感兴趣区域CT图像重建方法及模拟实验

虽然CT技术已经发展得相当成熟,但在大物体成像、高分辨率成像和减少辐射剂量等方面现有的CT成像方法仍然存在较大的困难。事实上,很多工程应用中并不要求对完整的物体进行全局CT成像,只需要获得某些感兴趣区域的物体图像即可,特别是医疗临床诊断中只要能够实现对可疑病灶部位的成像即可。因此,本文研究了针对感兴趣区域的CT图像重建方法,以及X射线束的视野只覆盖感兴趣区域的扫描方法设计,感兴趣区域CT成像研究的关键是如何在投影数据截断情况下实现断层图像的精确、稳定重建;本文介绍了三种投影数据在不同截断方式下的图像重建方法,并设计了相应的数值模拟实验,给出了数值模拟实验结果。最后,对感兴趣区域CT成像技术在工程中应用潜力做了展望。     

黄土微结构图像处理的方法

本介绍了对黄土微结构电镜图像进行图像处理的常用方法。这些方法可以去除图像噪声，提高图像的对比度，使得图像便于进行人工解译或借助软件的图像分析。     

三维锥束扫描CT成像图像重建新进展

介绍了作者在CT成像理论研究和工程应用实践中关于图像重建、图像处理和理解方面的成果,以及对未来的展望.主要的成果包括四个方面:一是研究三维CT重建常用算法的特点和固有误差,提出改进重建图像质量的新方法;二是从研究算法重建的优化准则出发,实现不同的重建方法;三是从应用任务出发对重建图像的性能进行理论和仿真研究;四是从应用实际问题出发,提出图像处理和理解的有效方案.     

医学图像灰度归一化显示技术研究

本文介绍了对肝脏图像进行均衡化处理、维纳滤波处理、中值滤波处理,并按灰度直方图分析的取值对均衡化后灰度图像、维纳滤波处理后的灰度图像、中值滤波处理后的灰度图像进行灰度调整。图像放在一起分析比较图像质量并进行讨论。本论文提出的基于直方图分析的中值滤波灰度调整的图像处理创新技术使肝脏图像处理后图像细腻、组织结构清晰、兴趣区层次感加强,对临床诊断具有积极意义,不通过调节窗宽窗位,达到图像灰度归一化显示,易于计算机自动识别。     

康普顿散射成像图像重建算法综述

康普顿散射成像技术因其灵活的系统结构、较低的辐射剂量而广泛应用于传统透射成像技术无法应用的场合,受到研究者的关注。图像重建算法是康普顿散射成像技术的核心,直接决定着重建图像的质量。本文从康普顿散射成像的正向模型讲起,分别对解析和迭代两种重建算法进行了介绍,着重对解析重建算法中的圆弧Radon变换模型和迭代算法中正则化过程中引入的全变分最小化方法进行了阐述和分析。最后,对康普顿散射成像重建算法存在的问题及发展趋势进行了总结。     

地震现场房屋裂缝宽度快速检测

为快速对地震现场损坏房屋裂缝宽度进行测量,本文提出运用图像处理技术与单个人工正方形标志的方法对裂缝宽度进行测量。基于数字图像处理技术,并利用MATLAB软件的图像处理功能,对拍摄的真实房屋裂缝图像进行灰度化、二值化、图像去噪、目标区域分割标记和像素标定等处理,计算得到图像中裂缝宽度的最大值。通过与实测数据对比,利用本方法获得房屋裂缝检测数据的识别精度为98.11%。结果表明,本文提出的方法可以有效检测房屋裂缝宽度,且获取图像的分辨率越高,裂缝宽度识别的误差越小。本方法可为地震灾害现场调查中的房屋破坏等级评价工作提供依据。     

核磁共振成像岩心分析方法研究

利用核磁共振成像技术、图像处理技术进行了岩心分析方法研究。阐述了核磁共振成像原理及图像处理软件功能。通过岩心测试分析计算方法研究,建立了核磁共振成像测试分析计算岩心内部结构,岩心孔隙度参数和孔隙度分布图像、渗透率分布图像,可动流体百分数图像,油水识别图像方法。表明:核磁共振图像不仅能够给出岩心总孔隙度,渗透率物性参数,而且能够给出岩心孔隙度,渗透率分布信息。根据可动流体百分数图像,可观察到可动流体在岩心中的分布情况。核磁共振成像油水识别方法,给出了油水在岩心中的分布情况,并可计算油、水饱和度。建立的岩心磁共振成像分析研究方法,可应用于油田储层评价,开发试验以及提高采收率研究。     

