r520: no message
[ctsim.git] / doc / ctsim-concepts.tex
index 9cb5cfe90dad29649a3cdcd9b1798df16b9dc567..ddf6bed819ad82cc4516a7f67239494adfef9976 100644 (file)
 \chapter{Concepts}\index{Concepts}%
 \setheader{{\it CHAPTER \thechapter}}{}{}{}{}{{\it CHAPTER \thechapter}}%
 \chapter{Concepts}\index{Concepts}%
 \setheader{{\it CHAPTER \thechapter}}{}{}{}{}{{\it CHAPTER \thechapter}}%
-\setfooter{\thepage}{}{}{}{}{\thepage}%
+\setfooter{\thepage}{}{}{}{\small Version 0.2}{\thepage}%
 
 \section{Overview}\label{conceptoverview}\index{Concepts,Overview}%
 
 \section{Overview}\label{conceptoverview}\index{Concepts,Overview}%
-In CTSim, a phantom object, or a geometrical description of the object
-of a CT study is constructed and an image can be created.  Then a
-scanner geometry can be specified, and the projection data simulated.
-Finally that projection data can be reconstructed using various user
-controlled algorithms producing an image of the phantom or study object.
-
-In order to use CTSim effectively, some knowledge of how CTSim works
-and the approach taken is required. \ctsim deals with a variety of
-object, but the two we need to be concerned with are the 'phantom' and
-the 'scanner'.
+The operation of \ctsim\ begins with the phantom object.  A
+phantom object consists of geometric elements.  A scanner is
+specified and the collection of x-ray data, or projections, is
+simulated. That projection data can be reconstructed using various
+user-controlled algorithms producing an image of the phantom
+object. This reconstruction can then be statistically compared to
+the original phantom object.
+
+In order to use \ctsim\ effectively, some knowledge of how \ctsim\ works
+and the approach taken is required. \ctsim\ deals with a variety of
+object, but the two objects we need to be concerned with are the
+\emph{phantom} and the \emph{scanner}.
 
 \section{Phantoms}\label{conceptphantom}\index{Concepts,Phantoms}%
 \subsection{Overview}\label{phantomoverview}\index{Concepts,Phantoms,Overview}%
 
 
 \section{Phantoms}\label{conceptphantom}\index{Concepts,Phantoms}%
 \subsection{Overview}\label{phantomoverview}\index{Concepts,Phantoms,Overview}%
 
-CTSim uses geometrical objects to
-describe the object being scanned: rectangles, triangles, ellipses,
-sectors and segments.  With these the standard phantoms used in the CT
-literature (the Herman and the Shepp-Logan) can be constructed.  In fact
-CTSim provides a shortcut to construct those phantoms for you.  It also 
-allows you to write a file in which the composition of your own phantom is
-described.
+\ctsim\ uses geometrical objects to describe the object being
+scanned. A phantom is composed a one or more phantom elements.
+These elements are simple geometric shapes, specifically,
+rectangles, triangles, ellipses, sectors and segments. With these
+elements, standard phantoms used in the CT literature can be
+constructed.  In fact, \ctsim\ provides a shortcut to load the
+published phantoms of Herman\cite{HERMAN80} and
+Shepp-Logan\cite{SHEPP74}. \ctsim\ also reads text files of
+user-defined phantoms.
 
 
-The types of phantom elements and their definitions are taken from Herman's 1980 
-book\cite{HERMAN80}.
+The types of phantom elements and their definitions are taken with
+permission from G.T. Herman's 1980 book\cite{HERMAN80}.
 
