检索结果-内蒙古大学图书馆

作者：王蕾南京邮电大学

学位级别：硕士

在临床医学上,X射线计算机断层成像技术(X-Ray Computerized Tomography,X-CT)作为一种常规的医学影像检测技术可以清晰的呈现患者的解剖信息,被广泛使用在临床诊断和治疗中。然而患者暴露在X射线产生的电离辐射下可能会诱发癌症、白血... 详细信息

在临床医学上,X射线计算机断层成像技术(X-Ray Computerized Tomography,X-CT)作为一种常规的医学影像检测技术可以清晰的呈现患者的解剖信息,被广泛使用在临床诊断和治疗中。然而患者暴露在X射线产生的电离辐射下可能会诱发癌症、白血病等一系列疾病。因此需要在保证CT图像不影响诊断准确性的前提下,最大可能的降低患者在X-CT扫描中遭受的X射线的剂量。目前常用的减少X射线辐射剂量的方法主要是从扫描角度上或者探测器方向上来减少X射线数量,但是会造成对应的投影数据的部分缺失,进而导致重建出的CT图像质量的严重退化,阻碍了临床医师对病灶位置的诊断及治疗。因此,根据不完全投影数据重建出满足临床诊断需求的高质量CT图像具有重要的医疗研究意义。本文旨在研究基于深度生成网络的不完全投影数据的CT图像重建方法。主要利用两种不同的深度生成网络来预测在扫描角度和探测器方向上缺失的投影数据部分,完成补全不完全投影数据的缺失部分,进一步的重建出高质量的CT图像。本文的主要贡献为:(1)提出了基于变分自编码器生成对抗网络(Variational Autoencoder Generative Adversarial Network,VAEGAN)的不完全投影数据的CT图像重建方法。该方法在训练阶段结合了变分自编码器和生成对抗网络的判别器网络。该深度生成网络使用卷积的编码器-解码器网络学习不完全投影数据的隐变量表示并与正态分布采样拟合,再由解码器网络将隐变量映射为预测的完全投影数据,最后判别器网络用于评估补全的完全投影数据与原始完全投影数据的相似性。获得完全投影数据后,再根据滤波反投影重算法重建出相应地CT图像。实验结果表明基于VAEGAN的不完全投影数据CT图像重建方法在一定程度上消除了CT图像中的伪影,提升了CT重建图像质量。(2)提出了基于双重深度生成网络的不完全投影数据CT图像重建方法。基于VAEGAN的非完全投影数据的CT图像重建方法无法很好地还原出真实投影数据的高频信息、纹理细节,并且补全后的图像偏向于模糊。本文对算法进行完善,构建了由粗略到精细的深度生成网络并由Wasserstein生成对抗网络(Wasserstein Generative Adversarial Network,WGAN)的对抗性损失和重构损失组成的双重深度生成网络。基于双重深度生成网络的不完全投影数据CT图像重建方法预测出的投影数据不但在整体上与真实投影数据保持一致,并且在像素级上的灰度值也与真实投影数据更加接近。实验结果显示,和基于变分自编码器生成对抗网络的不完全投影数据的CT图像重建方法相比,基于双重深度生成网络的不完全投影数据的CT图像重建方法可以获得更好的结果。特别是在不完全投影数据缺失范围较大的情况下,CT重建图像质量依然得到明显的改善。

关键词：不完全投影数据 CT图像重建深度生成网络

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直线轨迹扫描下的断层成像研究

直线轨迹扫描下的断层成像研究

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作者：谭振宇中北大学

学位级别：硕士

在工业CT检测当中,针对一些大尺寸的平面板材或者具有弧形状结构(如弧形铸件、焊接在一起的板材等)的物体,它的长度或者宽度可以达到几米甚至几十米,但是厚度可能仅有几厘米到几十厘米左右,如果采用数字实时成像技术(DR)对它们进行检测... 详细信息

