基于壓縮感知的CT重建算法研究.pdf

1、CT成像技術(shù)是一種能準(zhǔn)確、直觀地展示物體內(nèi)部組織結(jié)構(gòu)信息的技術(shù)。近年來(lái)，多排螺旋CT技術(shù)飛速發(fā)展，標(biāo)志著CT又進(jìn)入了快速的技術(shù)發(fā)展階段。在遇到障礙物的阻擋或者縮短掃描時(shí)間時(shí)將產(chǎn)生不完全投影數(shù)據(jù)。如何在不完全投影數(shù)據(jù)的情況下重建滿足臨床需求的CT圖像具有非常重要的意義。
　　對(duì)于不滿足數(shù)據(jù)完備性條件的不完全投影數(shù)據(jù)，現(xiàn)有的濾波反投影類重建方法不能重建出滿足臨床要求的CT圖像，圖像出現(xiàn)混疊偽影或是圖像不完整。因此，必須尋求新的圖像重建

2、方法解決不完全投影數(shù)據(jù)圖像重建問(wèn)題。與濾波反投影類方法相比，另一類CT圖像重建方法——迭代類圖像重建算法，具有所需投影數(shù)較少，即使信噪比低的情況下也能重建出質(zhì)量好的圖像的突出優(yōu)點(diǎn)，非常適合不完全投影數(shù)據(jù)圖像重建的情況。因此，采用迭代類圖像重建方法是更好的解決路線。
　　壓縮感知理論證明了稀疏信號(hào)可以由遠(yuǎn)不滿足奈奎斯特定理的采樣數(shù)據(jù)精確重建，為解決不完全投影數(shù)據(jù)CT重建問(wèn)題提供了很好的思路。本文基于壓縮感知理論，提出并實(shí)現(xiàn)了一種適用

3、于不完全投影數(shù)據(jù)的CT迭代圖像重建方法——DLEM算法。該方法利用字典學(xué)習(xí)圖像去噪和統(tǒng)計(jì)迭代重建相結(jié)合的策略，同時(shí)引進(jìn)圖像的統(tǒng)計(jì)特性和稀疏性，使重建結(jié)果更加精確。而且DLEM算法還充分利用先驗(yàn)圖像信息來(lái)提升重建圖像的CNR(contrast-to-no ise ratio)并加快算法運(yùn)行速度。
　　針對(duì)不完全投影數(shù)據(jù)重建問(wèn)題，本文進(jìn)行了大量仿真實(shí)驗(yàn)研究。仿真實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，在不完全投影的情況下，DLEM算法重建出的圖像不僅沒(méi)有濾波反