构方面的代数再现技术的扩展，在M.Schlindwein的“由双锥形束投影进行迭代三维再现”一文中进行过描述，参见IEEE Trans，Nucl.Sci.，NS-25卷，NO.5，第1135-1143页（1978，10）。一般说来，代数再现技术的缺点是需要大量的计算时间。
各种反演或者直接计算方法的实例，公开在以下文章中：Gerald N.Minerbo的“由锥形束投影数据进行卷积再现”，IEEE Trans，Nucl.Sci.，NS-26卷，NO.2，第2682-2684页（1979，4）;Heang K.Tuy的“用于锥形束再现的反演公式”，SIAM J.Math.，43卷，NO.3，第546-552页（1983，6），以及Bruce D.Smith的“由锥形束投影再现图象：必要和充分的条件以及再现方法”，IEEE Trans.Med.Imag.，MI-44卷，第1425（1985，3）。在反演方法中，物体是靠在一系列复杂步骤中的锥形束数据反演进行再现的。尤其该步骤可以包括：（1）在每一种X射线源位置下计算出三维场;（2）计算此三维场的三维付里叶变换;（3）进行数值微分，以及（4）进行三维回填投影。这些步骤难以按照准确方式进行，而且也非常费时。
因此，本发明的目的在于提供由锥形束投影数据及由平面积分，再现三维图象用的有效方法和装置。
本发明的另一个目的，在于提供采用并行处理结构、使用许多小处理器快速再现三维图象用的方法和装置。
本发明的再一个目的是提供三维图象再现用的方法和装置，它能提供精确而非近似的再现，而且还包括能使计算量减少。
本发明还有另一个目的是提供三维图象再现用的方法和装置，它包括具有能将数据减少，以使三维图象的区域可以有选择地进行处理或放弃的能力，从而消除了对无用数据的处理。
本发明的相关目的，在于提供对于工业目标探伤用的方法和装置，从而在对数据进行有选择地处理之前，能够有效地识别感兴趣的区域，以使相应的三维图象区域能够再现出来。
简单说来，根据本发明的总体方面，一种由锥形束投影数据再现物体三维图象用的方法，包括由锥形束投影数据确定氡空间中对包含参考轴的多个平面的平面积分的预备步骤，例如对多个垂直平面的平面积分，其中每个垂直平面均包含垂直轴。该方法包括两个辅助步骤，其中每个都包括在多个平面内组成的平面积分上进行运算以产生物体三维图象的传统二维CT再现过程。非常简单，步骤1包括在许多垂直平面上的二维CT图象再现，其中每个平面都包含垂直轴。步骤2包括在许多水平平面上的二维CT图象再现。
根据本发明的另一个总体方面，它适用于平面积分作为由成象介质（agent）得到的检测信号中的解已被求出的场合，例如在核磁共振（MRI）成象的情况下，此平面积分产生在多个包含参考轴的平面上，例如包含垂直轴的多个垂直平面。前面称之为两个步骤的方法可以采用，其中每个步骤都包括如传统的滤波后回填投影之类的二维CT再现过程，用来再现物体的三维图象。
在锥形束投影数据的情况下，通过对于检测器平面上一些直线上的检测器读数进行积分，可以得到数据组p（s，），它表示物体f（x，y，z）在垂直于方向且距原点为S处的平面上的平面积分。这种方法已在上述Minerbo 1979年的文章中进行过描述。然而对此预备性步骤来说，最好采用上述联案申请_〔RD-20039〕中公开的方法。
根据本发明更为具体的方面，由锥形束投影数据再现物体三维象的方法，包括初始步骤即：用来由锥形束投影数据求出氡空间中对包含参考轴的多个平面（例如在氡空间中包含垂直轴的多个垂直平面）的平面积分。
作为第一个后续的步骤（步骤1），在包含参考轴的每一个平面上，采用二维CT再现方法（例如滤波的回填投影）来计算物体在特定平面上的二维投影象。该方法最好包括采用按并联方式工作的多个二维CT再现处理器（例如滤波的回填投影处理器）来计算物体的二维投影象，而且每个二维CT再现处理器都以此平面总数的子集数工作。
