基于平板探测器倾斜的锥束CT修正重建算法

在锥束工业CT系统中要求射线源焦点,物体旋转中心,平板探测器中心三点在一条直线上,但由于机械的定位误差,探测器定位后会出现一定角度的倾斜现象,如果平板探测器直接采集投影数据进行重建,重建结果将会出现偏离,产生伪影.针对该问题,使用系统标定的方法测得探测器倾斜角度,并用机械校正对其进行粗调,利用平板探测器倾斜的FDK修正算法进行微调,经过两次校正可以有效的抑制由于倾斜造成的伪影,通过实验验证了该方法的有效性和可行性.     

一种X射线射束硬化校正方法

在医学CT成像系统中,X射线源发出的X射线是多能的,若直接对其进行传统方法的重建,会导致射束硬化,使重建的图像出现“杯状”或“条状”伪影,降低图像质量,干扰诊断等问题,因此需要对CT硬化伪影进行校正。本文提出了一种射束硬化伪影的校正方法,利用近似材料衰减系数与x射线能量的关系,通过从原始重建图像中减去伪影图像来获得校正后的图像。该方法不需要先验知识。数值实验表明,该方法能有效、快速地校正射束硬化伪影。     

三维锥束CT中几何参数的校正研究

计算机断层成像技术在工业和医学中的应用,三维锥束CT(Computed Tomography)是显微CT和工业CT目前研究的热点.三维锥束CT系统一般采用FDK重建算法,算法要求锥束中心射线垂直于探测器且投影在探测器中心,然而由于系统机械精度的不足难满足要求,从而给重建结果带来伪影.为解决上述问题,提出了一种投影数据的校正方法:在重建前首先根据几何参数对每幅投影数据进行修正,修正完后再进行重建.实验结果证明:改进后能有效地改善几何参数误差引起的图像失真,对三维锥束CT扫描系统的几何校正具有重要意义.     

锥束CT系统安装参数确定技术研究

锥束CT系统普遍采用滤波反投影(FDK)重建算法,该算法要求旋转工作台中心必须与FDK算法重建中心一致。受扫描系统安装定位精度限制,这一条件很难得到充分满足,从而引起重建切片图像出现伪影。为此,文章提出了一种基于细琴弦重建图像评估的黄金分割迭代搜索法来精确确定投影中心,还可确定射线源与旋转中心距离以及探测器安装旋转角、倾斜角等参数,实验证明了该方法的有效性。该方法对工业CT扫描系统的调试和校正具有重要意义。     

一种新型显微 CT 系统设计

传统的CT设备由于受到系统架构的物理限制,导致最终扫描结果中运动伪影影响很大,文章依据碳纳米管的场致发射原理设计出一套工作在准静态模式下的显微CT.该系统采用35个碳纳米管X射线光源和5个探测器,相对于传统CT,通过外部时序控制减少了机架的机械旋转次数和行程,大大降低了运动伪影的影响.由于重建角度是稀疏的,因此通过采用迭代重建算法模拟仿真验证了该系统的有效性.     

一种锥束CT中平板探测器输出图像校正方法

为了消除平板探测器缺陷在锥束CT重建切片中引起的伪影,提出一种投影图像校正方法.通过对投影图像进行暗场和增益不一致校正,推导了像元增益系数公式;对增益系数以及像元输出的期望和方差进行直方图分析以识别坏像素,根据坏像素分布特征设计相应的插补方案;通过局部屏蔽区域数据统计暗场波动幅度并逐行修正.实验结果表明,该方法使投影图像灰度分布均匀,像元输出波动和切片伪影得到有效抑制.     

