CT模体投影解析计算及其在射束硬化校正中的应用

为了开发出有效的医学诊断X射线CT(计算机断层扫描)射束硬化校正方法,结合X射线源能谱分布以及数学CT模体内各区域的几何形状和材料成分,提出一种宽能谱X射线投影解析计算方法.首先在仅考虑人体组织的前提下将CT值映射为材料成分,然后采用解析方法确定区域边界,最后根据X射线能谱分布计算投影数据.与线积分投影比较,该方法不但能够生成更真实的投影,而且能够为射束硬化校正与CT重建研究提供统一的投影数据.FORBILD头部模体实验结果表明,骨校正的骨区域CT值不一致误差比水校正的小4～5Hu,比单能谱重建的大5～6Hu.     

一种射束硬化伪影校正方法

提出了一种医用CT图像射束硬化伪影校正后处理算法。CT扫描机扫描得到的投影数据重建CT图像,对此图像进行分割,得到仅包含高密度物质的图像。分别对原始图像和高密度物质图像进行投影,并对投影数据进行校正。使用校正后的投影数据进行图像重建,得到包含校正信息的校正图像。对原始CT图像,使用校正图像进行CT值校正,得到校正后的CT图像。通过实验,验证了该后处理校正算法的有效性和稳定性。     

基于卷积神经网络的能谱CT射束硬化伪影抑制方法

X射线能谱CT探测器可以通过一次扫描,对两个不同的能量区间进行图像重建,由于重建算法基于单色X 射线源的假设,低能量重建图像会存在明显的射束硬化伪影. 为此提出了一种用于校正射束硬化伪影的卷积神经网络结构,使用大规模的体模样本进行训练:利用低能和高能重建图像共同作为网络输入以提取伪影特征,通过最小化输出和无伪影图像之间的均方误差来对低能图像进行校正.在两种不同能谱组合中的测试结果证明了该方法可以在保留物质结构特征的基础上抑制射束硬化伪影,校正后低能图像的峰值信噪比大约提高了20 dB.     

射束硬化对CT系统平面内空间分辨率的影响

探讨射束硬化对于测量CT系统平面内空间分辨率的影响,在两台相同型号规格的全身16排螺旋CT机上,进行射束硬化校正和不进行射束硬化校正两种情况下,分别计算由被测CT扫描所得小针图像的MTF曲线,然后取MTF曲线幅值的0%,2%,10%以及50%处所对应的空间分辨率线对数进行对比,进而分析射束硬化对与测量扫描系统的平面内空间分辨率的影响。结果表明,在不同层厚以及不同卷积核重建小针图像情况下,是否对图像进行射束硬化校正对于测量平面内空间分辨率的影响存在差异性不同的重建图像场景,射束硬化带来的影响趋势不同。     

基于单成分被测物体的射束硬化校正算法

经典的CT重建算法基于X射线源为单色源的假设,而实际上由于工业CT机或医用CT机的X射线是多色的,通常只能得到多色投影数据。若直接用多色投影数据来重建图像,就会出现射束硬化伪迹,这种硬化伪迹如果不校正就会影响医学诊断和工业检测的结果。本文通过对计算机断层成像中射束硬化产生的原因分析,给出了基于单成分被测物体的射束硬化校正算法,并对算法进行了数值模拟。     

基于重建图像全角度前投影的硬化校正方法

现有的硬化效应校正方法依赖于射线频谱等先验条件,校正过程较为复杂,因此提出一种基于重建图像全角度前投影的硬化校正方法.对重建后的图像进行区域分割,提取出杯状伪影主要影响的组织区域;然后进行基于像素点的全角度前投影,获得校正基算子;再将校正基算子及其高次方乘积进行线性组合获得校正算子,并将此校正算子应用于原图像从而达到校正的目的.水模、头模和西瓜的校正结果显示,本方法对单物质及近人体的物质重建图像的硬化效应均有较好的校正效果.     