 \subsection{Phantom File}\label{phantomfile}\index{Concepts,Phantoms,File}
 
 \subsection{Phantom File}\label{phantomfile}\index{Concepts,Phantoms,File}
-Each line in the text file describes an element of the 
+Each line in the text file describes an element of the
 phantom.  Each line contains seven entries, in the following form:
 \begin{verbatim}
 phantom.  Each line contains seven entries, in the following form:
 \begin{verbatim}
-item cx cy dx dy r a
+element-type cx cy dx dy r a
 \end{verbatim}
 \end{verbatim}
-The first entry defines the type of the element, one
-of {\tt rectangle}, {\tt ellipse}, {\tt triangle}, {\tt sector}, or {\tt segment}.  
-{\tt cx}, {\tt cy}, {\tt dx} and {\tt dy} have different meanings depending on the element type.
-
-{\tt r} is the rotation applied to the object in degrees counterclockwise, 
-and {\tt a} is the X-ray attenuation coefficient of the object.
-Where objects overlap, the attenuations of the overlapped objects are summed.
+The first entry defines the type of the element, either
+\rtfsp\texttt{rectangle}, \texttt{}, \texttt{triangle},
+\rtfsp\texttt{sector}, or \texttt{segment}. \texttt{cx},
+\rtfsp\texttt{cy}, \texttt{dx} and \texttt{dy} have different
+meanings depending on the element type.
 
 
+\rtfsp\texttt{r} is the rotation applied to the object in degrees
+counterclockwise, and \texttt{a} is the X-ray attenuation
+coefficient of the object. Where objects overlap, the attenuations
+of the overlapped objects are summed.
 
 
 \subsection{Phantom Elements}\label{phantomelements}\index{Concepts,Phantoms,Elements}
 
 \subsubsection{ellipse}
 
 
 \subsection{Phantom Elements}\label{phantomelements}\index{Concepts,Phantoms,Elements}
 
 \subsubsection{ellipse}
-Ellipses use dx and dy to define the semi-major and semi-minor axis lengths,
-with the centre of the ellipse at cx and cy.  Of note, the commonly used
-phantom described by Shepp and Logan\cite{SHEPP77} uses only ellipses.
+Ellipses use \texttt{dx} and \texttt{dy} to define the semi-major and
+semi-minor axis lengths, with the center of the ellipse at \texttt{cx}
+and \texttt{cy}.  Of note, the commonly used phantom described by
+Shepp and Logan\cite{SHEPP74} uses only ellipses.
 
 \subsubsection{rectangle}
 
 \subsubsection{rectangle}
-Rectangles use 
-cx  and cy to define the position of the centre of the rectangle with respect
-to the origin.  dx and dy  are the half-width and half-height of the
-rectangle. 
+Rectangles use \texttt{cx} and \texttt{cy} to define the position of
+the center of the rectangle with respect to the origin.  \texttt{dx}
+and \texttt{dy} are the half-width and half-height of the rectangle.
 
 \subsubsection{triangle}
 
 \subsubsection{triangle}
-Triangles are drawn with the centre of the base at cx,cy, with a base
-width of 2*dx in x direction, and a height of dy.  Rotations are then
-applied about the origin. 
-
-\subsubsection{sector}
-It appears that dx and dy
-define the end points of a radius of the sector, from which the radius and
-the angle of the two arms of the sector are calculated.  But then
-orientation and centreing of the sector don't make much sense yet.  
+Triangles are drawn with the center of the base at \texttt{(cx,cy)},
+with a base half-width of \texttt{dx} and a height of \texttt{dy}.
+Rotations are then applied about the center of the base.
 
 \subsubsection{segment}
 
 \subsubsection{segment}
-Segments are the segments of a circle between a chord and the
-perimeter of the circle.  This also isn't clear to me, but it appears that 
-perhaps the distance from chord to circle perimeter, and circle radius is
-defined by dx and dy. Chord is always horizontal through the origin, then
-translated and then rotated (???).
+Segments are complex. They are the portion of an circle between a
+chord and the perimeter of the circle.  \texttt{dy} sets the radius of
+the circle. Segments start with the center of the chord located at
+\texttt{(0,0)} and the chord horizontal. The half-width of the chord
+is set by \texttt{dx}.  The portion of an circle lying below the chord
+is then added. The imaginary center of this circle is located at
+\texttt{(0,-dy)}. The segment is then rotated by \texttt{r} and then
+translated by \texttt{cx,cy}.
+
+\subsubsection{sector}
+Sectors are the like a ``pie slice'' from a circle. The radius of the
+circle is set by \texttt{dy}. Sectors are
+defined similarly to segments. In this case, though, a chord is not
+drawn.  Instead, the lines are drawn from the origin of the circle
+\texttt{(0,-dy)} to the points \texttt{(-dx,0)} and \texttt{(dx,0)}.
+The perimeter of the circle is then draw between those two points
+below the x-axis. The sector is then rotated and translated the same
+as a segment.
 