基于平板探测器的锥束CT投影图像校正

在分析基于平板探测器的锥束CT投影图像缺陷的产生原因和特性的基础上,提出校正的方法,分别对投影图像进行暗场、像元响应不一致的一步校正和光场不均匀校正、像素坏点去除。通过在同一锥束CT系统中相同电压、电流水平情况下,采集不同积分时间下的空气投影图和相同条件下的暗场图,并对其像素值变化进行分析、拟合和对比,得到系统的线性参数矩阵、光场分布图和坏点位置图。对空气投影图像进行校正,并将其作为不完全参照,计算射线吸收系数,用于锥束CT重建。实验结果表明,该方法能有效去除锥束CT投影图像的噪声,抑制物体重建切片的大量环状伪影的产生,提高锥束CT系统重建图像的质量。     

基于三维加权和双域滤波的螺旋CT伪影校正

螺旋CT重建会受到锥束伪影和风车伪影的影响,锥束伪影是由于锥角和螺距过大而导致的,而风车伪影由纵向方向采样不足引起,为了降低锥束伪影与风车伪影对CT图像的影响,提出一种螺旋CT伪影校正算法;首先采用三维加权螺旋FDK算法进行重建,有效去除重建图像中的锥束伪影,然后采用改进的双域滤波算法对含风车伪影图像进行校正;三维加权螺旋FDK算法通过对大锥角的射线给予不利权重来抑制锥束伪影,改进的双域滤波算法可以在去除风车伪影的同时保留更多的细节;计算机仿真实验结果表明,该算法能有效地抑制重建图像中的锥束伪影和风车伪影,提高CT图像的质量。     

基于双调和插值的锥束CT金属伪影校正算法

在计算机断层扫描(CT)中,金属植入物会引入严重的伪影,导致图像质量降低影响诊断价值。为了对锥束CT中的金属伪影进行校正,提出了一种基于双调和方程的金属伪影校正算法。首先,对含金属伪影的重建图像进行双边滤波和金属阈值分割,获得金属和非金属图像;然后,对二者进行正向投影,获得金属投影区域和先验投影图像;接下来,利用先验投影图像对原始投影进行归一化,并对金属区域进行双调和方程插值修复,获得修复的投影数据;最后,对修复的投影数据去归一化,并利用FDK算法进行重建,再与金属图像融合获得最终的校正图像。为了验证该算法的性能,采用实际拍摄的数据进行金属伪影校正实验。结果表明,与常用的线性插值校正算法和归一化校正算法相比,所提算法ROI区域内图像的均方根误差分别减少了22%和8%,有效地抑制了金属伪影,优于常用的去金属伪影算法。     

一种基于先验图像的锥束CT 金属伪影校正算法

为了有效抑制锥束CT(CBCT)重建中金属植入物引入的伪影,提出一种基于先验 图像的金属伪影校正算法。首先对含金属伪影的重建图像进行双边滤波、金属阈值分割、组织 聚类等预处理,获得金属图像和不含金属信息的先验图像;再对二者正向投影,获得金属投影 区域和先验投影数据;而后利用先验投影数据及金属边界邻域的投影数据对金属投影区域插值, 获得修复的投影数据;最后利用FDK 算法对修复的投影数据重建,并将其与金属图像融合,获 得最终的校正图像。为了验证该算法的性能,利用三维Shepp-Logan 头部模型数据和临床头部 CT 数据开展金属伪影校正实验,结果表明：与常用的线性插值算法和图像修补算法相比,该算 法的校正图像均方根误差最小、峰值信噪比最大。这说明该算法在有效保留图像边缘信息的同 时,可有效地抑制金属伪影。     

A new method for correcting vehicle license plate tilt

In the course of vehicle license plate （VLP） automatic recognition, tilt correction is a very crucial process. According to Karhunen-Loeve （K-L） transformation, the coordinates of characters in the image are arranged into a two-dimensional covariance matrix, on the basis of which the centered process is carried out. Then, the eigenvector and the rotation angle α are computed in turn. The whole image is rotated by -α. Thus, image horizontal tilt correction is performed. In the vertical tilt correction process, three correction methods, which are K-L transformation method, the line fitting method based on K -means clustering （LFMBKC）, and the line fitting based on least squares （LFMBLS）, are put forward to compute the vertical tilt angle θ. After shear transformation （ST） is imposed on the rotated image, the final correction image is obtained. The experimental results verify that this proposed method can be easily implemented, and can quickly and accurately get the tilt angle. It provides a new effective way for the VLP image tilt correction as well.     

