低劑量CT圖像質(zhì)量評(píng)價(jià)方法及其性能的研究.pdf

1、計(jì)算機(jī)斷層攝影CT(Computed Tomography)具有高分辨率、成像快等優(yōu)點(diǎn)。但是CT成像時(shí)的X射線的輻射可能會(huì)造成癌癥的發(fā)病幾率。低劑量CT可減少對(duì)受檢者的X射線放射危害，但圖像質(zhì)量也會(huì)隨之下降。在保證CT成像質(zhì)量的前提下，研究人員對(duì)如何有效降低射線劑量開(kāi)展了多方面的深入研究。研究低劑量CT醫(yī)學(xué)圖像質(zhì)量評(píng)價(jià)方法，能夠檢驗(yàn)這些研究者在使用低劑量X射線條件下圖像成像的質(zhì)量。
　　主觀質(zhì)量評(píng)價(jià)方法存在耗時(shí)長(zhǎng)、實(shí)時(shí)性差等缺點(diǎn)。

2、傳統(tǒng)的客觀質(zhì)量評(píng)價(jià)方法均方誤差(Mean Square Error，MSE)和峰值信噪比(Peak Signal to Noise Ration，PSNR)只是簡(jiǎn)單的對(duì)失真圖像和參考圖像進(jìn)行像素誤差計(jì)算，沒(méi)有考慮圖像鄰域像素的局部相關(guān)性，評(píng)價(jià)結(jié)果與主觀感受存在偏差。Wang等人提出結(jié)構(gòu)相似性理論(StructureSimilarity，SSIM)，通過(guò)比較兩幅圖像的結(jié)構(gòu)信息差異來(lái)獲取圖像的質(zhì)量，該方法簡(jiǎn)單有效，但是對(duì)于失真嚴(yán)重和交叉失真

3、的圖像效果不佳?；谌祟愐曈X(jué)系統(tǒng)(Human Visual System，HVS)的算法模擬人眼的低階特性，算法準(zhǔn)確度有所提高，但是建模復(fù)雜，計(jì)算量大。
　　本文首先對(duì)傳統(tǒng)的圖像質(zhì)量客觀評(píng)價(jià)方法和結(jié)構(gòu)相似度方法進(jìn)行了深入的分析，得出它們的一個(gè)共同缺點(diǎn)是，沒(méi)有考慮到圖像像素的局部相關(guān)性，因此在很多情況下評(píng)價(jià)結(jié)果與主觀感受不相符。由于圖像相鄰像素不是孤立的，它們之間存在相關(guān)性，而馬爾可夫隨機(jī)場(chǎng)常被用來(lái)分析物理現(xiàn)象的時(shí)間或空間的相關(guān)性，

4、且能很好的模擬圖像像素的局部相關(guān)性，所以本文用馬爾可夫隨機(jī)向量場(chǎng)(Markov RandomField，MRF)對(duì)圖像進(jìn)行建模，衡量相鄰像素的局部相關(guān)性。
　　Espen Volden把互信息(Mutual Information，MI)和馬爾科夫隨機(jī)向量場(chǎng)理論有機(jī)結(jié)合起來(lái)，提出塊矢量模型，用該指標(biāo)評(píng)價(jià)兩幅圖像的冗余度取得了很好的效果。但是該指標(biāo)沒(méi)有經(jīng)過(guò)綜合圖庫(kù)驗(yàn)證其作為圖像質(zhì)量評(píng)價(jià)指標(biāo)的性能。本文用美國(guó)德克薩斯州大學(xué)圖像視頻工程