在工业CT检测当中,针对一些大尺寸的平面板材或者具有弧形状结构(如弧形铸件、焊接在一起的板材等)的物体,它的长度或者宽度可以达到几米甚至几十米,但是厚度可能仅有几厘米到几十厘米左右,如果采用数字实时成像技术(DR)对它们进行检测,成像结果必然会出现严重的物体内部图像相互重叠的问题,采用传统的计算机断层成像技术(CT),通过圆轨迹扫描或者螺旋轨迹扫描的方式扫描物体,可以获得物体全角度下的投影数据,CT技术可以解决物体内部结构图像相互重叠的问题,而且可以得到物体每一层的断层图像。但是对于大尺寸的平面板材或者具有弧形状结构的物体来说,物体在某个方向上的尺寸比较大,它根本无法在X射线源和探测器之间的有限空间内进行旋转,从而无法采集到物体在全角度下的投影数据,所以必须采用特殊的扫描方式才能解决这类构件的检测。在本文中提出一种基于直线轨迹扫描的断层成像系统。它的扫描原理为:X射线源与探测器保持不动,物体以每隔相同的距离沿着某条直线匀速地穿过射线场。直线轨迹扫描的断层成像技术的机械设计控制比较简单,不需要物体旋转,只需要物体做简单的匀速直线运动穿过射线场即可。直线轨迹扫描具有成像速度快、无物体断层之间的图像相互重叠等问题。针对大型板材结构物体来说,直线轨迹扫描相比较圆轨迹和螺旋轨迹扫描更具有优势。直线轨迹扫描下的投影矩阵存储量大,运行时间长,不利于计算。所以刻画了一种直线轨迹扫描下的投影矩阵编写方法,并且根据投影矩阵获得直线轨迹扫描下的仿真投影数据。由于直线轨迹扫描下所得到的投影数据属于不完全投影数据,对应的图像重建属于有限角度下的图像重建,在本文当中利用ART迭代算法对图像进行仿真重建,针对重建结果当中有低频噪声的影响,在本课题中提出两种去除低频噪声的方法,但是ART算法对加入的噪声比较敏感不能重建出完整的图像,由于共轭梯度法可以避免投影矩阵求逆运算,所以在本课题当中结合ART迭代算法与共轭梯度法FRCG,提出了ART-FRCG混合算法,ART-FRCG算法的主要思想就是利用一次迭算法找出一组初值来,使得一开始就能够找到最优解收敛的方向,经过几次迭代之后就可找到最终解;最后对直线轨迹扫描下所得到的实际投影数据进行图像重建,结果能够说明对物体进行直线轨迹扫描可以得到其断层图像。

关键词：直线轨迹扫描投影矩阵不完全投影数据代数迭代算法共轭梯度法

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三维锥束CT迭代重建算法的研究

三维锥束CT迭代重建算法的研究

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作者：冀东江重庆大学

学位级别：硕士

计算机断层成像技术(简称CT)在医学、航空、安检等领域中有着广泛的应用。在成像原理上,工业CT和医学CT都是基于Radon变换。经过多年的发展,CT的扫描方式已经由最初的二维平行束扫描发展到三维锥束扫描。三维锥束CT与二维CT相比,具有射... 详细信息

计算机断层成像技术(简称CT)在医学、航空、安检等领域中有着广泛的应用。在成像原理上,工业CT和医学CT都是基于Radon变换。经过多年的发展,CT的扫描方式已经由最初的二维平行束扫描发展到三维锥束扫描。三维锥束CT与二维CT相比,具有射线利用率高、纵向分辨率高、扫描时间短等优点。图像重建方法是CT技术中较为关键的部分。图像重建有两类基本方法:解析法和迭代法。解析法的优点是能够在较短的时间内重建出高质量的图像,但在投影数据不完全或高噪声的情况下,该算法不再适用。而迭代法在投影旋转分度数较少或高噪声的情况下仍能重建出较高质量的图像。迭代重建法的缺点是速度慢,重建图像的时间与投影的数目、重建图像的大小、迭代的次数相关,但随着计算机性能的不断提高,迭代法所需重建时间较长的缺点将降为次要矛盾。本文对工业CT(ICT)锥束扫描方式下的迭代重建算法进行了研究。在工业CT应用中,有时会遇到缺失投影数据的情况,这种情况下应用迭代重建算法能够重建出高质量的图像,本文比较研究了不同迭代算法在不完全投影数据情况下的重建结果。此外由于锥束CT采用高密度面阵探测器,相邻探测单元之间存在射线散射引起的串扰,所以投影数据中存在大量噪声。因此我们对不同迭代算法的抗噪性也进行了对比,并针对代数重建(ART)算法在同样情况下容易受噪声影响,通过选择松弛因子、投影次序和迭代的初值,改善了ART算法的抗噪性。在代数迭代算法中,联合代数迭代算法(SART)是一种重要的图像重建方法。该算法的主要思想是通过一个角度下的所有投影测量值和计算值的偏差来修正像素值,通过迭代计算使测量值和计算值总的误差变小,但该算法对重建图像域来说是无约束的,因此迭代到一定次数后,待重建图像中的噪声会出现逐渐增加的情况。为了解决这一问题,针对三维锥束CT情况,研究了一种增加惩罚项联合代数迭代方法。计算机仿真实验表明:与无惩罚项的联合代数迭代算法相比,该方法在锥束CT图像重建中,能够在抑制噪声的同时提高重建图像的收敛速度。在统计迭代重建算法中,有序子集期望值最大重建算法(OSEM)能够在较短的时间内重建出高质量的图像,当投影数据中含有噪声时,子集大小的选取将会影响到重建图像的质量和收敛速度。针对三维锥束CT,论文中研究了一种基于图像分块的变子集OSEM重建方法,该方法将图像空间分割成等大小的图像块,然后在迭代过程中,对于不同的图像块用变化的子集进行图像重建。仿真实验表明:在锥束CT图像重建中,该方法能够在抑制噪声的同时提高重建图像的收敛速度。

