基于先验图像约束压缩感知多能CT重建算法

发布时间：2025-01-09 04:13

　　 由不同材质构成且材质之间密度相差较大的工件进行单一能量CT重建时无法获取完整内部结构.为获得结构信息完整的高质量CT重建图像,研究了基于先验图像压缩感知多能重建方法.首先从低到高依次采集多个能量下的投影数据,并用凸集投影-全变分最小化(POCS-TVM)算法对最低能量的投影数据进行CT重建,然后,将重建好的图像作为先验信息,利用先验图像压缩感知算法(PICCS)对下一组能量下的投影进行重建,重建后的图像再次作为新的先验信息重复以上步骤,依此类推直到最高能量的数据重建,以此达到完整重建.结果表明该方法可以有效减少因投影缺失而导致的伪影并保护低密度边缘.

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【部分图文】：

图 1 仿真模型

仿真模型为三层圆环结构,外层材质为铝,椭圆形,长轴140mm,短轴88mm;中间层材质为铁,长轴64mm,短轴48mm;内层材质为银,圆形,半径为8mm.分别采用30,40,60,80,100,130,150,170,200,23....

图 2 部分电压投影序列

图1仿真模型由图2可知,某一电压下的投影会出现欠曝光或过曝光或欠曝光与过曝光共存的现象,导致单一电压照射下无法获得工件的完整投影,影响图像重建的准确度.电压较低时,射线可以穿透工件较薄区域,并根据厚度不同呈现不同的灰度等级,从而采集到这一部分的投影信息.而....

图 3 部分电压有效投影序列

文献[4]证明了在不同电压下的投影存在一最佳灰度带,该灰度带上的成像效果最佳.文献[6]表明最佳灰度带不是唯一的,在决定最佳灰度带时只要确保相邻投影有一定的重复率,即可达到完整重建的目的.因此需要确定一最佳灰度带并对各电压下的投影进行截取,截取后的投影应既不包含欠曝光....

图 4 相邻电压重建图像

任意一单电压下的有效投影都只包含工件的一部分信息,利用该电压的有效投影单独重建时也只能重建该工件的一部分.为了能够完整地重建整个工件,采用多个能量投影进行重建.图4为200kV和230kV两个相邻能量的重建图像.由图4可以看出,两个重建图像在相对较薄的部分具有....

本文编号：4025130