一种辐射成像三维可视化系统的实现

辐射成像技术在医疗诊断、无损检测和工业探伤领域有着重要的应用,三维可视化技术与辐射成像技术的结合有助于帮助人们以更直观和形象的方式对病灶和被检物进行检查,从而提供更为有效的信息和检查结果。本文介绍了一种基于辐射数据而构建的三维可视化系统的实现,通过系统分析和整体设计,模块级的实现、交互控制和界面设计等四个方面阐述了基本思路,对于辐射成像可视化系统的研究有一定的借鉴意义。     

X射线衍射增强成像的折射角信息提取算法综述

本文简要地介绍了衍射增强成像方法的物理原理,根据折射角信息提取所需要的DEI图像采样的数量进行分类,分别详细介绍了利用两幅DEI图像、三幅DEI图像以及多幅DEI图像进行折射角信息提取的算法,并依次分析了它们的特点及性能.对于不同的实际应用需要,灵活的选择使用这些折射角信息提取方法,可以获得更好的图像效果.     

基于特征学习的低剂量CT成像算法研究进展

随着CT（computed tomography）技术在临床中的大量应用,其辐射伤害问题也越来越受到人们的关注。与此同时,高性能低剂量的成像也已经成为近年来CT研究领域中的重要研究方向。随着学习型算法的提出及广泛应用,为低剂量CT成像算法的发展带来了新的方向。在影像大数据环境下,基于特征学习方法的低剂量CT成像有着更广阔的发展空间。本文将从稀疏表示和深度学习两个方面,介绍一些国内外应用于改善CT成像质量的相关技术,包括CT成像技术的发展趋势,特征学习相关算法的研究现状,提高低剂量CT扫描成像质量的相关方案等。本文对近年来在低剂量CT成像及特种学习算法等领域的研究成果进行了介绍,并进行相关总结和分析。      

遥感影像的分类评价及可视化分析——以平顶山市平煤矿区附近区域为例

选取平顶山平煤矿区附近区域作为研究区,使用无人机进行拍摄,以获悉矿区周边地物种类,补充辅助决策中的居民地、道路等信息,重点研究遥感影像的分析处理。为实现遥感影像分类并增强可视化效果,以无人机影像为源图像,分别采用无人机正射影像的主流处理软件Photoscan和Pix4d,完成图像的预处理及拼接,发现利用Pix4d软件进行图像拼接效果更佳。采用非监督分类及监督分类中的最大似然法和支持向量机,研究影像拼接分类方法,并结合ArcGIS软件,增强可视化效果。通过分析结果图像的类内精度、总体精度、kappa系数指标,完成分类质量评价,发现支持向量机分类效果更佳。此次针对平顶山地区遥感影像的试验结果,对于完善灾害预评估起到一定借鉴作用,并可为震后应急救灾辅助决策提供有效的数据支撑。     

基于可调双向量参数的SPECT重建数据伪彩色映射模型

SPECT是对植入患者体内的放射性粒子发射的γ射线进行成像,其图像中灰度信息反映了γ射线的计数值,变换后相应于射线剂量值。临床中通常为了观察剂量在病灶附近的分布情况,需要将SPECT图像进行伪彩色处理,再与CT图像进行融合。但是,SPECT/CT常用的处理软件中伪彩色处理很难提供足够的剂量细节分辨,难以满足临床诊疗的需求。针对脑部肿瘤治疗中对γ射线剂量分布细节的需求,本文基于SPECT的DICOM数据,提出一种含有可调双向量参数的伪彩色映射显示模型,创建多层次的映射关系。该方法不仅可以控制伪彩色显示区域还可以调整剂量显示的多分段细节。Python的数值实验结果表明,本文所提伪彩色映射模型和算法能够更加清晰、准确地显示SPECT图像中感兴趣的剂量区域和数据范围,与CT图像融合后可明显增强SPECT/CT的病灶区域和剂量分布层次感,精准显示病灶部位的粒子空间和放射剂量分布信息,为临床疗效的判定提供可靠依据。      

基于全局低分辨率CT扫描的合成层析成像技术

合成层析成像可由有限几个投影数据重建三维物体,与传统CT相比,该方法所需的射线剂量少得多.由于投影数据不完备,导致的重建图像伪影是合成层析成像的一个主要问题.本文提出一种对感兴趣区域进行合成层析成像方法,和其他方法相比可以得到更好的重建图像质量.该方法首先对目标进行低分辨率全局扫描,然后对感兴趣区域进行高分辨率局部扫描,最后,利用两次扫描的投影数据集合重建感兴趣区域的图像.数值仿真结果表明,用本方法重建感兴趣区域图像,要明显好于没有使用全局扫描信息的方法.     