基于最优投影逼近法的X射线硬化校正

射束硬化是导致CT重建图像下降的物理原因之一.该文分析了射束硬化校正的常用方法,比如线性化方法、基于原始投影正弦图的校正方法,并在此基础上提出了一种适用于非圆形检测对象的最优投影逼近法.该方法将射线穿透距离最短的扫描角度作为最优投影角度,将该角度下的原始投影作为校正标准,并建立硬化校正方程,通过牛顿迭代法解得各个投影角度下的校正值.实验结果表明,采用本文方法进行硬化校正后,由射束硬化引起的杯状伪影得到较好地抑制.该方法具有自适应性,执行效率高,并且可以推广到多材质扫描对象的硬化校正.     

基于多色系统参数的CT硬化校正算法

为提高工业CT中的图像质量,提出了一种校正X射线多色性产生的硬化现象的方法。该方法利用多色系统参数,将多色投影数据通过多项式运算转化为单色投影数据。定义了多色系统参数,证明了该参数在中能量段(0.3～5.0MeV),中低原子序数物质条件下,近似与被扫描物体无关的性质,并给出了获得该参数的方法。用该方法对模拟截面进行了硬化校正数字模拟实验。校正结果和真实值符合的很好。与现有的硬化校正方法相比,该方法不需进行迭代,不需要准确的先验知识,校正速度快和应用灵活是其主要优势。     

基于投影的CT图像金属伪影非线性权重校正

为抑制计算机层析造影(CT)系统重建图像中出现的金属伪影,提高图像的质量,采用一种基于金属投影非线性权重衰减的方法进行校正。对原始的投影直接重建,在得到的图像中利用阈值分离出金属区域,并重新对该金属区域进行投影,便得到原始的投影中金属投影的区间。只对该金属投影进行合适的非线性衰减。再用传统的滤波反投影方法重建图像。数值模拟表明,该方法不但能基本消除由射线硬化和射线剧烈衰减而引起的金属伪影,而且能保留金属信息,同时能增强金属区域不同部分之间的对比度,使得重建图像的质量得到很大的提高。该算法计算复杂度较小,实现简单,具有较高的实用价值。     

基于仿射投影的光线空间插值方法

为有效处理不同视点图像中对应区域的不同形变和噪声污染,提高所绘制的视点图像的质量和速度,提出了一种基于仿射投影的光线空间插值方法.该方法首先利用尺度不变特征变换进行特征检测和图像配准,计算出相应图像对之间的仿射变换矩阵,然后利用仿射变换投影进行光线空间插值,并在小波变换域绘制出虚拟视点图像.实验结果表明,采用文中方法绘制的虚拟视点图像的峰值信噪比和计算时间均优于传统的块匹配插值和视差域滤波插值方法.     

基于仿射变换和透视投影的摄像机镜头畸变校正方法

依照摄像机成像过程,提出了一种方便快捷的摄像机镜头畸变精确校正方法。基于逆向摄像机镜头校正模型、仿射变换和透视变换,推导了从标准靶标图像坐标到理想图像坐标之间的精确函数关系,采用最小二乘估计对畸变参数求解,利用双线性插值法还原理想图像,并给出了详细的实验过程和实验结果。结果表明,该方法具有对实验条件要求低、算法运行速度快、校正结果精确等特点,适用于自动实时校正环境。     

基于CT技术的投影重建模型研究

CT技术作为一种非接触式检测技术,能在获取样品内部信息的同时保持其完整性,在医疗检测、地质勘探领域有广泛应用.本文对一种CT系统经典模板巧妙地进行了几何分析,改进了两种常用成像模型,建立了投影重建模型,提高了标定精度和稳定性.最后在此基础上对模板进行了改进和推广.     

基于分块子空间投影的无源雷达干扰抑制方法

为了解决GPS辐射源雷达各通道干扰抑制不彻底和计算量较大的难题,提出了基于分块子空间投影的干扰抑制方法,并对其性能进行分析.将回波通道的接收信号均匀分块后并行处理.首先,将信号投影到干扰子空间的正交补子空间内,完成多径干扰抑制;然后,给出强目标回波旁瓣干扰存在的判断准则;最后,将信号投影到强目标子空间的正交补子空间内,...     

