本文關(guān)鍵詞：基于BM3D算法和漸進(jìn)式投影的CT圖像重建，，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：計(jì)算機(jī)斷層成像技術(shù)(CT)作為重要的醫(yī)療診斷工具在臨床醫(yī)學(xué)中得到了廣泛的應(yīng)用,它能夠在不同角度獲得X射線穿過物體產(chǎn)生的投影數(shù)據(jù),利用相應(yīng)的重建算法重建出身體某一部位的斷層圖像。然而在實(shí)際應(yīng)用中由于輻射劑量或者病人狀態(tài)的限制,不能獲得完整角度的投影,在這種稀疏角度或者有限角度下的重建圖像存在嚴(yán)重的偽影和噪聲。本文主要研究了在不完全投影數(shù)據(jù)下如何恢復(fù)較高質(zhì)量的斷層圖像。 壓縮感知理論的快速發(fā)展和應(yīng)用,為解決CT領(lǐng)域這種由稀疏采樣數(shù)據(jù)恢復(fù)原始信號(hào)問題提供了新的解決思路。壓縮感知理論認(rèn)為,如果一個(gè)原始信號(hào)能夠在某種基上進(jìn)行稀疏表示,那么這個(gè)信號(hào)就能用遠(yuǎn)低于奈奎斯特采樣率的采樣數(shù)據(jù)進(jìn)行恢復(fù)。本文通過研究三維塊匹配濾波器(BM3D)對(duì)于CT圖像的作用,提出了一種基于BM3D和代數(shù)迭代方法的重建算法,通過實(shí)驗(yàn)表明該方法能夠在不完全投影數(shù)據(jù)下有效地恢復(fù)CT斷層圖像,與全變差最小化方法相比有更好的重建質(zhì)量。通過在更少的投影角度下進(jìn)一步研究這種BM3D方法與全變差最小化方法各自的優(yōu)勢(shì),提出了一種BM3D方法與全變差最小化方法相結(jié)合的迭代重建方法,實(shí)驗(yàn)表明這種方法能夠獲得更好的重建效果。 通過對(duì)CT圖像重建領(lǐng)域的測(cè)量矩陣的研究,本文提出了一種漸進(jìn)式選擇投影重建方法。這種方法首先對(duì)物體進(jìn)行少量的投影,粗略的重建出一個(gè)斷層圖像,然后根據(jù)這個(gè)圖像的結(jié)構(gòu)信息有目的地進(jìn)行投影選擇,更新斷層圖像后繼續(xù)主導(dǎo)下一步的投影選擇,最后使得重建圖像收斂到最優(yōu)解。這種射線選擇方法為如何在投影角度下選擇更少的射線進(jìn)行重建提供了一種選擇方案,實(shí)驗(yàn)表明這種方法相比其他投影選擇方式在重建效果上有所提高。 最后,本文對(duì)文章的核心內(nèi)容進(jìn)行了總結(jié),并對(duì)CT重建方法進(jìn)行了展望。
【關(guān)鍵詞】：CT 壓縮感知 BM3D 投影選擇
【學(xué)位授予單位】：大連理工大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2013
【分類號(hào)】：R197.39;TP391.41
【目錄】：

• 摘要4-5
• Abstract5-7
• 目錄7-9
• 1 緒論9-14
• 1.1 課題研究背景和意義9-11
• 1.2 不完全投影數(shù)據(jù)圖象重建研究現(xiàn)狀11-12
• 1.3 本文的主要工作和章節(jié)安排12-14
• 2 計(jì)算機(jī)斷層成像技術(shù)的基本原理與重建方法14-26
• 2.1 CT成像物理基礎(chǔ)14
• 2.2 CT圖像重建數(shù)學(xué)基礎(chǔ)14-19
• 2.2.1 濾波反投影重建算法16-17
• 2.2.2 代數(shù)迭代重建算法17-19
• 2.3 壓縮感知理論19-21
• 2.3.1 稀疏表示19-20
• 2.3.2 觀測(cè)矩陣20
• 2.3.3 重構(gòu)算法20-21
• 2.4 基于全變差最小化的CT圖像重建算法21-25
• 2.4.1 全變差最小化算法描述21-23
• 2.4.2 實(shí)驗(yàn)結(jié)果對(duì)比23-25
• 2.5 本章小結(jié)25-26
• 3 BM3D濾波器在CT圖像重建中的應(yīng)用26-43
• 3.1 BM3D濾波器原理26-28
• 3.2 基于BM3D和ART的重建算法28-37
• 3.2.1 算法描述28-30
• 3.2.2 實(shí)驗(yàn)與分析30-37
• 3.3 BM3D濾波器與TV最小化相結(jié)合的迭代重建算法37-41
• 3.3.1 算法的提出37-38
• 3.3.2 實(shí)驗(yàn)結(jié)果與分析38-41
• 3.4 本章小結(jié)41-43
• 4 漸進(jìn)式選擇投影重建方法43-53
• 4.1 CT中的測(cè)量矩陣43
• 4.2 模型與方法43-46
• 4.2.1 投影角度的選擇44-45
• 4.2.2 圖像的邊緣提取45
• 4.2.3 射線的選取45-46
• 4.3 實(shí)驗(yàn)與分析46-52
• 4.4 本章小結(jié)52-53
• 5 結(jié)論與展望53-55
• 5.1 結(jié)論53
• 5.2 工作展望53-55
• 參考文獻(xiàn)55-58
• 攻讀碩士學(xué)位期間發(fā)表學(xué)術(shù)論文情況58-59
• 致謝59-60

【參考文獻(xiàn)】

中國期刊全文數(shù)據(jù)庫 前2條

1 張順利;張定華;王凱;黃魁東;李衛(wèi)斌;;一種基于ART算法的快速圖像重建技術(shù)[J];核電子學(xué)與探測(cè)技術(shù);2007年03期

2 張順利;ART算法幾種重建模型的研究和比較[J];航空計(jì)算技術(shù);2005年02期

  本文關(guān)鍵詞：基于BM3D算法和漸進(jìn)式投影的CT圖像重建，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

本文編號(hào)：424388