应用变权全变分重建抑制CT金属伪影

提出一种基于变权全变分(RWTV)迭代重建的金属伪影校正算法以抑制CT系统重建图像中出现的金属伪影。该算法应用自定义的权值函数对全变分模型做加权惩罚,生成权值全变分模型;通过交替解权值全变分最小化过程和更新权值步骤实现变权全变分重建算法。应用该算法对数值模型和临床图像前向投影生成的投影数据分别进行了重建实验。数值模型实验结果表明:在60个采样角度下,用提出算法重建的图像具有最高的空间分辨率特性;且信噪比值较平滑插值金属伪影校正算法、全变分约束最优化算法的重建结果分别高出17.523 6和7.145 2dB。临床数据实验结果表明:该算法重建结果有效抑制了CT金属伪影,清晰重建出颅骨内的细节解剖结构,极大提高了重建图像的质量。     

体积CT系统中的平板探测器校正方法

在体积CT系统上通过样本实验研究了平板探测器的校正问题。提出了一种基于统计模型的平板探测器校正方法 ,详细讨论了坏像素的探测、校正矩阵的生成和原始投影图像的校正方法。校正过程包括实时的模糊和图像滞后校正、图像的标准化、增益修正和坏像素点的校正。通过样本实验研究对所提出的校正算法进行了验证 ,通过比较重建图像的信噪比对该算法的效果进行了评估。研究结果表明 :平板探测器的制造缺陷等固有噪声源将在重建图像中被增强 ,并表现为大量的条纹和环形伪影 ;通过校正后 ,重建图像中的上述伪影明显减少 ,图像质量明显改善 ,且系统的低对比度探测能力也得到相应提高。     

工业CT图像环形伪影校正

为了去除工业CT图像中的环形伪影,提高CT重建图像质量以及后续处理和量化分析的精度,提出了一种基于投影正弦图的新型校正方法。首先,采用S-L滤波器对原始投影数据进行滤波,增强伪影信息。接着,对滤波后的投影数据进行线积分,并采用差分处理,进一步增大伪影与工件轮廓的差异。然后,按照插值次数对差分后的投影数据进行插值平均,并根据正态分布选取自动查找伪影的位置。最后,结合线性插值与线性外推的方法对环形伪影处投影数据进行校正。对含有环形伪影的实际CT图像进行了校正实验,结果表明,与基于极坐标变换、小波-FFT滤波的校正方法相比,该方法校正后的灰度图像信噪比增益达1.688 dB,有效地消除了环形伪影,同时又很好地保持了图像边缘及分辨率。对探测器故障或性能不稳定引起的间断的环形伪影校正效果良好。     

细节保持的锥束CT环形伪影校正（英文）

环形伪影的存在严重影响CT图像重建质量,特别是在大型工件的CT检测中尤为严重。本文对一种重建后处理的伪影校正方法进行改进,以快速有效地消除CT图像环形伪影。首先,将CT图像从直角坐标系转到极坐标系,在极坐标系下设计多维滤波器对图像进行滤波处理。计算滤波后每个像素的均值和方差,通过计算的方差与方差阈值的比较以及像素值与像素值阈值的比较,双重精确确定伪影点的位置,对伪影点进行合理修正。之后,进行细节保持。最后,将校正后的极坐标图像转回直角坐标系。实际CT实验表明,与原方法相比,本文改进方法能更好地校正环形伪影,并保持图像细节信息,是一种实用的环形伪影校正方法,为后续处理和定量分析奠定基础。     

细节保持的锥束CT环形伪影校正

环形伪影的存在严重影响CT图像重建质量,特别是在大型工件的CT检测中尤为严重.本文对一种重建后处理的伪影校正方法进行改进,以快速有效地消除CT图像环形伪影.首先,将CT图像从直角坐标系转到极坐标系,在极坐标系下设计多维滤波器对图像进行滤波处理.计算滤波后每个像素的均值和方差,通过计算的方差与方差阈值的比较以及像素值与像素值阈值的比较,双重精确确定伪影点的位置,对伪影点进行合理修正.之后,进行细节保持.最后,将校正后的极坐标图像转回直角坐标系.实际CT实验表明,与原方法相比,本文改进方法能更好地校正环形伪影,并保持图像细节信息,是一种实用的环形伪影校正方法,为后续处理和定量分析奠定基础.     