关键词：锥束CT 图像重建惩罚SART 变子集OSEM 不完全投影数据

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偏置探测器CT重建算法研究及实现

偏置探测器CT重建算法研究及实现

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作者：彭真西安电子科技大学

学位级别：硕士

计算机断层成像技术(Computed Tomography,CT)，利用测量不同视角下X射线通过被成像物体的衰减值，重建物体内部二维或三维结构图像。它能够以无损、精确、直观的方式表现物体的内部结构信息，现已在工业检测、医学诊断等领域得到了广... 详细信息

计算机断层成像技术(Computed Tomography,CT)，利用测量不同视角下X射线通过被成像物体的衰减值，重建物体内部二维或三维结构图像。它能够以无损、精确、直观的方式表现物体的内部结构信息，现已在工业检测、医学诊断等领域得到了广泛的应用，是最佳的现代无损检测技术之一。在众多扫描方式中，圆轨迹锥形束扫描，由于其机械结构简单，具有X射线利用率高、扫描速度快、水平分辨率和轴向分辨率一致等优点，是目前最为流行的CT扫描结构之一。本文介绍了一种偏置探测器CT系统，与传统的锥形束圆轨迹扫描方式不同，通过将面阵探测器水平平移，半覆盖扫描将视场区域扩大了近一倍。不仅未增加机械复杂度，还大大减少了重建对象受辐射的剂量。针对这种特殊的扫描结构，本文从CT基础理论和重建基础算法出发，对插值重排偏置重建算法、预加权偏置重建算法进行了详细的分析以及严格的数学推导。比较了两者在偏置重建时的不同特点，插值重排偏置重建计算复杂度高，对于倾斜非中心平面的插值重排会导致空间分辨率的损失，使图像质量下降。预加权偏置重建充分利用了数据的冗余特性，在滤波之前对投影数据进行了加权，避免了计算复杂度的增加。此外，本文分别对两者进行了GPU加速，改善了算法性能，使其更有实际应用价值。最后从扇形束二维重建和锥形束三维重建两方面出发，分别设计了仿真实验和实际系统实验对上述各方法的可靠性以及准确性进行了验证。

关键词：计算机断层成像偏置探测器扫描不完全投影数据 GPU加速

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一种基于数据外插改进的ART迭代算法

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CT理论与应用研究（中英文） 2011年第1期20卷 21-27页

作者：李毅潘晋孝中北大学理学院数学系太原030051

本文针对有限角度的投影数据的CT图像重建问题,提出了一种基于数据外插改进的ART算法。该算法的基本思想是运用已知角度的投影数据来补全未知角度的投影数据,再用ART算法进行图像重建。最后用模拟的投影数据进行了重建图像的数值实验。... 详细信息

本文针对有限角度的投影数据的CT图像重建问题,提出了一种基于数据外插改进的ART算法。该算法的基本思想是运用已知角度的投影数据来补全未知角度的投影数据,再用ART算法进行图像重建。最后用模拟的投影数据进行了重建图像的数值实验。实验结果表明该算法不但提高了重建图像质量,同时也提高了图像迭代的收敛速度。