 \subsection{Phantom Size}
 
 \subsection{Phantom Size}
-Also note that the overall dimensions of the phantom are increased by 1\%
-above the specified sizes to avoid clipping due to round-off errors.  If the phantom is defined as
-a rectangle of size 0.1 by 0.1, the actual phantom has extent $\pm$0.101 in
-each direction.
+The overall dimensions of the phantom are increased by 1\% above the
+specified sizes to avoid clipping due to round-off errors from
+sampling the polygons of the phantom elements.  So, if the phantom is
+defined as a rectangle of size 0.1 by 0.1, the actual phantom has
+extent 0.101 in each direction.
 
 \section{Scanner}\label{conceptscanner}\index{Concepts,Scanner}%
 
 \section{Scanner}\label{conceptscanner}\index{Concepts,Scanner}%
-\subsection{Geometries}
-This is where things get tricky.  There are two possible approaches.  The
-simple approach would be to define the size of a phantom which is put at
-the centre of the scanner.  The scanner would have it's bore size defined,
-or perhaps better, the field of view defined. Here, field of view would be
-the radius or diameter of the circular area from which data is collected
-and an image reconstructed.  In a real CT scanner, if the object being
-scanned is larger than the field of view, you get image artifacts.  And of
-course you can't stuff an object into a scanner if the object is larger
-than the bore!  In this model, the scanner size or field of view would 
-be used as the standard length scale.
-
-However, CTSim takes another approach.  I believe this approach arose
-because the "image" of the phantom produced from the phantom description
-was being matched to the reconstruction image of the phantom.  That is, 
-the dimensions of the 'before' and 'after' images  were being matched.
-The code has a Phantom object and a Scanner object.  The geometry of the
-Scanner is defined in part by the properties of the Phantom.  In fact,
-all dimensions are determined in terms of the phantom size, which is used
-as the standard length scale.     Remember, as mentioned above, the
+\subsection{Dimensions}
+Understanding the scanning geometry is the most complicated aspect of
+using \ctsim. For real-world CT simulators, this is actually quite
+simple. The geometry is fixed by the manufacturer during the
+construction of the scanner and can not be changed. Conversely,
+real-world CT scanners can only take objects up to a fixed size.
+
+\ctsim, being a very flexible simulator,
+gives tremendous options in setting up the geometry for a scan.
+
+In general, the geometry for a scan all starts from the size of the
+phantom being scanned. This is because \ctsim\ allows for statistical
+comparisons between the original phantom image and it's reconstructions.
+Since CT scanners scan a circular area, the first important
+variable is the diameter of the circle surround the phantom, or the
+\emph{phantom diameter}. Remember, as mentioned above, the
 phantom dimensions are also padded by 1\%.
 
 phantom dimensions are also padded by 1\%.
 
