計(jì)算機(jī)斷層成像技術(shù)（Computed Tomography,CT）利用X射線來(lái)獲取物體的內(nèi)部結(jié)構(gòu)信息。但過(guò)強(qiáng)的射線會(huì)對(duì)患者造成無(wú)法挽回的傷害。因此,低劑量CT重建是非常有意義的研究課題。深度學(xué)習(xí)在計(jì)算機(jī)視覺(jué)領(lǐng)域取得了非常顯著的效果,本文將深度學(xué)習(xí)與CT重建方法結(jié)合,分別從后處理,統(tǒng)計(jì)迭代,解析重構(gòu)出發(fā),提出了一種去噪結(jié)構(gòu)和兩種重建算法。新方法均能提升低劑量CT重建圖像質(zhì)量。提升低劑量CT圖像質(zhì)量最直接的方式是在圖像域?qū)D像進(jìn)行去噪,經(jīng)典的去噪算法能夠提升CT圖像質(zhì)量,但容易出現(xiàn)偽影和階梯效應(yīng)等問(wèn)題。一系列卷積去噪網(wǎng)絡(luò)能夠獲得更好的去噪效果,但容易出現(xiàn)梯度消失等問(wèn)題,本文將殘差塊引入去噪網(wǎng)絡(luò),使得網(wǎng)絡(luò)加深時(shí)不易出現(xiàn)梯度消失且具備更好的去噪效果。目前低劑量CT重建算法效果較好的是基于統(tǒng)計(jì)迭代的方法,該類方法效果的好壞關(guān)鍵在于正則項(xiàng)的設(shè)計(jì),但設(shè)計(jì)好的正則項(xiàng)往往比較困難。本文從統(tǒng)計(jì)迭代的優(yōu)化目標(biāo)函數(shù)出發(fā),采用PDHG和ADMM優(yōu)化算法的求解形式,并將其中的迫近算子替換成卷積網(wǎng)絡(luò)形式的學(xué)習(xí)算子,并進(jìn)一步化簡(jiǎn)為更一般的形式并將迭代展開(kāi)構(gòu)成一個(gè)串聯(lián)形式的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)。這種結(jié)構(gòu)不僅能夠不用顯式地給出正則表... 

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【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【部分圖文】：

低劑量CT重建

2 CT 成像重建概述T 成像物理基礎(chǔ) 使用 X 射線來(lái)獲得人體內(nèi)部結(jié)構(gòu)信息。主要利用探測(cè)器捕獲穿過(guò)人 射線。采用重建算法對(duì)探測(cè)器在不同角度下獲得的投影數(shù)據(jù)進(jìn)行重建CT 成像技術(shù)能夠給醫(yī)生提供人體特定部位完整的 3D 信息，因此被學(xué)診斷。設(shè)設(shè)備產(chǎn)生的 X 光強(qiáng)度為 ，穿過(guò)人體之后的 X 光強(qiáng)度為 ，根據(jù)得： = ¤( ) = ¤( ) 表示探測(cè)器上獲得的投影數(shù)據(jù)， 是 X 射線穿過(guò)物體的長(zhǎng)度， 表示的衰減系數(shù)。

圖 2-2 X 光穿過(guò)非均勻物體在醫(yī)學(xué)領(lǐng)域，一般將體素作為 CT 重建的基本單位。體素是指將組織劃分為勻的小塊，每個(gè)小塊均稱作體素。體素越小，代表組織被劃分得越細(xì)小，所探測(cè)器上面各接收器之間的間隔也越小，這代表針對(duì)同一個(gè)物體，探測(cè)器能更多的投影數(shù)據(jù)，從而使得重建出來(lái)的圖像質(zhì)量更好。 Radon 變換及 Radon 逆變換Johann Radon 在西元 1917 年提出 Radon 變換，Radon 變換實(shí)際上是一種積。在 CT 成像中對(duì)應(yīng)物體的投影過(guò)程。他同時(shí)也提出了 Radon 逆變換，剛好過(guò)程的逆過(guò)程，即圖像重建過(guò)程。下面主要介紹二維 Radon 變換及其逆變情況類似。令二維平面 = ( ) ，且每個(gè)位置的值 ( )在平面上的任意直線 上


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