关键词：有限角度不完全投影数据图像重建达代算法

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基于X射线胶片的固体火箭发动机断面图像重建

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无损检测 2011年第3期33卷 1-4页

作者：艾春安桑元徐志高刘瑜第二炮兵工程学院西安710025

固体火箭发动机切向X射线实际检测结果是稀疏视角型和截断型数据,其检测胶片只能显示二维重叠影像信息,显示结果不直观。在滤波反投影算法的基础上,提出了根据X射线胶片信息进行固体火箭发动机断面局部感兴趣区域(ROI)图像重建方法。仿... 详细信息

固体火箭发动机切向X射线实际检测结果是稀疏视角型和截断型数据,其检测胶片只能显示二维重叠影像信息,显示结果不直观。在滤波反投影算法的基础上,提出了根据X射线胶片信息进行固体火箭发动机断面局部感兴趣区域(ROI)图像重建方法。仿真计算表明,在有限角度切向照相情况下,该方法对固体火箭发动机切向缺陷,特别是脱粘缺陷的断面图像重建有效。

关键词：固体火箭发动机 X射线胶片不完全投影数据断面重建滤波反投影算法

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探测器和投影数目对CT重建精度的影响

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测试技术学报 2002年第4期16卷 302-304页

作者：缪丽娜潘晋孝韩焱华北工学院电子信息工程系山西太原030051

利用迭代算法从不完全的投影数据中重建图像 ,得出探测器和投影的数目与图像精度的关系 .用不同的探测器数目和旋转角度个数分别进行了图像的重建 .在投影数据不完全的条件下 ,迭代法可以得到较好的重建效果 .对于迭代算法 ,在相同的重... 详细信息

利用迭代算法从不完全的投影数据中重建图像 ,得出探测器和投影的数目与图像精度的关系 .用不同的探测器数目和旋转角度个数分别进行了图像的重建 .在投影数据不完全的条件下 ,迭代法可以得到较好的重建效果 .对于迭代算法 ,在相同的重建时间内。

关键词：探测器投影数目计算机断层扫描成像图像精度不完全投影数据迭代法

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X线断层摄影方法及其新进展

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北京生物医学工程 1999年第2期18卷 64-67页

作者：温俊海王俊贤程敬之西安交通大学医电所

０引言计算机断层摄影（ｃｏｍｐｕｔｅｒｔｏｍｏｇｒａｐｈｙＣＴ）作为一种能够清晰重现人体组织断层像的方法，在医疗诊断中被广泛采用。Ｘ线ＣＴ与传统Ｘ线诊断技术相比，图像的空间和密度分辨率产生了质的飞跃［１］。但常规的Ｘ... 详细信息

０引言计算机断层摄影（ｃｏｍｐｕｔｅｒｔｏｍｏｇｒａｐｈｙＣＴ）作为一种能够清晰重现人体组织断层像的方法，在医疗诊断中被广泛采用。Ｘ线ＣＴ与传统Ｘ线诊断技术相比，图像的空间和密度分辨率产生了质的飞跃［１］。但常规的Ｘ线ＣＴ仍有一些局限性：其中最主要的...

关键词：断层摄影图像重建投影像不完全投影数据

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基于伪Zernike旋转矩的低剂量CT图像重建方法

引用

科技展望 2015年第33期25卷 95-95页

作者：谢茜戴修斌南京航空航天大学航天学院南京邮电大学地理与生物信息学院

本文提出了一种基于伪Zernike旋转矩的低剂量CT(Com puted Tomography)图像重建新方法,该方法首先构建了扇形束投影数据和伪Zernike旋转矩之间的关系,然后利用这种关系从已知投影数据中估计出未知投影数据,从而达到在低剂量放射线条件... 详细信息

本文提出了一种基于伪Zernike旋转矩的低剂量CT(Com puted Tomography)图像重建新方法,该方法首先构建了扇形束投影数据和伪Zernike旋转矩之间的关系,然后利用这种关系从已知投影数据中估计出未知投影数据,从而达到在低剂量放射线条件下提高重建图像质量的目的。实验证明,新方法可以有效地估计出未知投影数据,并能获得更好的重建结果。

关键词：低剂量CT重建不完全投影数据伪Zernike正交矩

来源：评论

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