平板探测器坏像素校正方法研究

讨论X射线系统中平板探测器的坏像素产生原因并归纳分类。研究坏像素的探测、校正矩阵的生成和对坏像素的校正方法。通过仿真模型对所提出的校正算法进行了验证,通过比较重建图像的信噪比对该算法的效果进行了评估。研究结果表明,平板探测器的制造缺陷等固有噪声源将在重建图像中被增强,并表现为大量的条纹和环形伪影;通过校正,重建图像中的上述伪影明显减少,图像质量得到改善,且系统的低对比度探测能力也得到相应提高。     

CT设备探测器损坏对图像重建质量的影响及解决方案

本文探讨了计算机X射线断层影像设备(CT)探测器上含有坏损探测元时的图像重建质量改善方案。对于发生损坏的探测元上的数据,利用其两侧正常工作的探测元上的数据进行插值估计,再使用基于滤波反投影的CT图像算法重建得到修正后的图像。分别模拟CT设备探测器上的探测元少量坏死和多量坏死的情况,对校正前和校正后的CT图像进行对比实验。未经过算法校正的CT图像含有明显的环形伪影,经过文中算法校正后的CT图像几乎无环形伪影存在,保留了图像细节信息。文章针对CT设备中探测器上探测元损坏作为问题点提出了行之有效的方案,校正后的图像质量满足需求,同时降低了CT设备高值元器件的更换成本。     

光声成像反射伪影的机理分析和控制

在光声成像中,重建图像经常会受到图像伪影的影响而降低图像质量.为了解决图像伪影的问题,从超声波在水中的传播特性出发,分析了光声图像中伪影的产生机理.分析表明:伪影的产生是由超声信号在水面的反射延迟造成的.进而提出了通过延迟相减来控制反射伪影的方法,并给出了在实际应用中控制水面高度的依据.通过构建的光声成像平台进行实验验证,结果表明:提出的方法能有效地消除重建图像中的伪影,提高了重建图像的质量.     

管壁长弦投影数据截断问题的迭代重建算法

计算机断层成像(CT)可用于管状物的无损检测.当管壁较厚而射线能量较低时,会产生管壁长弦投影数据截断问题.联合代数重建算法(SART)易于处理投影数据截断问题,但是该方法用于管壁长弦投影数据截断问题后,其重建结果仍存在灰度渐变的伪影.为了提高重建图像的质量,将基于Chan-Vese (C-V)活动轮廓模型的重建图像分段常数化修正引入到SART算法中,得到了带分段常数化修正的SART重建算法(PCC-SART).实验结果表明,该算法收敛速度快、精度高、稳定性好.     

基于结构先验信息的磁探测电阻抗成像算法研究

为了提高磁探测电阻抗成像中图像分辨率,提出了一种基于结构先验信息的磁探测电阻抗成像算法。通过水平集方法对预处理后CT图像进行分割,获得结构先验信息图像;进而建立模拟肺水肿病变的仿真模型,并结合灵敏度矩阵算法进行重建,获得MDEIT重建图像。仿体实验结果表明:基于结构先验信息的磁探测电阻抗成像算法减少了重建图像的伪影,使重建的电导率图像相对误差从88.47%减少到33.39%;图像相关系数也从0.33提升到0.81,验证了基于结构先验信息的磁探测电阻抗重建算法,在重建图像结构和电导率重建数值精度方面相比传统重建算法都有了显著提高,为磁探测电阻抗成像的临床应用奠定了基础。     