基于子空间投影SVD的MIMO穿墙雷达杂波抑制方法

在穿墙雷达成像中,墙体的强反射信号会干扰墙后目标的成像与检测,甚至湮没临近墙体的目标.传统的空域滤波法从回波幅值出发,通过空间域线性滤波实现对墙体杂波的抑制.然而,该方法在墙体与目标临近的情况下效果较差,且不适用于MIMO穿墙雷达.本文针对超宽带MIMO穿墙雷达成像过程中墙体杂波抑制问题,提出了一种基于子空间投影的奇异值分解方法,该方法从信号回波的特征出发,通过回波信号矩阵最主要的一个或几个奇异值成分确定墙杂波子空间,再利用正交子空间投影去除回波信号中的墙杂波成分.MATLAB仿真结果表明,提出的墙体杂波抑制方法在消除墙体杂波对目标成像结果的影响方面效果更佳,还能消减随机噪声等弱干扰杂波,抑制多目标探测中的虚假成像,改善成像质量,实现目标的精确成像.     

赤平投影方法在古地磁要素倾斜校正中的应用

针对在利用古地磁要素定量确定板块运动中,实测的古地磁要素需进行倾斜校正,古地磁学家所用的数学方法进行校正等问题,采用赤平投影方法,从古地磁的基本原理入手,重点介绍了赤平投影方法在古地磁要素倾斜校正中如何应用。得出赤平投影方法可以应用于古地磁要素的倾斜校正中,并且具有操作简单、直观的特点。     

一种带有投影校正步的部分并行分离方法

为了解决带有线性约束的可分凸优化问题,提出了一种带有投影校正步的部分并行分离方法,该方法在预测步中充分利用了目标函数可分的结构特点,投影校正步的使用,确保了方法的收敛性;最后通过计算数值例子展示了算法的可行性与有效性.     

基于灭点的透视校正和空间定位的方法研究

由于光学镜头的成像特性,并且摄像机成像平面与景物平面间存在着倾角和转角,因而光学镜头摄像机获取的图片存在非线性的几何畸变,在对图像进行测量和定量分析之前,应消除这些畸变。为此,应用透视投影的灭点形成原理和双线性插值方法,研究了一种图像透视投影的校正方法,在校正后的图像基础上,建立图像坐标系和世界坐标系的关系模型,利用最小二乘法,实现空间定位。实验结果表明,利用该方法可得到的理想的校正结果,定位精度比较准确,方法简便实用,实际应用表明,该方法是可靠有用的。     

基于灭点的透视校正和空间定位的方法研究

由于光学镜头的成像特性,并且摄象机成像平面与景物平面间存在着倾角和转角,因而光学镜头摄象机获取的图片存在非线性的几何畸变,在对图像进行测量和定量分析之前,应消除这些畸变。为此,应用透视投影的灭点形成原理和双线性插值方法,研究了一种图像透视投影的校正方法,在校正后的图像基础上,建立图像坐标系和世界坐标系的关系模型,利用最小二乘法,实现空间定位。实验结果表明,利用该方法可得到理想的校正结果,定位精度比较准确,方法简便实用,实际应用表明,该方法是可靠有用的。     

基于SDN-GMM网络的低剂量双能CT投影数据去噪方法

低剂量双能计算机断层扫描成像(DECT)技术可以在提供人体内部结构及组织成分信息的同时减少X射线辐射剂量.然而,剂量的降低会导致DECT重建图像中出现大量的噪声及伪影,从而影响对疾病的精确诊断.为实现在低剂量条件下重建出高质量的DECT图像,提出了一种采用混合高斯模型的正弦图去噪网络来进行伪影及噪声消除.该网络由两部分...     

基于投影的组合判别方法

由于数据的复杂性,一般的投影判别方法在应用上有一定的局限性,本文引入权重因子对不同投影方法进行组合,从而提出一种组合判别方法,以提高判别回代正确率与预测效果.通过实际例子和模拟数据验证了组合判别模型的判别效果良好,回代正确率比单一判别方法高,预测效果也优于单一判别方法.