-The maximum of the phantom length and height is used as the phantom
-dimension, and one can think of a square bounding box of this size 
-which completely contains the phantom.  Let $l_p$ be the width (or height)
-of this square. 
-
-\subsubsection{Focal Length & Field of View}
-The two other important variables are the field-of-view-ratio ($f_{vR}$) 
-and the focal-length-ratio ($f_{lR}$).  These are used along with $l_p$ to
-define the focal length and the field of view (not ratios) according to
-\begin{equation}
-f_l = \sqrt{2} (l_p/2)(f_{lR})= (l_p/\sqrt{2}) f_{lR}
-\end{equation}
-\begin{equation}
-f_v = \sqrt{2}l_p f_{vR}
-\end{equation}
-So the field of view ratio is specified in units of the phantom diameter,
-whereas the focal length is specified in units of the phantom radius.  The 
-factor of $\sqrt(2)$ can be understood if one refers to figure 1, where
-we consider the case of a first generation parallel beam CT scanner.
-
-\subsubsection{Parallel Geometry}\label{geometryparallel}\index{Concepts,Scanner,Geometries,Parallel}
+The other important geometry variables for scanning objects are the
+\emph{view ratio}, \emph{scan ratio}, and \emph{focal length ratio}.
+These variables are all input into \ctsim\ in terms of ratios rather
+than absolute values.
+
+\subsubsection{Phantom Diameter}
 \begin{figure}
 \begin{figure}
-\includegraphics[width=\textwidth]{ctsimfig1.eps}
-\caption{Geometry used for a 1st generation, parallel beam CT scanner.}
+$$\image{5cm;0cm}{scangeometry.eps}$$
+\caption{Phantom Geometry}
 \end{figure}
 \end{figure}
-
-In figure 1A, the excursion of the source and detector need only be $l_p$,
-the height (or width) of the phantom's bounding square. However, if the
-field of view were only $l_p$, then the projection shown in figure 1B
-would clip the corners of the phantom.  By increasing the field of view by
-$\sqrt{2}$ the whole phantom is included in every projection.  Of course,
-if the field-of-view ratio $f_{vR}$ is larger than 1, there is no problem.
-However, if $f_{vR}$ is less than one and thus the scanner is smaller than
-the phantom, then distortions will occur without warning from the program.
-
-The code also sets the detector length equal to the field of view in this
-case.  The focal length is chosen to be $\sqrt{2}l_p$ so the phantom will 
-fit between the source and detector at all rotation angles, when the focal
-length ratio is specified as 1.  Again, what happens if the focal length
-ratio is chosen less than 1?
-
-The other thing to note is that in this code the detector array is set to
-be the same size as the field-of-view $f_v$, equation (2).  So, one has to 
-know the size of the phantom to specify a given scanner geometry with a 
-given source-detector distance (or $f_l$ here) and a given range of
-excursion ($f_v$ here).  
-
-\subsubsection{Divergent Geometries}\label{geometrydivergent}\index{Concepts,Scanner,Geometries,Divergent}
-Next consider the case of equilinear (second generation) and equiangular 
-(third, fourth, and fifth generation) geometries.  
-The parts of the code  relevant to this
-discussion are the same for both modes.  In the equilinear mode, a single 
+The phantom diameter is automatically calculated by \ctsim\ from the
+phantom definition. The maximum of the phantom length and height is
+used to define the square that completely surrounds the phantom. Let
+\latexonly{$p_l$}\latexignore{\emph{Pl}}
+be the width and height of this square. The diameter of this boundary box,
+\latexonly{$p_d$,}\latexignore{\emph{Pd},}
+\rtfsp is then
+\latexignore{\\$$\emph{Pl x sqrt(2)}$$\\}
+\latexonly{$$p_d = p_l \sqrt{2}$$}
+CT scanners actually collect projections around a circle rather than a
+square. The diameter of this circle is also the diameter of the boundary
+square
+\latexonly{$p_d$.}\latexignore{\rtfsp\emph{Pd}.}
+These relationships are diagrammed in figure 2.1.
+
+\subsubsection{View Diameter}
