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。     

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。     

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.     

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。     

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...     

基于残差编解码网络的CT图像金属伪影校正

金属伪影校正对提高CT图像清晰度具有重要意义。针对金属伪影校正研究中伪影消除不彻底、组织结构缺失等问题,提出一种基于残差编解码网络的金属伪影去除(RED-CNN-MAR)方法。首先,使用RED-CNN网络实现由金属伪影图像到无金属伪影图像的端到端映射,在卷积层之后引入BN层提高网络训练精度和加快收敛速度;并且将原始图像、线性插值(LI)图像、射束硬化校正(BHC)图像作为RED-CNN网络的三通道输入,以融合不同校正方法的优势。接着,对该网络的输出图像在投影域进一步做组织处理;最后利用滤波反投影重建得到校正后的无金属伪影图像。经实验分析,经过RED-CNN-MAR方法校正后的图像RMSE减小了0.000 7,PSNR和SSIM分别提高了0.59 dB、0.002 8。实验结果表明,该方法可以有效地抑制金属伪影,重建出清晰的结构细节。     

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。     

基于线框模型的锥束CT几何参数校正方法

锥束CT几何参数偏差会导致重建图像畸变或图像模糊。针对工程实际中锥束CT系统初装和应用中的几何参数偏差与漂移,提出了一种改进的基于线框模型的几何参数测量与校正方法。通过对探测器两次不同径向位置的线框模型投影图像进行分析和处理,计算出源-探测器距离及源-旋转中心距离,并确定探测器纵向位置;通过对模型在两次互为180°的投影图像分析,确定探测器横向位置;在此基础上,根据模型参数及其投影图像的测量值求解其他几何参数;最后,用物体投影数据进行带参数重建,获得校正后的重建图像。实验结果表明,该方法能精确求解各几何参数偏差,通过校正可有效减少图像伪影,其主要参数探测器绕其法线旋转角的测量精度可达到0.03°,探测器沿其行和列方向的平移测量精度分别可达到0.03和0.06 pixel,其抗噪性好精度高。同时,该方法降低了对模型安装精度的严格要求,有较高工程实用价值。     

锥束CT圆轨迹半覆盖扫描的几何校正

研究了一种高精度的几何校正方法用于对锥束CT圆轨迹半覆盖成像进行几何校正.首先,使用Otsu算法分割体模投影中钢球所在的区域,并计算质心坐标.然后,采用最小二乘算法对质心进行椭圆拟合,并根据椭圆参数采用Cho的全覆盖几何校正算法计算探测器的旋转角度.最后,顺时针旋转质心,求得旋转的角度后,再次进行椭圆拟合,并根据得到的椭圆参数采用Noo的全覆盖几何校正算法计算除探测器倾斜角之外的所有几何参数.实验结果表明:探测器旋转角和偏转角的测量精度分别为0.02°和0.01°;射线源到探测器和到旋转轴的距离的测量精度分别为0.05 mm和0.01 mm;射线源在探测器上投影坐标的计算精度分别为0.07 mm和0.15 mm.由得到的结果可知,所提出的校正方法有效地去除了几何伪影的干扰,满足半覆盖成像图像重建的要求.     

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.     

射线源平移扫描 CT 解析重建算法研究

微焦CT通过圆周扫描可对处于视场内的物体实现高分辨力成像。针对超出视场的大物体CT成像,一种射线源平移扫描CT(STCT)被提出。STCT采用射线源直线运动的方式采集投影数据,具有结构简单、应用灵活等特点。由于在STCT扫描过程中,每个位置的射线只能照射到部分物体,投影数据存在截断。为了提高重建效率和处理截断投影数据,提出了基于数据重组的滤波反投影重建算法(rFBP),该算法基于STCT扫描特性和X射线衰减性质,通过对置射线源采样点与探测器像元,将截断投影数据重组为全局投影数据,并在此基础上推导了rFBP算法表达式。仿真和实物实验结果验证了rFBP算法的有效性与实用性,重建时间综合缩短至SIRT算法的0.6%。rFBP算法能避免截断伪影,准确、高效地重建STCT图像。     

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。     

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.     

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.     

CT图像伪影故障处理经验分享

在各大医院的日常计算机体层摄影设备（CT）使用过程中，图像的伪影是最常见的CT故障之一。伪影是指在原本被扫描物体的真实图像中插入各种各样的图纹（如射线状线条﹑横竖状线条﹑环形线条﹑网格状的线条﹑局部图像分辨率差等），使得真实图像严重失真。轻度的伪影会影响图像美观，但是不影响医学诊断；严重的伪影不但影响图像美观，同时影响现代医学的诊断，造成误诊，所以排除图像伪影故障是维修人员的必修课。本文结合医院CT使用过程中出现的一些伪影故障，详细描述检修过程，希望能给相关的维修人员提供有价值的参考。     

扇束X射线ICT中环状伪影的一种校正方法

在扇束X射线ICT系统中,由于探测器响应不一致性,在重构图像上会引起环状伪影.为解决这个问题,提出了一类可以抑制探测器响应不一致性,从而能消除环状伪影的扫描采样方式;归纳、分析了这类扫描方式所必须满足的一个条件.计算机模拟和实验证明,在满足这个条件的扫描采样方式下,具有响应不一致性的探测器获取的投影数据无须任何额外的处理,即可使用相应的滤波反投影重构算法,重构出环状伪影显著减弱的图像.     

基于Delaunay三角剖分的多相流射线层析成像

为提高多相流CT系统重建图像质量,提出基于Delaunay三角剖分的射线层析成像方法.根据模型构造点集,对管道截面进行多尺度Delaunay三角剖分,根据三角形重心在探测阵列上的投影到其最近探测阵列元的归一化距离,确定各剖分单元的投影系数,并采用不同的重建算法进行图像重建.仿真与实验结果表明,该方法可利用少量投影数据重建图像,改善了工业多相流检测中投影数据不完整造成的图像失真;与均匀剖分相比,多尺度剖分明显改进了图像精度和实时性.