Tilt detection and servo control method for the holographic data storage system

Recently photopolymer with disk type substrate is selected as a media of the holographic data storage system. Because shape of the media is a disk, a disk tilt must be occur when the media rotates. When disk tilt occurs the angle between the reference beam and the media is changed by the tilt, thus the data can not be recorded with a right angle or another data page is retrieved. The holographic data storage system is very weak to the tilt disturbance by the Bragg effect, therefore it is necessary to detect the disk tilt angle and compensate it. In this study, we measure the amount of the tilt error using external photo detector and compensate it by rotating the angle of galvano mirror with our own algorithm.     

Movement invariants-based algorithm for medical image tilt correction

In this paper, the edge detection for a medical image is performed based on Sobel operator, and the bounding box is obtained, by which the effective medical sub-image is extracted. Then, the centroid and the normalized central moments of the medical sub-image are calculated, and the rotation angle α is obtained by minimizing the second-order central moment based on its rotation invariance. Finally, the whole medical image is rotated around the centroid by -α to correct the tilted image. Furthermore, inspired by the uniformity degree of the image, the rotation angle α is revised, which achieves a better correction effect and performance. The experimental results show that the proposed algorithms are fairly reliable and accurate for the determination of tilt angles, and are practical and effective tilt correction techniques.     

一种新的车牌倾斜校正方法

车牌的倾斜对车牌的字符分割与识别带来不利的影响.本文分析了车牌的倾斜模式,提出了一种新的车牌倾斜校正方法.该方法采用水平和垂直彩色边缘检测结合旋转投影求取车牌的水平和垂直倾斜角度,对水平倾斜的车牌进行双线性插值旋转校正,对垂直倾斜的车牌进行双线性插值错位偏移校正.实验结果表明,该方法简单实用,对光照、污迹等不敏感,抗干扰能力强.     

基于垂直线条密度质心法的车牌倾斜校正

车牌倾斜校正是车牌自动识别系统中的重要技术之一。提出了基于垂直线条密度质心法的汽车牌照倾斜校正的新方法。首先分析几种常见的车牌倾斜模式,然后先除去车牌边框及一些污点,最后把车牌图像划分成N列垂直线条,求出每列像素的质心,利用最小二乘法把每列质心拟合成一条直线,并推导出其斜率,由此确定出车牌的倾斜角度。文中给出了实验结果及分析,并与传统的Hough变换法和旋转投影法相比较,结果表明该方法精确、抗干扰性强、快速有效。     

一种新的基于Radon变换的车牌倾斜校正方法

车牌的倾斜给车牌字符分割与识别带来不利的影响。基于Radon变换,提出了一种新的车牌倾斜校正方法。对车牌图像在[-20°,20°]范围内进行Radon变换,并对变换后的结果求一阶导数绝对值的累加和,将累加和的最大值所对应的Radon变换的角度作为倾斜角度。对水平倾斜的车牌进行双线性插值旋转校正,对垂直倾斜的车牌进行双线性插值错位偏移校正。实验结果证明,该方法简单实用,对光照、污迹等不敏感,抗干扰能力强。     

基于局部投影方差的快速车牌校正方法

车牌倾斜与错切校正作为车牌识别的重要环节,虽已提出不少方法,但仍存在准确度低、效率低等不足。鉴于现有方法的不足提出一种高效的车牌倾斜与错切校正方法。首先,根据车牌图像的投影方差存在着明显的局部性规律,提取车牌的局部特征图像用于角度检测。并提出一种基于坐标旋转的最大投影方差获取方法,快速得到车牌水平倾斜角度和垂直错切角度。此外,针对字符本身的结构对于垂直错切角度检测的影响,提出相应的解决策略。最终使用3000张情况各异的车牌进行实验。实验结果表明,在正确率比现有传统方法略高的情况下,算法效率也得到大幅提升。     

基于图像矩的车牌号码倾斜校正

根据矩的旋转不变性计算倾斜车牌号码图像的质心和归一化的中心矩,得到使二阶中心矩变得最小时的旋转角α,把整个图像绕质心旋转α进行水平倾斜校正;在垂直倾斜校正中,提出了坐标相关系数法和最小二乘拟合直线法等2种校正方法,分别计算出垂直倾斜角θ,并对水平倾斜校正后的图像进行错切变换,得到最终的校正图像.实验结果表明,该方法简单实用,能快速、准确地检测出图像的倾斜角,为图像倾斜校正提供了一种有效方法.