应用投影收缩的压缩感知锥束CT短扫描重建

由于锥束CT成像系统在短扫描方式下无法获得完全投影数据,从而限制了图像重建的质量,本文提出了一种基于投影收缩的压缩感知锥束CT短扫描重建算法。考虑BB(Barzilai-Borwen)梯度投影算法的非单调收敛,分析了投影收缩法的预测校正特性,并将校正过程引入到压缩感知图像重建算法中。结合目标函数下降方向和凸集投影下降方向,校正BB梯度投影算法,改善BB梯度投影算法的非单调特性。应用该算法对模拟投影数据和仿体扫描数据分别进行了重建试验。模拟试验结果表明,在25个采样角度下,用提出算法重建图像的信噪比值比自适应最速下降-凸集投影算法、投影收缩算法和BB梯度投影算法的重建结果分别高出9.487 0、9.802 7、3.615 9dB。仿真试验结果表明:在少量投影角度下该算法重建结果有效抑制了条状伪影,清晰重建出边缘细节,极大提高了少量投影数据重建图像的质量。     

基于 V-ResNet 的电阻抗层析成像方法

电阻抗层析成像技术(EIT)因其非侵入和可视化等特性为人体肺部空间特性的监测提供了一种有效的方法。但是EIT的逆问题具有严重的非线性、病态性和欠定性,使得图像重建结果含有严重的伪影。针对上述问题,提出了一种由预映射、特征提取、深度重建以及残差去噪四个模块构成的V-ResNet的深度网络成像算法,实现对场域空间位置和电导率参数分布的重建。该算法有效地增加了前馈信息的多重传递并解决了深度网络的梯度消失问题,同时残差去噪模块有效地平滑了图像边界。采用相对误差(RE)和结构相似度(SSIM)来衡量成像质量,实验得出RE的平均值为0.14,SSIM平均值为0.96。仿真与实验结果表明,基于V-ResNet的成像算法与传统的成像算法相比,图像重建结果边界清晰,空间分辨率高。     

基于切片轮廓重投影的锥束CT射束硬化校正方法

根据锥束CT射束硬化机理.提出一种基于切片轮廓重投影的锥束CT射束硬化校正新方法.该方法从原始投影图像重建的序列切片图像中得到中心切片和斜切片的轮廓信息,然后根据实际扫描时的锥束CT成像系统参数建立重投影坐标系,通过射线与切片轮廓重投影到平板探测器上的求交计算,得到射线穿越物体长度与投影灰度之间的对应关系,最后拟合射束硬化曲线并校正射束硬化伪影.仿真与实际校正结果均表明,该方法可简单有效地消除锥束CT的射束硬化伪影.     

改进Canny算法的CT图像环形伪影校正

为去除计算层析(CT)图像中的环形伪影,提高CT图像的定性分析能力和定量测量精度,提出了一种改进的Can-ny算法用于环形伪影校正.首先采用S-L滤波器对原始投影数据进行滤波,增强伪影信息.接着,设定角度阈值对梯度方向进行限制,排除斜角方向边缘的检测,实现竖直方向边缘点检测.然后,设置梯度阈值和链长度阈值实现伪影边缘点...     

基于投影视角加权的直线CL重建算法

计算机分层成像对板状构件的无损检测有其独特的优势,但由于投影角度有限,导致重建图像存在有限角伪影和分层图像模糊。为提高计算机分层成像图像质量,提出了基于投影视角加权的滤波反投影算法,有效抑制了高密度特征对其它层的干扰现象。首先,根据不同投影视角分层图像间的不相似度,确定不同投影视角的加权系数;而后,对投影进行加权反投影重建;最后,分析了3种不同加权系数对重建图像质量的影响,同时引入层灵敏度曲线的调制度作为定量评价指标,未加权和3种不同加权系数层灵敏度曲线的调制度依次为0.082,0.267,0.290,0.294。实验结果表明,该算法减少了分层图像混叠,层灵敏度曲线的调制度提升了约0.2,重建图像质量显著提升。     