作为第二个后续的步骤（步骤2），切片被定义在垂直于参考轴的平面内，例如与垂直轴垂直的水平切片，而且对于每一切片来说，物体的三维图象，是靠利用二维再现方法（例如滤波的回填投影），在该切片平面内二维投影图象值上计算该物体对于每一切片的二维图象来一个切片一个切片地再现的。该方法最好也包括采用多个二维CT再现处理器（例如滤波的回填投影处理器），按并联方式进行工作，以计算出该物体对于每一切片的二维图象。
根据本发明的另一方面，用来由成象介质（例如由MRI成象中）得到的检测信号确定的平面积分再现物体三维图象的方法，包括在氡空间中的多个平面上组织平面积分的最初步骤，其中每个平面都包含参考轴（例如垂直轴）。
此外，作为第一个后续的步骤（步骤1），在包含参考轴的每个平面上，二维CT再现方法（例如滤波的回填投影）被利用来计算该物体在特定平面上的二维投影象。该方法最好包括采用多个按并联方式工作的二维CT再现处理器（例如滤波的回填投影处理器）来计算物体的二维投影象，而且每个二维CT再现处理器都以平面总数的子集数工作。
此外，作为第二个后续步骤（步骤2），切片被定义在垂直于参考轴的平面内，例如与垂直轴垂直的水平切片，而且对于每一切片来说，物体的三维图象，是靠利用二维再现方法（例如滤波的回填投影），在该切片平面内二维投影图象值上计算该物体对于每一切片的二维图象来一个切片一个切片地再现的。该方法最好也包括采用多个二维CT再现处理器（例如滤波的回填投影处理器），按并联方式进行工作，以计算出该物体对于每一切片的二维图象。
根据本发明的另一方面，提供一种有效的方法，用来由锥形束投影数据进行探伤及使物体（特别是工业部件）的局部成象。按照本发明的这一方面，可由锥形束投影数据中，求出对于包含氡空间中参考轴（例如垂直轴）的多个平面的平面积分。在包含此参考轴的每一平面上，二维CT再现方法被利用来计算物体在特定平面上的二维投影象。最好采用多个并联工作的二维CT再现处理器（例如滤波的回填投影处理器）来计算出物体的二维投影象，而且每个二维CT再现处理器都以平面总数的子集数工作。
接下去，选择子集，例如2到5个二维投影象，并且在此子集上进行传统性图象处理，以便识别和探测任何感兴趣的区域，例如瑕疵、裂痕、空洞之类的存在。
最后，切片被限定在垂直参考轴的平面内而且对于跨越任何被识别的感兴趣区域的每一切片来说，二维再现方法利用的是切片平面内二维投影图象的值。最好采用按并联工作的多个二维CT再现处理器（例如滤波的回填投影处理器）来计算对于每一选定的切片的物体的二维图象。
根据本发明的另一方面，本发明提供一种并行处理装置，用来由锥形束投影数据再现出物体的三维图象。该装置包括多个二维CT再现处理器，例如传统的滤波的回填投影处理器。该装置还包括一些装置，如数字计算机，用来由锥形束投影数据计算出氡空间中对于包含参考轴（例如垂直轴）的多个平面的平面积分。还包括的装置有，用来将对于多个平面的平面积分分配给二维CT再现处理器，以使该二维CT再现处理器计算出在每一平面上的物体的二维投影象。因此，每个二维CT再现处理器都以平面总数的子集数工作。这种分配用的装置可以包括计算平面积分用的同一数字计算机的元件。
该装置还包括另外的装置，用来将包含参考轴的每一平面上的二维投影象在垂直该参考轴的平面上组织成切片。此装置同样可以包括计算平面积分用的数字计算机的元件。
最后，该装置包括用来将组织成切片的图象分配给二维CT再现处理器的装置，以使该二维CT再现处理器计算出物体对于每一切片的二维图象，从而作为切片的二维图象集合在一起，表示物体的三维图象。此二维CT再现处理器中的每一个，都以切片总数的子集数工作。此分配用的进一步的装置，同样可以包括为计算平面积分采用的同一处理器的元件。
如从下文中详细描述进一步明白的那样，本发明具有许多优点。一种优点是对于三维氡逆变的计算数量由传统三维氡逆变的N5次减少到N4次。并行处理和分割是固有的。因而数据和图象可以分割及分别处理。其结果是通过并联结构及只需少量处理器进行处理，可使再现被加快到数十、数百以至数千倍。使数据减少的能力也是固有的。其结果是可以有选择地处理或者放弃图象的某些区域，因而消除了多余的数据和不必要的处理。通过本发明，图象再现是分步骤实现的，所使用的是发展完善的现有二维CT滤波的回填投影方法。其结果是，实现本发明并不要求发展新的三维回填投影和滤波方法及硬件。