+The \emph{view diameter} is the area that is being processed
+during scanning of phantoms as well as during rasterization of
+phantoms. By default, the \emph{view diameter} \rtfsp is set equal
+to the \emph{phantom diameter}. It may be useful, especially for
+experimental reasons, to process an area larger (and maybe even
+smaller) than the phantom. Thus, during rasterization or during
+projections, \ctsim\ will ask for a \emph{view ratio},
+\latexonly{$v_r$.}\latexignore{\rtfsp \emph{VR}.} The \emph{view
+diameter} is then calculated as \latexonly{$$v_d = p_d
+v_r$$}\latexignore{\\$$\emph{Vd = Pd x VR}$$}
+
+By using a
+\latexonly{$v_r$}\latexignore{\emph{VR}}
+less than 1, \ctsim\ will allow
+for a \emph{view diameter} less than
+\emph{phantom diameter}.
+This will lead to significant artifacts. Physically, this would
+be impossible and is analagous to inserting an object into the CT
+scanner that is larger than the scanner itself!
+
+\subsubsection{Scan Diameter}
+By default, the entire \emph{view diameter} is scanned. For
+experimental purposes, it may be desirable to scan an area either
+larger or smaller than the \emph{view diameter}. Thus, the concept
+of \emph{scan ratio}, \latexonly{$s_r$,}\latexignore{\emph{SR},}
+is born. The scan diameter
+\latexonly{$s_d$}\latexignore{\emph{Sd}} is the diameter over
+which x-rays are collected and is defined as \latexonly{$$s_d =
+v_d s_r$$}\latexignore{\\$$\emph{Sd = Vd x SR}$$\\} By default and
+for all ordinary scanning, the \emph{scan ratio} is to \texttt{1}.
+If the \emph{scan ratio} is less than \texttt{1}, you can expect
+significant artifacts.
+
+\subsubsection{Focal Length}
+The \emph{focal length},
+\latexonly{$f$,}\latexignore{\emph{F},}
+is the distance of the X-ray source to the center of
+the phantom. The focal length is set as a ratio,
+\latexonly{$f_r$,}\latexignore{\emph{FR},}
+of the view radius. Focal length is
+calculated as
+\latexonly{$$f = (v_d / 2) f_r$$}\latexignore{\\$$\emph{F = (Vd / 2) x FR}$$}
+
+For parallel geometry scanning, the focal length doesn't matter.
+However, divergent geometry scanning (equilinear and equiangular),
+the \emph{focal length ratio} should be set at \texttt{2} or more
+to avoid artifacts. Moreover, a value of less than \texttt{1},
+though it can be given to \ctsim, is physically impossible and it
+analagous to have having the x-ray source with the \emph{view
+diameter}.
+
+
+\subsection{Parallel Geometry}\label{geometryparallel}\index{Concepts,Scanner,Geometries,Parallel}
+
+As mentioned above, the focal length is not used in this simple
+geometry. The detector array is set to be the same size as the
+\emph{scan diameter}.  For optimal scanning in this geometry, the
+\emph{scan diameter} should be equal to the \emph{phantom
+diameter}. This is accomplished by using the default values of
+\texttt{1} for the \emph{view ratio} and the \emph{scan ratio}. If
+values of less than \texttt{1} are used for these two variables,
+significant distortions will occur.
+
+
+\subsection{Divergent Geometries}\label{geometrydivergent}\index{Concepts,Scanner,Geometries,Divergent}
+\subsubsection{Overview}
+Next consider the case of equilinear (second generation) and equiangular
+(third, fourth, and fifth generation) geometries. In these cases,
+the x-ray beams diverge from a single source to a detector array.
+In the equilinear mode, a single
 source produces a fan beam which is read by a linear array of detectors.  If
 the detectors occupy an arc of a circle, then the geometry is equiangular.
 source produces a fan beam which is read by a linear array of detectors.  If
 the detectors occupy an arc of a circle, then the geometry is equiangular.
-See figure 2. 
+See figure 2.2.
 \begin{figure}
 \begin{figure}
-\includegraphics[width=\textwidth]{ctsimfig2.eps}
+\image{10cm;0cm}{divergent.eps}
 \caption{Equilinear and equiangular geometries.}
 \end{figure}
 
