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。     

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。     

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。     

基于椭球面模型的鱼眼图像校正方法

鱼眼镜头的大视角、短焦距等特点,使鱼眼图像校正算法成为目前图像研究的热点。提出一种椭球面校正模型,通过边缘检测算法获取特征点,运用伪特征点剔除法得到正确的特征点,利用这些真特征点得出校正模型的参数,并以网格图像为例进行研究。实验结果表明,特征点检测准确,得到的模型对网格图像的校正效果好,验证了该校正模型的准确性和有效性。     

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...     

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.     

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。     

基于最小生成树和TPS变换模型的图像拼接

本文针对图像拼接方法中的特征点匹配和变换参数求解问题,提出了一种基于最小生成树和TPS变换模型的图像拼接算法。该算法在每次迭代过程中,利用最小生成树的Laplace矩阵获取待拼接图像中特征点的匹配关系,然后估算待拼接图像之间的TPS(thinplatespline)变换参数,再利用这些参数使特征点集相互逼近,最终获得匹配关系和精确的TPS变换参数,实现图像的拼接。实验结果验证了该算法的有效性。     

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。     

多TDI-CCD拼接相机非均匀性校正方法

针对多TDI-CCD拼接相机成像存在非均匀性问题,开展了对拼接相机输出图像片内及片间综合校正算法的研究。首先,结合CCD相机特性,介绍了TDI-CCD的工作原理以及拼接相机非均匀性的产生机理。然后,分别对拼接相机片内及片间非均匀性校正的原理进行分析,提出了片内采用两点法校正、片间采用比值平均校正的综合校正算法。最后,对片内及片间综合非均匀性校正的参数标定及校正方法进行了探讨;实验结果表明,在原拼接输出图像存在8.4%非均匀性的条件下,采用片内与片间综合校正法校正后,图像非均匀性达到2.7%。该校正方法基本满足了对TDI-CCD拼接相机非均性校正的指标要求,算法有效实用。     

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。     

一种基于SIFT的图像拼接算法及其FPGA实现

图像拼接技术是进一步做图像理解的基础,为了得到更好的拼接效果并满足实时性要求,给出了一种基于SIFT匹配算法的图像拼接算法及其FPGA实现。用摄像头OV5640获取两路分辨率为1 280×720的图像数据,用Xilinx公司的FPGA完成对图像数据的采集、图像配准以及图像融合,图像融合后通过VGA显示。图像融合通过SIFT匹配算法获取左右摄像机拍摄图片的位置关系参数,用欧式距离变换算法对图像进行融合,拼接后的图像显示在屏幕上效果良好。     

基于Fourier-Meliin算法的干涉图像配准

提出了采用Fourier-Mellin算法对大孔径静态干涉成像光谱仪的原始干涉图像进行配准的方法,用于校正由于推扫平台系统姿态不稳所造成的失真.采用Fourier-Mellin算法和相位相关算法求取干涉图像的旋转角度和缩放及平移参数,并通过多帧未校正的图像和校正后的图像分别拼接成大面积地域图像来验证算法.实验结果表明,通过人眼判断,可以实现对图像的配准,配准精度达到1Pixel,基本满足将LASIS原始干涉图校正为不失真图像的要求.     

一种新颖的微机电系统微结构显微图像三维自动拼接方法

提出一种基于白光垂直扫描显微镜(White-light vertical scanning interference microscopy,WVSIM)的微机电系统(Micro electro mechanical systems,MEMS)微结构三维自动拼接方法,来获得包含完整MEMS信息的大视场、高分辨率的MEMS微结构显微图像,以满足MEMS微结构功能特征分析、评定的需要。通过分析白光垂直扫描显微成像原理,将MEMS微结构显微图像的三维拼接分解为x-y向拼接与z向高度校正。将二维图像配准的尺度不变特征变换特征匹配算法应用到MEMS微结构显微图像的三维拼接中,实现MEMS微结构显微图像的智能、鲁棒三维自动拼接。试验表明,该方法不需要超高精度的硬件,解决了任意形状MEMS微结构显微图像的高精度三维自动拼接问题。横向拼接精度可达0.8μm,纵向拼接精度小于1 nm。     

LED显示屏相机采集影像渐晕的修正

为了克服相机影像渐晕在LED显示屏逐点一致化校正过程中带来的不均匀性缺陷,从相机影像发生渐晕时的灰度分布规律出发,提出了一种基于图像平滑滤波算法的修正方法。介绍了CCD对LED显示屏进行数据采集和成像的原理;在分析其成像稳定性的基础上,描述了空域平滑滤波的原理,并选取模板对CCD采集得到的LED像素亮度空间分布做邻域平均平滑处理,得到了代表相机影像渐晕分布的曲面。最后,介绍了利用该曲面实现影像复原的算法。实验结果表明:经过对相机影像渐晕修正以后,可以使LED显示屏的显示均匀性偏差由12.9%缩小到0.73%,克服了修正前LED显示屏"中心暗、四周亮"的缺陷,达到了理想的校正效果。     

多TDI-CCD拼接相机成像非均匀性的校正

针对多TDI-CCD拼接相机存在成像非均匀性问题,开展了对拼接相机输出图像的片内及片间综合校正算法研究.结合CCD相机特性介绍了TDI-CCD的工作原理以及拼接相机成像非均匀性的产生机理.然后,分别对拼接相机片内及片间非均匀性校正的原理进行分析,提出了片内采用两点法校正,片间采用比值平均综合法校正.最后,对片内及片间综合非均匀性校正的参数标定及校正方法进行了探讨.实验结果表明,对存在8.4%非均匀性的原拼接输出图像,采用片内与片间综合校正法校正后,图像非均匀性达到了2.7%,表明该校正方法可基本满足TDI-CCD拼接相机对成像非均性校正的要求,其算法有效实用.     

一种改进的基于Harris角点的图像拼接方法

主要研究了图像拼接的优化问题,针对传统的Harris角点检测算法流程进行了改进。在通过NCC算法对特征点进行匹配的过程中,采用了一种改进的特征点描述方法,减少了常规NCC算法产生的伪匹配点,从而提高了运算的速率。为验证其有效性,该方法被应用于一个图像拼接的实例中,实验结果表明,该算法缩短了图像拼接所消耗的时间,提高了图像拼接的精度和效率,具有良好的实用性。     

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。     

轧辊外表面的曲面图像拼接算法设计

针对轧辊外表面的曲面性及摄像头视角较小的情况,为了能够准确分析轧辊表面缺陷,提出了一种全景拼接技术对轧辊表面图像进行拼接,获得完整的全景图像。首先对摄像头采集到的图像进行了图像预处理,由于拍摄轧辊的外表面,图像会产生桶型畸变,采用了柱面反投影,对产生畸变图像进行了曲面校正,然后使用了SURF特征点提取,之后通过快速近似最近邻和（FLANN）匹配算法进行匹配并运用RANSAC算法去除误匹配点,提高了变换矩阵的精度,对拼接后的图像采用了加权平均融合算法对两张图像进行了融合,消除了两张图像的拼接线,实验表明,该轧辊外表面的曲面拼接算法达到了想要的拼接效果。