本发明的新特点在所附的权利要求书中具体提出，本发明的构成方式和内容，从以下结合附图所作的详细描述中将会更好地熟悉和理解，其中，
图1表示三维CT用的传统锥形束扫描几何结构;
图2a，2b，2c，2d，2e和2f为描绘氡变换法进行三维CT成象的图解;
图3为在给定点处物体的三维氡变换的表示;
图4表示在多个共轴垂直平面中的每一平面上二维投影图象的再现;
图5为三维物体在单一垂直平面上的二维投影图象的表示;
图6表示在每一水平平面上物体一个切片一个切片地再现;
图7表示物体水平切片在垂直平面上的投影;
图8表示在水平切片上投影数据的产生;
图9为根据本发明的装置方框图。
典型的采用锥形束几何构形的扫描及数据获得结构，表示在图1中。物体20位于锥形束X射线点状辐射源22和二维检测器列阵24之间的视场中，能够提供出锥形束的投影数据。旋转轴26则穿过该视场和物体20。为了分析的目的，中平面28可被定义为包含此X射线点源22并垂直于旋转轴26的平面。按照惯例，旋转轴26被称之为Z轴，而且旋转轴26与中平面28的交点取作坐标原点。如图所示，X和Y轴位于中平面28内。为了从多种角度位置对物体20进行扫描，源22应沿着位于中平面28内的圆形扫描轨道30相对此物体20及视场运动，同时让检测器24相对此源22保持固定。
因此，在图1的结构中，是在围绕物体的许多角度位置上，通过让X射线源和检测器沿着单一圆形扫描轨道30进行扫描（或者等效于让物体旋转，而源和检测器保持固定）来获得数据的。
正如前面指出过的那样，大多数X射线CT中的图象再现过程，都是基于氡逆变过程基础上的，其中的物体图象是由物体的氡变换总额再现的。图2a至2f以及图3，概括表示氡变换方法进行三维成象。
具体说来，物体本身是以其X射线衰减系数f（x，y，z）定义的（图2a）。测得的锥形束投影数据，于是就对应于该函数在辐射方向上的线积分X（θ）＝∫f（r，θ，z0）dr（图2b）。检测器数据的线性积分（又称之为检测器积分），是由∫X（θ）dθ＝∫∫f（r，θ，z0）dr dθ给出来的（图2c）。在平行束的情况下，这些检测器积分简单地等于物体的氡变换。然而在锥形束的情况下，氡变换代之以下式∫∫f（r，θ，z0）r dr dθ给出（图2d）。氡变换积分中的附加因子r，是由于从笛卡尔坐标变换为极坐标的坐标变换雅可比行列式产生的。如在图2e及2f中表示的那样，逆氡变换过程能从检测器积分中再现出三维CT图象。由于直接的逆氡变换要求以物体的平面积分作为输入，所以将锥形束的检测器积分变换成平面积分便可以采用。
如在图3中表示的那样，在点X0，Y0，Z0处物体的三维氡变换，是由X射线衰减系数在通过该点X0，Y0，Z0的平面（即垂直于原点至该点X0，Y0，Z0的直线的平面）上的面积积分给出的，并可表示为：
R（x0，y0，z0）＝∫∫f（x，y，z）da （1）
平面
对于二维氡变换来说，除了积分是对于线而不是对于面之外，情况是类似的。
此平面积分还可表示为：
（R（s,)=∫d3rδ(s-r·)f(r) （2）
其中＝（sinθcosφ，sinθsinφ，cosφ）是表征该平面法线的方向向量;s为该平面离原点的距离;而且f（r）为三维物体。
总之，R（s，）表示物体在法线为、距原点距离为s的平面上的积分密度。此平面积分R（s，）又被引作氡数据。
靠逆氡变换，可从其平面积分R再现出三维物体f（r）;逆氡变换可被表示为：
根据本发明的一个重要方面在于，以方程式（3）表示的逆氡变换，是经过两步过程实现的。步骤1包括下文中参照图4描述的在包含Z轴的许多垂直平面上的二维CT图象再现。步骤2包括下文中参照图6描述的在许多水平平面上的二维CT图象再现。