 \caption{Equilinear and equiangular geometries.}
 \end{figure}
 
-For these geometries, the following logic is executed:  A variable dHalfSquare
-$d_{hs}$ is defined as
-\begin{equation}
-d_{hs} = (f_v)/(2\sqrt{2}) = (l_p/2) f_{vR}
-\end{equation}
-This is then subtracted from the focal length $f_l$ as calculated above, and 
-assigned to a new variable $\mathrm{dFocalPastPhm} = f_l - d_{hs}$.  Since $f_l$ and 
-$d_{hs}$ are derived from the phantom dimension and the input focal length and field of view ratios, one can write, 
-\begin{equation}
-\mathrm{dFocalPastPhm} = f_l -d_{hs} 
-       = \sqrt{2}(l_p/2) f_{lR} - (l_p/2) f_{vR} = l_p(\sqrt{2}f_{lR} - f_{vR})
-\end{equation}
-If this quantity is less than or equal to zero, then at least for some
-projections  the source is inside the phantom.  Perhaps a figure will help at
-this point. Consider first the case where $f_{vR} = f_{lR} =1 $, figure 3. The
-square in the figure bounds the phantom and has sides $l_p$.  For this case
-then, 
-\[ 
-f_l=\sqrt{2}l_p/2 = l_p/\sqrt{2},
-\]
-\[
-f_v = \sqrt{2}l_p, 
-\]
-and 
-\[
-d_{hs} = {l_p}/{2}.
-\]
-Then 
-\[
-\mathrm{dFocalPastPhm} = ({l_p}/{2}) (\sqrt{2}-1)
-\]
+
+\subsubsection{Fan Beam Angle}
+For these divergent beam geometries, the \emph{fan beam angle}
+needs to be calculated. For real-world CT scanners, this is fixed
+at the time of manufacture. \ctsim, however, calculates the
+\emph{fan beam angle}, $\alpha$, from the \emph{scan diameter} and
+the \emph{focal length} \latexignore{\\$$\emph{alpha = 2 x asin (
+(Sd / 2) / f)}$$\\}
+\latexonly{\begin{equation}\label{alphacalc}\alpha = 2 \sin^{-1}
+((s_d / 2) / f)\end{equation}} This is illustrated in figure 2.3.
 \begin{figure}
 \begin{figure}
-\includegraphics[height=0.5\textheight]{ctsimfig3.eps}
-\caption{Equilinear and equiangluar geometry when focal length ratio =
-field of view ratio = 1.}
+\image{10cm;0cm}{alphacalc.eps}
+\caption{Calculation of $\alpha$}
 \end{figure}
 \end{figure}
-The angle $\alpha$ is now defined as shown in figure 3, and the detector
-length is adjusted to subtend the angle $2\alpha$ as shown.  Note that the
-size of the detector array may have changed and the field of view is not
-used.  
-For a circular array of detectors, the detectors are spaced around a
-circle covering an angular distance of $2\alpha$.  The dotted circle in
-figure 3 indicates the positions of the detectors in this case. Note that 
-detectors at the ends of the range would not be illuminated by the source.
-
-Now, consider increasing the focal length ratio to two leaving the
-field of view ratio as 1,  as in  Figure 4.  Now the detectors array is
-denser, and the real field of view is closer to that specified, but note
-again that the field of view is not used. Instead, the focal length is
-used to give a distance from the centre of the phantom to the source, and
-the detector array is adjusted to give an angular coverage to include the
-whole phantom.  
+
+
+Empiric testing with \ctsim\ shows that for very large \emph{fan beam angles},
+greater than approximately
+\latexonly{$120^\circ$,}\latexignore{120 degrees,}
+there are significant artifacts. The primary way to manage the
+\emph{fan beam angle} is by varying the \emph{focal length} since the
+\emph{scan diameter} by the size of the phantom.
+
+To illustrate, the \emph{scan diameter} can be defined as
+\latexonly{$$s_d = s_r v_r p_d$$}\latexignore{\\$$Sd = Sr x Vr x Pd$$\\}
+
+Further, $f$ can be defined as \latexonly{$$f = f_r (v_r p_d /
+2)$$}\latexignore{\\$$F = FR x (VR x Pd)$$\\}
+
+Substituting these equations into \latexignore{the above
+equation,}\latexonly{equation~\ref{alphacalc},} We have,
+\latexonly{
+\begin{eqnarray}
+\alpha &= 2\,\sin^{-1} \frac{s_r v_r p_d / 2}{f_r v_r (p_d / 2)} \nonumber \\
+&= 2\,\sin^{-1} (s_r / f_r)
+\end{eqnarray}
+} \latexignore{\\$$\alpha = 2 sin (Sr / Fr$$\\}
+
+Since in normal scanning $s_r$ = 1, $\alpha$ depends only upon the
+\emph{focal length ratio}.
+
+\subsubsection{Detector Array Size}
+In general, you do not need to be concerned with the detector
+array size. It is automatically calculated by \ctsim. For those
+interested, this section explains how the detector array size is
+calculated.
+
+For parallel geometry, the detector length is equal to the scan
+diameter.
+
+For divergent beam geometries, the size of the detector array also
+depends upon the \emph{focal length}. Increasing the \emph{focal
+length} decreases the size of the detector array while increasing
+the \emph{scan diameter} increases the detector array size.
+
+For equiangular geometry, the detectors are spaced around a circle
+covering an angular distance of
+\latexonly{$2\,\alpha$.}\latexignore{\emph{2 \alpha}.} The dotted
+circle in
 \begin{figure}
 \begin{figure}
-\includegraphics[width=\textwidth]{ctsimfig4.eps}
-\caption{Equilinear and equiangluar geometry when focal length ratio = 2
-and the field of view ratio = 1.}
+\image{10cm;0cm}{equiangular.eps}
+\caption{Equiangluar geometry}
 \end{figure}
 \end{figure}
-Now consider a focal length ratio of 4 (figure 5). As expected, the angle
-$\alpha$ is smaller still.  The dotted square is the bounding square of
-the phantom rotated by 45 degrees, corresponding to the geometry of a
-projection taken at that angle.  Note that the fan beam now clips the top
-and bottom corners of the bounding square.  This illustrates that one may
-still be clipping the phantom, despite CTSim's best efforts.  You have
-been warned.  
-\begin{figure}
-\includegraphics[width=\textwidth]{ctsimfig5.eps}
-\caption{Equilinear and equiangluar geometry when focal length ratio = 4.}
+figure 2.4 indicates the positions of the detectors in this case.
 
