基于PDE的低剂量CT投影降噪研究

吴文姝; 王哲; 史伊凡; 赵占山; 魏存峰; 魏龙

doi:10.15953/j.1004-4140.2017.26.02.06

基于PDE的低剂量CT投影降噪研究

吴文姝^1,2,3,
王哲^2,3,
史伊凡⁴,
赵占山¹,
魏存峰^2,3,
魏龙^2,3, ,

1. 天津工业大学计算机科学与软件学院, 天津 300387;
2. 中国科学院高能物理研究所, 北京 100049;
3. 北京市射线成像技术与装备工程技术研究中心, 北京 100049;
4. 天津市第四中心医院, 天津 300142

基金项目:

国家重点研发计划(2016YFC0100401)

61503280

国家自然青年科学基金(81301225

61403278)

中国科学院科研装备研制项目(YZ201511)

详细信息

作者简介:
吴文姝（1991－）,女，天津工业大学与中国科学院高能物理研究所联合培养硕士研究生，主要从事CT图像降噪算法研究，Tel：010-88200020，E-mail：wuwsh@ihep.ac.cn;魏龙（1965－），男，高能物理研究所副所长，核技术应用研究中心主任（兼），北京市射线成像技术与装备工程技术研究中心主任，多年从事正电子谱学方法及应用研究、正电子发射断层成像技术研究以及X射线、γ射线成像技术研究，Tel：010-88236347，E-mail：weil@ihep.ac.cn。

通讯作者:
魏龙（1965－），男，高能物理研究所副所长，核技术应用研究中心主任（兼），北京市射线成像技术与装备工程技术研究中心主任，多年从事正电子谱学方法及应用研究、正电子发射断层成像技术研究以及X射线、γ射线成像技术研究，Tel：010-88236347，E-mail：weil@ihep.ac.cn。

中图分类号: TP391.41
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出版历程
- 收稿日期: 2016-10-26
- 网络出版日期: 2022-11-27

Noise Reduction for Low-dose CT Sinogram Based on PDE

1. School of Computer Science & Software Engineering,Tianjin Polytechnic University, Tianjin 300387, China;
2. Institute of High Energy Physics,Chinese Academy of Sciences, Beijing 100049, China;
3. Beijing Engineering Research Center of Radiographic Techniques and Equipment, Beijing 100049, China;
4. Tianjin 4th Central Hospital, Tianjin 300142, China

摘要

摘要: 随着医学影像诊断技术的广泛应用,人们逐渐开始重视CT扫描中辐射剂量过高的问题,低剂量CT已成为医用CT发展的必然趋势。然而,低剂量CT重建图像质量会发生严重的退化,从而影响医疗诊断。针对以上问题,本文在各向异性扩散模型基础上,提出一种改进的4邻域偏微分投影域降噪算法。为有效地实现图像噪声快速平滑和特征保留,该模型根据相关像素控制率定义了归一权梯度函数。此外,本文根据扩散图像的特征变化规律构造了时变扩散函数,该函数能够自适应调节噪声平滑和轮廓保留之间的平衡。仿真数据和乳腺模体扫描数据结果表明,改进算法能够获得更高质量的重建图像,并具有较好的运算效率。
- 低剂量CT /
- 偏微分方程 /
- 投影域 /
- 降噪
Abstract: With the wide application of medical imaging technology,the low-dose CT has become an inevitable tendency in medical CT because of the gradual awareness of scan dose.However,the reconstruction image degradation in low-dose CT will affect the medical diagnostic accuracy.In order to solve the problem above,a4-neighborhood partial differential equation based on anisotropic diffusion equation sinogram noise reduction is proposed.To get more effective at noise smoothing and features preserving,novel model defined a weight normalized gradient according to the control rate of relevant pixel values.Additionally,a time-varied diffusion function based on the regular rule of image feature is provided to be adaptive for the balance between noise removal and edge preservation.Numerical results and scan data of the breast model reveal that the novel method can achieve better reconstruction image quality.
- low-dose CT /
- partial differential equation /
- sonogram /
- noise reduction

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施引文献(11)

期刊类型引用(10)

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