更具体地说，作为预备步骤的平面积分（或者至少是代表平面积分的值），是在氡空间中包含一个参考轴的多个平面上（例如在包含如图4中表示的垂直参考轴48的垂直平面40，42，44及46上）确定并形成的。在核磁共振（MRI）成象的情况或在图2e的平行束情况下，这种平面积分是直接从检测信号中获得的。在X射线锥形束投影数据的情况下，平面积分是由锥形束投影数据中计算出来的。如由上文Minerbo（1979）表示的那样，代表物体f（x，y，z）在一些垂直于方向的平面上的平面积分的数据p（s，），可从锥形束扫描数据中得到。此过程包括对检测器平面内全部直线上的检测器读数进行积分。如果X射线源能在两个垂直的圆上运动，那么数据组p（s，）就是完整的，即没有遗漏的数据。
然而用来确定平面积分的优选过程，公开在上述联案申请__〔RD-20039〕中。应被注意的是，上述申请_〔RD-20039〕应用的过程，实际上是确定氡空间中每一数据的径向导数，于是在此被称之为至少代表平面积分的值。尽管实际的氡数据可以通过在径向尺寸上积分来得到，然而这种积分会成为多余的步骤，因为下文中描述的二维CT再现过程可以直接对氡数据径向求导完成。
作为第一个后续步骤（步骤1），还表示在图4中，二维CT再现方法（例如但不局限滤波的回填投影），被利用来计算该物体在包含参考轴48的每个平面上的二维投影象（如象50），即在每个垂直平面（如平面40，42，44及46）上的二维投影象。步骤1的基础和意义举例如下：
在三维氡空间中设想任何一个包含原点的平面。为了不失去普遍性，令此平面为Y-Z平面，在图5中以平面52表示。在此平面上的任一数据点可由下式给出：
其中yz为在Y-Z平面上的单位向量;1yz为在Y-Z平面上垂直于yz的单位向量，而且函数g可由下式给出：
由于yz和1yz两者都是Y-Z平面上的单位向量，故为在Y-Z平面上的向量。因而方程式（5）可写作如下形式：
g（y，z）＝∫f（x，y，z）dx （6）
方程式（6）表明，函数g（y，z）就是函数f（x，y，z）在Y-Z平面52上的二维投影象54，如图5中所示。方程式（4）表明，数据R（s，yz）可被设想为经过syz点的投影象g（y，z）在垂直于yz的1yz方向上的线积分。换言之，落在Y-Z平面内的数据组R（s，）的子集R（s，yz），可被作为投影象g（y，z）的平行束投影数据进行处理。因此，在Y-Z平面上的投影象g（y，z），可由子集R（s，yz）在该平面上再现。由于Y-Z平面在这种分析中是任选的，故一般说来，在任何包含原点的平面上f（x，y，z）的二维投影象，可以由落在同一平面内的数据R（s，）的子集再现出来。
再一次参见图4，整个数据组R（s，）可以被包含z轴或参考轴48的一些垂直平面分割开。采用上述分析，在这些垂直平面中的每一平面上f（x，y，z）的二维投影象，都可由该平面上的数据组进行再现。
如在图4中能够看到的那样，在每一垂直平面上的氡数据，例如在代表性平面40上的数据点56，最好存在于极坐标中。这就便于CT图象的再现而不需内插步骤。
作为第二个后续步骤（步骤2），表示在图6中，切片被限定在垂直于参考轴48的平面内，即在水平平面（如平面58、60和62）上，而且二维CT再现方法（例如但不局限于滤波的回填投影），被利用来计算该物体对于每一切片的二维图象，是在该切片平面内二维投影图象（如图象64，66和68）值上完成的。该切片图象64，66和68合在一起，包括了一个切片一个切片的三维图象。作为步骤2的基础，说明如下：
取任何一个再现在垂直平面上的二维投影图象。为了不失去普遍性，再一次在Y-Z平面52上取投影象g（y，z），在图5及图7中以图象54表示。设想表示在图7中的线Z＝Z0处图象g（y，z）的一部分为线70。由于g（y，z）是f（x，y，z）沿X方向投影在Y-Z平面上的象，所以在线Z＝Z0处的g（y，z）的一部分，乃是在高度Z0处物体在水平平面内的切片沿X方向投影的象。将此自变量推广至其它垂直平面，在每一垂直平面上二维投影图象的一部分，代表物体的切片在恒定高度Z0下在垂直该平面方向上在水平平面上的投影。
于是Z＝Z0的平面，包含了所有在垂直平面上的二维投影图象的Z＝Z0线，如在图8中所示，因而它就包含了在高度Z0下物体切片在所有方向上的投影。因此物体的这个切片，便可从Z＝Z0平面上二维投影图象的值得到再现。按照这种方式进行，在各种Z水平线处的整个三维物体，便会如图6中表示的那样参照上面说明的步骤2一个切片一个切片地得到再现。
