基于BM3D算法和漸進(jìn)式投影的CT圖像重建.pdf

1、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)

2、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

3、的優(yōu)勢，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