基于平滑剪切波变换的医学磁共振图像去噪算法研究
发布时间：2021-01-09 15:07
医学磁共振图像因为其具有超高的软组织分辨力、多角度任意切层能力、多平面多参数成像能力、无需造影剂的无创性的优良特点,被广泛应用到脑部以及心脏等重要脏器的诊断和治疗中。近年来伴随着医学影像技术的迅猛发展,磁共振影像技术已经成为了医生判断患者病情不可或缺的重要手段,越来越多地受到人们的关注,自然成为了当前医学影像技术研究的热点。但磁共振图像中含有的噪声会影响图像的视觉质量,也影响着后续对磁共振图像的特征分割、分类,三维图像重建和匹配等分析和处理,因此磁共振图像的噪声估计与去除具有重大的实际意义。本文通过分析磁共振图像的成像原理和噪声的分布特性,及针对现有剪切波变换尺度函数以及方向锥结构对角部分存在的不平滑情况,改进了一种基于平滑剪切波变换（Smooth Shearlet Transform,SST）的医学磁共振图像去噪算法。该算法比传统的小波算法,在频域中拥有更多的方向选择性,可以保留更多图像细节信息;相比传统剪切波算法,SST变换在剪切波方向滤波器和低频滤波器的边界过渡更平滑,能减少频域信息的损失,提高去噪效果。医学磁共振图像经过SST变换被分解为具有多尺度多方向性的高频细节部分和低频轮...
【文章来源】：浙江工业大学浙江省
【文章页数】：96 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
原子核自旋现象示意图
是旋磁比，0 表示外部磁场强度。的讲，在符合医学成像要求的某种射频下，激励人体组织中的出射频电流信号，计算机接收并计算处理相关信号后，上述的终变成人们肉眼可见的磁共振图像[12]。我们将检测的对象置于待检测对象中的部分原子核做自旋运动；我们将一定大小的 场方向注入，其自旋角度会变大；其自旋角度增大到临界值时，将 RF 电流撤出，自旋角度减小，活跃的原子变回原始状态变过程称为弛豫过程（Relaxation Process），经历的时间称为时间包括纵向弛豫时间1T 和横向弛豫时间2T ，不同组织间弛豫差别，因此 MRI 可以针对人体不同组织的生理特点，只需一可得到多种弛豫时间的成像结果。共振返回原始状态的过程中，被检测对象会发出一段时间的信衰减[14]（Free Induction Decay，FID），被测对象的信号以叠对其进行编码以得到一种熟悉的方式来呈现磁共振数据。目前程是傅里叶变换，FID 信号的一维傅里叶变换（编码）如下图
4(e) 实部虚部数据取模得到的灰度图图 1-3 二维磁共振图像信号解码过程nsional magnetic resonance image signal decodof Magnetic Resonance （b） irtual Part Codta image (d) Imaginary part data image (e) Grby modelling real and imaginary part data-3b 为原始采集的实部与虚部编码数据，图图 1-3d 为虚部数据逆傅里叶变换图像，图算后得到的灰度图。声来源声主要源自磁共振设备和人体产生的热噪发生碰撞，造成原子能量交换，生成随机
【参考文献】：
期刊论文
[1]基于主磁场不均匀的分数域磁共振成像方法[J]. 张彦山,庞栋栋,马鹏阁,王忠勇,邸金红. 光电工程. 2018(06)
[2]核磁共振高信噪比弱信号检测的理论与实验研究[J]. 李晓南,刘国强,胡丽丽. 光谱学与光谱分析. 2018(05)
[3]一种改进正态逆高斯分布模型的图像去噪算法[J]. 兰小艳,陈莉,贾建,林皓. 计算机应用研究. 2017(10)
[4]基于改进非线性拟合的核磁共振T2谱多指数反演[J]. 吴量,陈方,黄重阳,丁国辉,丁义明. 物理学报. 2016(10)
[5]无参考图像质量评价综述[J]. 王志明. 自动化学报. 2015(06)
[6]波包Parseval框架的刻画及应用[J]. 吴国昌,曹怀信,鲁大勇. 数学学报(中文版). 2015(01)
[7]小波与双边滤波的医学超声图像去噪[J]. 张聚,王陈,程芸. 中国图象图形学报. 2014(01)
[8]利用高温超导直流量子干涉器件进行10-6T量级磁场下核磁共振的研究[J]. 李绍,任育峰,王宁,田野,储海峰,黎松林,陈莺飞,李洁,陈赓华,郑东宁. 物理学报. 2009(08)
[9]基于统计特性的小波噪声抑制在低剂量CT中的应用[J]. 王东明,卢虹冰,张军英,刘欣. 中国图象图形学报. 2008(05)
