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.     

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.     

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.     

一种快速自旋回波的受激回波伪影校正方法

研究了快速自旋回波产生受激回波的原理,以及受激回波与射频脉冲相位角之间的关系.针对快速自旋回波脉冲序列提出了一种受激回波伪影校正方法.通过两次激发分离出自旋回波与受激回波,然后调整预散相梯度的面积使受激回波与自旋回波中心重合,并修改180°回聚脉冲相位角使受激回波与自旋回波同相位.在1.5T超导磁共振成像系统对校正方法进行了验证,经过受激回波伪影校正后,快速自旋回波图像的信噪比提高了57.08%,图像伪影降低了76.12%.实验结果表明,所提出的方法可以有效抑制受激回波对快速自旋回波成像的影响,提高了图像质量.     

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。     

基于对抗式多任务学习的医学CT图像金属伪影去除方法

人体中的金属植入物会导致X射线计算机断层扫描(Computed Tomography,CT)图像中存在金属伪影,使图像质量大幅降低,目前已有许多利用深度学习(Deep Learning,DL)的方法一次针对一帧CT图像来去除金属伪影(Metal Artifact Reduction,MAR),但患者经CT扫描后得到的大...     

一种磁共振脑功能成像的头部移动校正方法

在磁共振脑功能成像（functional magnetic resonance imaging,fMRI)试验中，头部很小的移动就会对试验结果产生不良影响，因此在对数据统计分析之前要求进行移动校正。本文利用LMF（levenberg-mrquardt-fletcher)算法极小化参考图像和校正图像之间的残差平方和自动校正fMRI图像，根据多分辨率金字塔结构由粗到细地搜索最优解，既可以较快的收敛，又可以考虑较大的移动。     

Axial Cone Beam Reconstruction with Asymptotic Trajectory Extrapolation Implemented by 3-D Weighting Scheme

Axial scan along circular trajectory has been the most desirable in clinical and preclinical applications.However,due to the violation of the data sufficiency condition,the reconstruction accuracy of axial scan deteriorates rapidly with increasing detector z-dimension.A number of algorithms have been proposed thus far to improve the reconstruction accuracy.It is well understood that,the larger the radius of circular trajectory,the more accurate the reconstruction.Ultimately,the reconstruction becomes accura...     

浅谈大尺寸箱形截面梁的热校正

本文简要介绍了大尺寸箱形截面梁热校正的方法，包括校正原则及步骤，配重物重量的选择，烘烤三角形的画法等。     

基于单应的大倾角图像的几何纠正

针对手持相机获得的图像倾角较大,并且摄取的前后图像之间存在旋转,提出了一种基于计算机视觉中单应原理的几何纠正方法.绕同一摄像中心拍摄的两幅图像之间不存在视差,两图像平面的单应关系H,可以通过它们各自的摄影矩阵P,经过分解后重新组合得到.该方法经试验论证简单、有效.     

亮色分离的饱和图像校正方法

针对图像饱和产生的偏色和细节丢失问题,提出了一种在YCbCr色彩空间进行的饱和图像校正方法。在校正时不仅考虑用邻域颜色去校正饱和像素,同时参考了该像素的不饱和通道信息。在单通道饱和像素校正中,设定校正点位于原饱和通道方向的延长线上,且为该线与邻域加权平均颜色组成的直线的最短距离点。由于校正是在YCbCr三维空间进行的,因此校正像素的亮度值被同时固定。在双通道饱和像素校正中,校正点颜色用邻域颜色相关性恢复,亮度值通过参考不饱和通道原始数值计算恢复。在3通道饱和像素校正时,对校正点颜色使用邻域恢复,而对亮度采用了梯度保持的方法。实验结果表明,该方法能更有效地校正RAW格式图像和处理后图像的颜色和亮度,并尽量保持不饱和区域的图像信息。     

Emission-Based Scatter Correction in SPECT Imaging

Scatter correction in single photon emission computed tomography(SPECT) has been focused on either using multiple-window acquisition technique or the scatter modeling technique in iterative image reconstruction.We propose a technique that uses only the emission data for scatter correction in SPECT.We assume that the scatter data can be approximated by convolving the primary data with a scatter kernel followed by the normalization using the scatter-to-primary ratio(SPR).Since the emission data is the superpo...     

鱼眼视频图像畸变的实时校正方法

采用鱼眼图像的球面投影模型,提出一种基于鱼眼透镜球面投影的实时校正方法.该方法将鱼眼图像映射在5个图像平面上,解决了鱼眼视频图像畸变严重,观测视觉体验效果较差的问题;根据图像在计算机中的内存布局,对校正算法中的空间映射计算和内存存储空间进行了优化,提高了算法的执行效率,减少了算法的内存消耗.实验结果表明,该方法能显著改善鱼眼图像的显示效果,对单帧图像的处理时间仅为18.37ms,能满足鱼眼视频图像实时校正的需要.     

连续性健美操动作图像视觉误差校正方法分析

为了解决传统方法校正后图像容易出现模糊或锯齿效应,视觉误差校正效果不好的问题,研究了一种新的连续性健美操动作图像视觉误差校正方法。通过JAI相机(丹麦)逐行扫描电荷耦合器件(CCD)相机转换成视频信号,得到的信号通过图像采集卡采集,转化成PC机可处理的数字信号,通过全息投影获取连续性健美操动作图像。按照视觉误差完成对图像像素集视差函数的配准,通过向量量化技术实现对图像的亚像素级模板匹配,对经处理的连续性健美操动作图像进行分形编码处理,为视觉误差校正提供依据。对连续性健美操动作图像进行编码和解码处理,求出和原始图像间的误差,获取误差图像,对其进行插值处理,获取误差补偿结果,实现连续性健美操动作图像视觉误差校正。结果表明:经所提方法处理后的图像无显著的视觉误差,峰值信噪比和结构相似性很高。可见所提方法主观和客观评价结果好。     

精确CCD光束参数测量与评价系统的设计

以ＩＳＯ相关的标准为依据,经过深入的理论研究和精度分析设计了一套高精度光束质量测量系统。介绍了光束质量测量系统的理论基础,硬件的整体结构和软件的重要组成模块,并通过测量实验加以验证。研究表明,精确的ＣＣＤ光束参数测量必须由一套科学级ＣＣＤ系统和完备的软件计算算法组成。     

Correction of Breathing Motion in the Thorax for Helical CT

This paper investigates a reconstruction method for helical computed tomography which compensates for the motion artifacts in the thorax caused by patient breathing.The method takes into account a motion vector field determined from a four-dimensional(4-D) uncompensated image data set.Surface models of the lung and the ribs are tracked through the 4-D data set to create motion information within the entire thorax.Finally,an image is reconstructed using motion compensated back-projection.The results show tha...