基于深度学习的低剂量CT成像算法研究进展

计算机断层扫描成像(CT)技术具有成像速度快分辨率高的优点,广泛应用于医学临床诊断中.然而,提高剂量辐射会引发人体组织器官受损,降低剂量又会造成成像质量严重下降.为解决上述矛盾,在确保成像质量满足临床诊断需求的条件下,研究如何最大程度地降低X射线辐射对人体造成的伤害,己成为低剂量CT成像技术的研究热点.近年来,在人工智...     

潘晓川教授的反投影滤波(BPF)新型重建算法介绍

计算机断面成像(CT)的精确重建方法一直是现代CT成像领域中一个活跃的研究方向。近几年,关于平行束、扇束、锥束CT精确重建的研究取得了一系列重要的突破和创新成果。本文主要介绍了美国芝加哥大学潘晓川教授为首的课题组提出的一类基于反投影卷积(BackprojectionFiltration:BPF)的CT精确重建算法。BPF算法最重要的贡献在于它成功地解决了从沿探测器方向截断的投影数据进行CT精确重建的问题;因此,通过BPF算法能够设计出针对目标的感兴趣区域成像策略,减少成像扫描、重建时间,辐照剂量和散射光子。     

基于空间连续性的4DCT图像排序算法研究

4DCT图像应用于肿瘤的放线治疗中,能够在全呼吸周期中定位肿瘤的运动,同时有效地减少运动伪影的产生。目前,4DCT在临床应用中需要依靠外部呼吸信号检测装置提供呼吸信号运动信息。本文提出了一种4DCT自动图像排序算法,不需要外部呼吸监测装置,在Cine扫描模式下采集图像数据,从第一个床位开始,利用空间连续性特征,寻找相邻床位之间呼吸相位相同的图像,将其归入相应的图像集合中,以此类推,直到全部床位的图像都归入到相应相位的图像集合中,构成4DCT重建所需要的图像数据集合。本文的算法应用于呼吸体模数据和临床图像数据,观察三维重建图像和冠状面重组图像。对比单独使用的三维重建算法,本算法较好地消除了呼吸运动伪影,能够清楚观察到模拟肿瘤的运动和器官在呼吸运动过程中的变化情况。     

SAR遥感图像在汶川地震灾害识别中的应用

汶川地震发生后,受阴雨天气的影响,光学遥感影像在救灾决策中的作用受到了很大的限制,而SAR图像由于其全天候的特点成为这次抗震救灾前期遥感信息保障十分重要的数据源.采用ENVISAT的ASAR作为数据源,利用多时相的雷达数据的幅度及相位信息对映秀及周边地区做了地震灾害识别,其中利用震前震后的幅度图像做比值变化检测,在映秀镇及紫坪铺水库等山区取得了较好的效果;利用相位信息做干涉处理得到的相干图像,经过失相干分析,发现建筑物的破坏等级与相干系数变化指数的大小高度相关.比较这两种方法,在都江堰等平原地区由于失相干现象不像山区那么严重,并且利用比值处理可以去除部分空间失相干及系统热噪声等带来的干扰因素,可以成为幅度图像的有益补充.结果表明,结合SAR幅度影像和干涉相干影像,可以在地震灾害评估中取得更好效果.随着极化干涉雷达技术的日益成熟,多时相幅度信息、相位信息等多特征SAR影像信息的融合会在救灾决策中发挥更大的作用.     

衰减干涉假象的海洋一次波与多次波同时成像方法

海水与空气间的强波阻抗差使得海洋地震资料普遍发育自由表面相关多次波,如何利用好多次波所携带的有效信息已成为提高海洋地震资料成像品质的新突破点.基于面炮偏移的一次波与多次波同时成像方法能够避免多次波预测精度的影响,但是,正向传播的震源子波与反向延拓的自由表面相关多次波所产生的干涉假象严重制约了该技术的应用,本文提出了一种基于单程波偏移算子,可在成像域压制干涉假象的一次波与多次波同时成像方法.其中包含了三个步骤:第一,传统单程波偏移成像方法中的震源子波替换为一次波、多次波与震源子波,初始上行延拓波场为一次波与多次波,基于单程波算子的波场延拓与互相关成像条件的应用得到包含干涉假象的一次波与多次波同时成像;第二,以子波为震源,自由表面相关多次波为记录,按照传统单程波偏移成像方法得到干涉假象;第三,基于最小二乘匹配滤波算法,将第一步的成像结果与第二步的干涉假象进行匹配相减,得到干涉假象衰减后的一次波与多次波同时成像,避开了由于实际资料子波无法准确提取而造成一次波与多次波对成像能量级的不一致性.Sigsbee2B模型测试验证了本方法的有效性,并在我国某探区深海实际资料处理中得到了成功应用,深层基底得到了清晰刻画,并且照明均衡度明显改善.