具体说来，如从图8中显见的那样，由于每一水平平面上的图象都是由水平平面与一组共轴的垂直平面的交线构成的，所以此图象存在在极坐标网中。而且，这就便于CT图象的再现而不要求一个内挣步骤。
值得注意的是，本发明能够有效地使用二维氡逆变方法进行三维氡变换。因此，传统的二维CT再现处理器，也可以被利用。例如，使用在通用电气公司（GE）CT扫描机中的简化三轴参考系（STAR）处理器，也可以被采用，它是一种特殊排列的处理器，用来做滤波的回填投影，以便再现二维图象。此外，计算效率也能够增加。如在上文中指出的那样，在二维CT图象再现中的计算量为N3次。所以，在平面（不是垂直平面就是水平平面）上进行二维图象再现，要求的计算量为N×N3＝N4次。由于根据本发明的两步再现均包括在N个平面上的二维图象再现，所以计算量仍为N4次。形成对比的是，在传统三维氡逆变中要求的计算量为N5次。
也还值得注意的是，并行处理和分割是在本发明的方法中固有的，并且不需以增加系统的存储要求方面的代价来实现。
因此，假定有M个并行处理器可用，而且图象再现包括N个垂直平面和N个水平平面，那么每个处理器被指定要处理每一步骤中在约为n≈N/M个平面上的再现。正如上面指示过的那样，这些处理器可以包括专门的阵列处理器，用来做滤波的回填投影以再现二维图象，例如使用在通用电气公司的CT扫描机中的简化三轴参考系处理器。
此外，根据本发明，物体的三维再现，本来就要被“分割”为在一组平面上（步骤1中的垂直平面以及步骤2中的水平平面）的二维图象再现，这些二维图象再现集中在一起，构成三维再现体。由于这些平面并不重叠（除了对于步骤1中所有垂直平面为共用的Z轴之外，但与每个垂直平面相比，它是一个非常小的区域），所以在每一处理器上的再现体中基本上没有重叠，在每一处理器运算的数据中没有重叠，而且再现在每一处理器上的图象中没有重叠。因此，每个处理器可以独立地工作，而并不特别涉及如数据共享、同步性之类的这些考虑。所以，并行结构可能是非常简单的。而且，由于在每个处理器上的再现体中基本上没有重叠，所以不会增加总系统中将要并行处理的存储器。换言之，并行处理不需要以增加系统存储器需求方面的代价来实现。这与X射线CT中在每个处理器中都需求大量存储器的其它并行处理结构形成鲜明对比。
作为在每个处理器中需要大量存储器的并行处理结构的具体例子，由于在滤波的回填投影中进行CT图象再现是一个重叠过程，所以本来就是并行的。一种也许是显而易见的让处理并行的方法，将把投影数据在许多处理器之间进行分配，其中每个处理器都滤波并回填投影它自己的那组投影数据。但是由于以每种观察角投影数据的回填投影总是覆盖整个再现区域，故在每个处理器上都需要有等于整个再现区域的存储规模。与此成对比，本发明避免了这种对存储器的需求。
本发明还能适用于高效探伤和分析，特别是用来对被加工部分进行探伤。如在上文参照图4及5指出的那样，按再现方法中步骤1再现在垂直平面上的图象，乃是此三维物体在垂直平面上的投影。换言之，它就是通常所说的数字荧光检查仪（DF）或数字X射线照相术（DR）的图象。这些在步骤1中得到的DF或DR的图象，导致进一步减少图象再现时间。这可以按下述办法去做：
（1）选择少量（譬如说2到5）这样再现的DF图象;
（2）对这些DF象进行图象处理，以标定感兴趣的区域，例如瑕疵、裂痕等的存在;
（3）按步骤2仅在对展成在此感兴趣区域的水平切片上进行图象再现。
举例来说，假定人们对探测和表征一个物体的内腔感兴趣。如果此内腔的高度为该物体总高度的很小份额，那么展成在此内腔的水平切片数，也应是展成在此整个物体的水平切片总数的很小份额。因而上述方法能给图象再现时间方面带来极大的节约。
在每一个并行处理器中，物体在水平平面上的切片，是由输入在同一平面上的线积分再现的。而且这些处理器是按并联工作的。
图9表示实施本发明的并行处理装置，概括以80表示。概括以82表示的典型扫描结构，采用的是上文参照图1描述的锥形束几何构形，而且数据获得系统84与扫描结构82相连。
