各向异性加权先验模型MAP投影域降噪

摘要：

低剂量计算机断层扫描技术(Low-Dose Computed Tomography,LDCT)降低了X射线对人体的辐射,但射线剂量降低造成重建图像中存在严重的伪影和噪声,对临床医学诊断有很大干扰.针对此问题,提出一种改进的各向异性加权先验模型的最大后验(Maximum A Posteriori,MAP)投影域降噪算法.该算法考虑到直觉模糊熵能够有效区分平滑区域和边缘细节区域,将其与传统的各向异性扩散系数相结合,构造了一种新的扩散系数,并采用局部方差实现其自适应调节;最后将该扩散系数融合于基于Huber先验的MAP优化估计算法框架中,实现对投影数据不同区域进行不同强度的降噪处理.该算法分别采用数字骨盆模型、Shepp-Logan头模型和数字胸腔模型三种体模进行验证,并与滤波反投影重建算法(Filter Back Projection,FBP)、惩罚重加权最小二乘法(Penalized Reweighted Least-Squares,PRWLS)、各向异性加权先验正弦图平滑算法进行对比.实验结果表明,利用所提算法重建出的图像中伪影明显减少,同时较好地保持了图像的边缘和细节信息.三种体模的信噪比分别为20.5020 dB、23.2948 dB、21.0184 dB,所需时间分别为49.50 s、49.60 s、8.59 s.

关键词：低剂量CT、直觉模糊熵、各向异性扩散、Huber先验、最大后验(MAP)

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分类号：TP391(计算技术、计算机技术)

资助基金：国家自然科学基金61671413;国家重大科学仪器设备开发专项2014YQ24044508;国家重点研发计划2016YFC0101602;山西省青年基金项目201601D021080;山西省回国留学人员科研资助项目2016-085;中北大学校基金XJJ2016019

在线出版日期：2018-12-14（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共6页

页码：180-185