[10]Lp与△p空间的小波逼近定理[J]. 叶培新. 数学研究. 2000(04)
博士论文
[1]新型MRI造影剂的研制及基于磁性弛豫开关技术的分子诊断新方法研究[D]. 梁国海.复旦大学 2013
硕士论文
[1]单边核磁共振成像技术研究及其图像去噪[D]. 杨嘉睿.重庆大学 2017
[2]基于平移不变性的剪切波变换医学超声图像去噪算法[D]. 程义平.浙江工业大学 2016
[3]磁共振图像的去噪问题研究[D]. 蔡风琴.武汉理工大学 2013
本文编号：2966888
【文章来源】：浙江工业大学浙江省
【文章页数】：96 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
原子核自旋现象示意图
是旋磁比，0 表示外部磁场强度。的讲，在符合医学成像要求的某种射频下，激励人体组织中的出射频电流信号，计算机接收并计算处理相关信号后，上述的终变成人们肉眼可见的磁共振图像[12]。我们将检测的对象置于待检测对象中的部分原子核做自旋运动；我们将一定大小的 场方向注入，其自旋角度会变大；其自旋角度增大到临界值时，将 RF 电流撤出，自旋角度减小，活跃的原子变回原始状态变过程称为弛豫过程（Relaxation Process），经历的时间称为时间包括纵向弛豫时间1T 和横向弛豫时间2T ，不同组织间弛豫差别，因此 MRI 可以针对人体不同组织的生理特点，只需一可得到多种弛豫时间的成像结果。共振返回原始状态的过程中，被检测对象会发出一段时间的信衰减[14]（Free Induction Decay，FID），被测对象的信号以叠对其进行编码以得到一种熟悉的方式来呈现磁共振数据。目前程是傅里叶变换，FID 信号的一维傅里叶变换（编码）如下图
4(e) 实部虚部数据取模得到的灰度图图 1-3 二维磁共振图像信号解码过程nsional magnetic resonance image signal decodof Magnetic Resonance （b） irtual Part Codta image (d) Imaginary part data image (e) Grby modelling real and imaginary part data-3b 为原始采集的实部与虚部编码数据，图图 1-3d 为虚部数据逆傅里叶变换图像，图算后得到的灰度图。声来源声主要源自磁共振设备和人体产生的热噪发生碰撞，造成原子能量交换，生成随机
【参考文献】：
期刊论文
[1]基于主磁场不均匀的分数域磁共振成像方法[J]. 张彦山,庞栋栋,马鹏阁,王忠勇,邸金红. 光电工程. 2018(06)
[2]核磁共振高信噪比弱信号检测的理论与实验研究[J]. 李晓南,刘国强,胡丽丽. 光谱学与光谱分析. 2018(05)
[3]一种改进正态逆高斯分布模型的图像去噪算法[J]. 兰小艳,陈莉,贾建,林皓. 计算机应用研究. 2017(10)
[4]基于改进非线性拟合的核磁共振T2谱多指数反演[J]. 吴量,陈方,黄重阳,丁国辉,丁义明. 物理学报. 2016(10)
[5]无参考图像质量评价综述[J]. 王志明. 自动化学报. 2015(06)
[6]波包Parseval框架的刻画及应用[J]. 吴国昌,曹怀信,鲁大勇. 数学学报(中文版). 2015(01)
[7]小波与双边滤波的医学超声图像去噪[J]. 张聚,王陈,程芸. 中国图象图形学报. 2014(01)
[8]利用高温超导直流量子干涉器件进行10-6T量级磁场下核磁共振的研究[J]. 李绍,任育峰,王宁,田野,储海峰,黎松林,陈莺飞,李洁,陈赓华,郑东宁. 物理学报. 2009(08)
[9]基于统计特性的小波噪声抑制在低剂量CT中的应用[J]. 王东明,卢虹冰,张军英,刘欣. 中国图象图形学报. 2008(05)
[10]Lp与△p空间的小波逼近定理[J]. 叶培新. 数学研究. 2000(04)
博士论文
[1]新型MRI造影剂的研制及基于磁性弛豫开关技术的分子诊断新方法研究[D]. 梁国海.复旦大学 2013
硕士论文
[1]单边核磁共振成像技术研究及其图像去噪[D]. 杨嘉睿.重庆大学 2017
[2]基于平移不变性的剪切波变换医学超声图像去噪算法[D]. 程义平.浙江工业大学 2016
[3]磁共振图像的去噪问题研究[D]. 蔡风琴.武汉理工大学 2013
本文编号：2966888
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