用双层重建法实现单幅图像的超分辨率重建

针对现有基于稀疏编码的单幅图像超分辨率重建算法易导致重建图像中出现不正确几何结构的现象,提出一种字典非相关性约束和稀疏系数非局部自相似性约束结合的稀疏编码方法。为解决引入这种自相似性约束造成的重建图像边缘过度平滑、模糊的问题,提出了基于平滑层和纹理层的双层重建框架。该方法运用一种全局非零梯度数目约束重建模型重建平滑层;通过提出的稀疏编码方法重建高分辨率纹理图像。最后,利用一个全局和局部优化模型进一步提升重建图像的质量。实验结果表明,与一些具有代表性的重建方法相比,该方法得到的峰值信噪比(PSNR)和结构相似度(SSIM)平均值分别提高了0.798 7~3.242 4dB和0.018 6~0.083 5,不仅主观视觉效果上取得了明显的改进,鲁棒性得到增强,而且重建出了更加准确的结构和边缘,取得了更好的重建效果。     

最小交叉熵图像重建算法

CT技术通过扫描和图像重建算法,获取被检物场断层图像.由于具有非侵入性、可视化等特点,该技术在工业领域获得广泛应用.为了提高CT系统重建图像的分辨率,提出一种信息扩充策略,并以此为基础采用两种最小交叉熵算法--MAP和SMART,对多相流CT系统进行图像重建.与传统ART算法相比,最小交叉熵算法有效提高了重建图像的分辨率,减少重构图像伪影.仿真和实验结果表明,基于信息扩充的SMART算法不仅改进了重建图像质量,而且提高了实时性.     

基于稀疏表示和Weber定律的运动图像盲复原

针对运动过程中视觉图像易产生运动模糊的问题,提出了一种基于稀疏表示和Weber定律相结合的图像盲复原方法。该方法利用冲击滤波器预测模糊图像的显著边缘梯度,并用多尺度策略由粗到细进行模糊核的估计。然后,对图像盲复原模型进行稀疏正则化约束,并结合反映人类视觉特性的Weber定律对合成模糊图像和真实模糊图像进行盲复原。实验结果表明,本文采用的盲复原算法的性能指标和图像的纹理都达到了较优的复原效果。与近年较好的Rob Fergus去模糊方法和Xu Li去模糊方法相比,对Lena模糊图去模糊后的结构相似度(SSIM)为0.762 4,峰值信噪比(PSNR)提高了1.82~2.99dB;对Cameraman模糊图去模糊后的结构相似度(SSIM)为0.8589,PSNR提高了2.46~5.58dB。另外,本文方法降低了复原图像的边界伪影,符合人的视觉感知特性。     

基于二维卷积神经网络的电阻抗成像算法北大核心CSCD

电阻抗成像技术(EIT)是一种非侵入、无辐射和成本低的成像技术。其逆问题求解时,传统的解决方法存在空间分辨率差的弊端。为此,提出了二维卷积神经网络(2DCNN)的解决方法。采用该方法,在有噪声和无噪声环境下,对不同形状、大小和位置的目标物体进行仿真,并且与Tikhonov和深度学习网络(DNN)算法进行了比较。仿真结果表明2DCNN方法可以有效地提取数据特征,重建的图像相对于其他方法伪影少、分辨率高、成像质量高、抗噪声能力强。     

锥束CT圆轨道扫描的几何校正

借鉴针孔摄像机模型,提出了一种锥束CT圆轨道扫描的几何校正方法,用于有效降低由系统几何误差所带来的重建图像伪影。首先,利用共轴旋转的钢球在探测器上所成椭圆像的特征求取圆环点;然后,结合极线约束条件建立绝对二次曲线像的约束方程,通过线性求解获得系统的内参数;最后,在求得内参数的基础上,通过几何方法和椭圆参数建立系统的外参数方程,求解系统的外参数。实验结果显示:利用本文方法进行锥束CT几何校正的内参数标定精度和外参数标定精度分别为0.193%和0.2%。本文方法能够精确地求解出所有失真参数,建立完整的几何模型,消除重建时因几何误差所带来的几何伪影,而且校正体模制作简单,应用性较强,适用于所有圆轨道CT。