 
+For equilinear geometry, the detectors are space along a straight
+line. The length of the line depends upon
+\latexonly{$\alpha$}\latexignore{\emph{alpha}} and the \emph{focal
+length}. It is calculated as \latexonly{$4\,f \tan (\alpha / 2)$}
+\latexignore{\emph{4 x F x tan(\alpha/2)}}
+\begin{figure}
+\image{10cm;0cm}{equilinear.eps}
+\caption{Equilinear geometry}
 \end{figure}
 \end{figure}
+An example of the this geometry is in figure 2.5.
+
+
+\subsubsection{Examples of Geometry Settings}
 
 
 \section{Reconstruction}\label{conceptreconstruction}\index{Concepts,Reconstruction}%
 \subsection{Overview}
 
 
 \section{Reconstruction}\label{conceptreconstruction}\index{Concepts,Reconstruction}%
 \subsection{Overview}
-\subsection{Filtered Backprojection}
 \subsection{Direct Inverse Fourier}
 \subsection{Direct Inverse Fourier}
-This method is not currently implemented in \ctsim, however it is planned for a
-future release. This method does not give as accurate result as filtered
-backprojection mostly due to interpolation occuring in the frequency domain rather
-than the spatial domain. The technique is comprised of two sequential steps:
+This method is not currently implemented in \ctsim, however it is
+planned for a future release. This method does not give results as
+accurate as filtered backprojection. The difference is due primarily
+because interpolation occurs in the frequency domain rather than the
+spatial domain.
+
+\subsection{Filtered Backprojection}
+The technique is comprised of two sequential steps:
 filtering projections and then backprojecting the filtered projections. Though
 these two steps are sequential, each view position can be processed individually.
 filtering projections and then backprojecting the filtered projections. Though
 these two steps are sequential, each view position can be processed individually.
-This parallelism is exploited in the MPI versions of \ctsim where the data from
-all the views are spread about amongst all of the processors. This has been testing
-in a 16-CPU cluster with good results.
+
+\subsubsection{Multiple Computer Processing}
+This parallelism is exploited in the MPI versions of \ctsim\ where the
+data from all the views are spread about amongst all of the
+processors. This has been testing in a 16-CPU cluster with good
+results.
 
 \subsubsection{Filter projections}
 The projections for a single view have their frequency data multipled by
 
 \subsubsection{Filter projections}
 The projections for a single view have their frequency data multipled by
-a filter of absolute(w). \ctsim permits four different ways to accomplish this
-filtering. Two of the methods use convolution of the projection data with the
-inverse fourier transform of absolute(x). The other two methods perform an fourier
-transform of the projection data and multiply that by the absolute(x) filter and
+a filter of $|w|$. \ctsim\ permits four different ways to accomplish this
+filtering.
+
+Two of the methods use convolution of the projection data with the
+inverse Fourier transform of $|w|$. The other two methods perform an Fourier
+transform of the projection data and multiply that by the $|w|$ filter and
 then perform an inverse fourier transform.
 
 then perform an inverse fourier transform.
 
-\item{Backprojection of filtered projections}
\ No newline at end of file
+Though multiplying by $|w|$ gives the sharpest reconstructions, in
+practice, superior results are obtained by reducing the higher
+frequencies. This is performed by mutiplying the $|w|$ filter by
+another filter that attenuates the higher frequencies. \ctsim\ has
+multiple filters for this purpose.
+
+\subsubsection{Backprojection of filtered projections}
+Backprojection is the process of ``smearing'' the filtered
+projections over the reconstructing image. Various levels of
+interpolation can be specified.