PET圖像邊緣保留去噪方法研究.pdf

1、惡性腫瘤已經(jīng)成為導(dǎo)致死亡的主要原因之一，而計算機斷層掃描(ComputedTomography，CT)、磁共振成像(Magnetic Resonance Imaging，MRI)、正電子發(fā)射斷層掃描(Positron Emission Tomography，PET)等影像可為腫瘤診斷、分期、放療計劃和療效評估提供科學(xué)依據(jù)。PET功能影像能夠反映人體的新陳代謝、生理生化過程，在腫瘤診療中的作用不可替代，但PET影像噪聲很大。本文針對PET

2、影像及其噪聲分布特點，提出了一種多方向幾何非線性擴散濾波(Multi-Directional Geometric Nonlinear Diffusion Filtering,MD-GNLDF)去噪方法和一種非局部幾何非線性擴散濾波(NonLocal Geometric Nonlinear DiffusionFiltering，NL-GNLDF)去噪方法，具體情況如下：
　　(1)幾何非線性擴散濾波(Geometric Nonlin

3、ear Diffusion Filtering，GNLDF)僅考慮了影像水平方向和豎直方向上的邊緣信息，但邊緣方向?qū)嶋H上是多變的。本文對噪聲像素點和邊緣像素點模型進行了深入的分析，提出了多方向幾何非線性擴散濾波器。根據(jù)像素8-鄰域方向梯度幅值之間的差異大小判斷像素點是邊緣點還是噪聲點。若是噪聲點，則按照水平、豎直、主副對角線四個方向進行擴散;若是邊緣點，則僅沿該點邊緣方向進行GNLDF擴散。我們發(fā)現(xiàn):與GNLDF相比，多方向幾何非線性擴

4、散圖像去噪方法在峰值信噪比(Peak Signal Noise Ratio，PSNR)方面提高1.56dB以上，均方根誤差(Root Mean Square Error，RMSE)降低0.001以上，而圖像增強因子(Image Enhancement Factor，IEF)提高2.37以上。
　　(2)GNLDF用于CT時能獲得較好的去噪效果，但用于PET影像去噪時會出現(xiàn)塊狀現(xiàn)象。NL-GNLDF首先計算PET影像的幾何非線性擴散

5、系數(shù)，然后對該擴散系數(shù)進行非局部鄰域加權(quán)平均，最后，用非局部加權(quán)平均后的擴散系數(shù)對PET影像進行幾何非線性擴散濾波。通過對幾何非線性擴散系數(shù)的非局部鄰域加權(quán)平均，不僅能夠消除GNLDF的塊狀現(xiàn)象，而且能夠較大地提高各項影像性能指標，增強圖像視覺效果。事實上，與PURE-LET相比，使用非局部幾何非線性擴散方法進行PET去噪實驗，PSNR提高約1.2dB，RMSE降低約0.00064以上，結(jié)構(gòu)相似度(Structural Similari