在图9的扫描结构（如在图1中一样）82中，物体20是定位在锥形束X射线点源22和二维检测器列阵24之间的视场中的，由检测器24提供锥形束投影数据。当工作时，X射线光子透过该物体而被X射线检测器列阵24检测，并由数据获得系统（DAS）84记录。在由空气信号进行归一化处理并变换为负对数之后，此光子计数代表经过该物体的线积分。
因此，在图9的扫描结构82中，是在围绕物体20的许多角度位置上，通过让X射线源22和检测器24沿着单一圆形扫描轨道30进行扫描（或者等效于让物体20旋转，而X射线源22和检测器24保持不动）来获得数据的。然而也可以指出，按这种单一扫描收集到的数据组是不完全的，而且能够接受的或者不能容许的赝象（这要取决于具体的应用）会相应地被引入再现之中。
Smith在上述1985年的文章中曾经表明，如果在穿过研究中的物体的每一平面上都存在来自该X射线源扫描轨道上的点（假定检测器相对于X射线源锁定，并且大到足以扫描被检查的物体），那么锥形束数据组就是完整的。由Minerbo在上述1979年的文章以及由Tuy在上述1983年的文章中提出的构形（Smith指出能满足其数据完整性条件），采用的是彼此垂直的两个圆形X射线源扫描轨道。另外一种能获得数据完整性的扫描构形，被公开在共同转让的美国专利申请No.07/572，651中，是1990，8，27由Eberhard等人提交的，名称为“三维CT中为数据完整性用的方波锥形束扫描轨道”。
另一种办法是，替代这种获得完整的锥形束X射线数据组，可以采用上面提到的申请号为_〔RD-19695〕的发明，它可被利用来与本发明结合，所使用的是光学方式获得物体的边界信息，以便对于在使用步骤2进行处理之前由本发明中步骤1得到的二维投影象进行迭代校正。
再参见图9，此并行处理装置80，更具体地说包括以中央处理装置（CPU）86代表的计算机;按并联方式工作的以处理器88，90，92，94及96代表的多个专用的二维CT再现处理器;具有代表性的存储装置98（例如包括大容量存储器和随机存取存储器RAM），以及以显示器100表示的适合的输出装置。此二维CT再现处理器88，90，92，94和96，最好包括专用的列阵处理器，用来做滤波的回填投影以再现二维图象，例如在通用电气公司CT扫描机中使用的简化三轴参考系处理器。CPU 86的连接，用来接收来自数据获得系统84的代表物体的线积分，将数据分配给并且接收来自再现处理器88，90，92，94及96的数据，利用存储装置98，并为显示器100提供输出。
CPU 86预先可以操作，用来从输入的线积分中计算及检选出该物体对在氡空间中包含Z轴或参考轴48的预定的一组垂直平面上的面积分。正如前面指出过的那样，此平面积分可以通过对穿过检测器24上所有可能的直线求积分而计算出来。最好采用上述联案申请_〔RD-20039〕中提出的方法。
CPU 86随后被用来将对各种垂直平面的面积分分配给二维CT再现处理器，例如预定的用于处理相应平面的处理器88，90，92，94和96。在每个再现处理器中，投影在垂直平面上的物体的二维图象，可从对于同一平面的输入面积分中再现出来。这些处理器是按并联形式独立进行工作的，以使进行处理的时间大大减少，而且每个处理器只控制很少的一部分数据来产生二维图象。
然后将此二维投影象反馈给CPU 86，其作用在于将这些投影象组织成许多感兴趣的水平平面或切片。在每一水平平面上的象，均代表物体切片在所有方向上对同一平面的线积分。而且，由于在这些水平平面上的图象是由于水平平面与一组共轴的垂直平面相交而构成的，所以这些图象存在于极坐标中（图6及图8），因此可以直接作为CT图象再现的输入，并不需要经历内插。
接下去，CPU 86可以操作，用来将这些作为切片组织在水平平面上的图象，再一次分配给二维再现处理器，例如分配给指定用于处理相应平面的处理器88，90，92，94和96。在每一个再现处理器中，物体在水平平面上的切片，从输入到同一平面的线积分中得到再现。而且这些处理器是按并联方式工作的。这些切片合成在一起的二维图象，表示该物体的三维图象。事实上，再现的切片图象被反馈给CPU 86，从而被施加给大容量储存器并加以显示。