基于BM3D算法和漸進式投影的CT圖像重建.pdf

1、計算機斷層成像技術(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)原始信號問題提供了新的解決思路。壓縮感知理論認(rèn)為，如果一個原始信號能夠在某種基上進行稀疏表示，那么這個信號就能用遠低于奈奎斯特采樣率的采樣數(shù)據(jù)進行恢復(fù)。本文通過研究三維塊匹配濾波器(BM3D)對于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，通過實驗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，實驗表明這種方法能夠獲得更好的重建效果。
　　通過對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式選擇投影重建方法。這種方法首先對物體進行少量的投影，粗略的重建出一個斷層圖像，然后根據(jù)這個圖像的結(jié)構(gòu)信息有目的地進行投影選擇，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行重建提供了