改进的CT图像环形伪影校正方法研究

发布时间：2017-09-20 14:39

  本文关键词：改进的CT图像环形伪影校正方法研究

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【摘要】：CT(Computed Tomography)技术不仅能清晰精确地显示物体内部细节的结构关系及缺陷状况,还能定量算出细节的辐射吸收数据,得出物质组成,因此已广泛应用于医学病情诊断和工业的缺陷识别及属性测量等领域。CT图像环形伪影是由探测器像元响应不一致等因素造成,使CT图像的质量下降,给图像噪声处理以及图像分割等后续处理造成困扰,降低了图像的识别能力和测量精度。在临床上由于伪影与病理组织图像表现相似可能导致误诊。因此最大程度的减少环形伪影是十分必要的。本论文根据环形伪影在正弦图和重建后图像中的特点提出了两种校正方法:基于弦图分集差分的环形伪影校正法和基于极坐标改进二维低通滤波的环形伪影校正法。基于弦图分集差分的环形伪影校正法是一种图像重建前的处理方法。该方法在提取伪影信息时,将CT图像的投影正弦图依次进行所有行的像素各自按列叠加求和后采用空域微分处理,避免了传统阈值判断伪影方法中阈值难以选择的问题。且对伪影数据的校正都是按列进行,可避免传统插值法中校正伪影数据受相邻数据干扰。最重要的是该方法可对初步处理后的图像进行分子集再次处理,能够有效去除残留的弧形伪影数据,使重建的CT图像完全去除残留伪影。基于极坐标改进二维低通滤波的环形伪影校正法是图像重建后的处理方法。该方法为了解决常用的二维低通滤波法在过滤伪影信息时,会将原图像中的高频信息一同过滤,设计了一种带狭缝的二维低通滤波器,通过坐标转换,对极坐标图像的频域信息进行滤波,在去除线性伪影的同时能尽可能地保证原始图像细节信息。再经过傅立叶逆变换和坐标逆变换可得到去除环形伪影的校正图像。利用上述两种校正方法分别对实验室仿真CT图像和真实CT图像进行了校正实验,结果表明两种方法都能有效去除环形伪影。基于弦图的方法是在图像重建前进行数据处理,所以更好地保证了图像的分辨率。基于极坐标的方法在得不到投影数据的情况下可有效去除重建图像中的环形伪影。
【关键词】：CT图像 环形伪影 投影正弦图 伪影校正
【学位授予单位】：西安科技大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：R814.42;TP391.41
【目录】：

• 摘要2-3
• ABSTRACT3-7
• 1 绪论7-11
• 1.1 课题研究的背景和意义7-8
• 1.2 研究现状8-10
• 1.2.1 CT的发展现状8
• 1.2.2 环形伪影校正的研究现状8-10
• 1.3 论文的结构安排10-11
• 2 环形伪影的产生及影响11-26
• 2.1 CT成像系统简介11-13
• 2.2 CT图像重建算法概述13-19
• 2.2.1 CT图像重建的物理基础13-14
• 2.2.2 采样几何和正弦图14-16
• 2.2.3 滤波反投影算法16-19
• 2.3 环形伪影的产生原因19-23
• 2.4 环形伪影的特点及影响23-25
• 2.5 本章小结25-26
• 3 环形伪影校正的现有方法介绍26-33
• 3.1 对硬设备进行改进的校正法26-28
• 3.2 对原始采集数据的校正28-30
• 3.3 对投影正弦图的校正30-31
• 3.4 对重建图像的校正31-32
• 3.5 本章小结32-33
• 4 基于弦图分集差分的环形伪影校正法33-48
• 4.1 环形伪影的仿真实现34-36
• 4.2 环形伪影的差分校正法36-41
• 4.2.1 按列求和增强伪影37-39
• 4.2.2 空域微分提取伪影39-41
• 4.2.3 求均值做差去除伪影数据41
• 4.3 划分子集处理残留伪影41-44
• 4.4 实验结果和分析44-47
• 4.4.1 实验结果44-46
• 4.4.2 分析和总结46-47
• 4.5 本章小结47-48
• 5 基于极坐标改进二维低通滤波的环形伪影校正法48-56
• 5.1 基于重建图像校正环形伪影的常用方法48-49
• 5.2 改进的基于极坐标的环形伪影校正法49-54
• 5.2.1 直角坐标系变换为极坐标系50-51
• 5.2.2 傅立叶变换与低通滤波器的设计51-53
• 5.2.3 傅立叶逆变换及坐标逆变换53-54
• 5.3 实验结果和分析54-55
• 5.3.1 实验结果54-55
• 5.3.2 分析和总结55
• 5.4 本章小结55-56
• 6 总结与展望56-58
• 6.1 论文工作总结56
• 6.2 工作展望56-58
• 致谢58-59
• 参考文献59-61

【参考文献】

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本文编号：888677