PET圖像邊緣保留去噪方法研究.pdf

1、惡性腫瘤已經(jīng)成為導(dǎo)致死亡的主要原因之一，而計(jì)算機(jī)斷層掃描(ComputedTomography，CT)、磁共振成像(Magnetic Resonance Imaging，MRI)、正電子發(fā)射斷層掃描(Positron Emission Tomography，PET)等影像可為腫瘤診斷、分期、放療計(jì)劃和療效評(píng)估提供科學(xué)依據(jù)。PET功能影像能夠反映人體的新陳代謝、生理生化過(guò)程，在腫瘤診療中的作用不可替代，但PET影像噪聲很大。本文針對(duì)PET

2、影像及其噪聲分布特點(diǎn)，提出了一種多方向幾何非線性擴(kuò)散濾波(Multi-Directional Geometric Nonlinear Diffusion Filtering,MD-GNLDF)去噪方法和一種非局部幾何非線性擴(kuò)散濾波(NonLocal Geometric Nonlinear DiffusionFiltering，NL-GNLDF)去噪方法，具體情況如下：
　　(1)幾何非線性擴(kuò)散濾波(Geometric Nonlin

3、ear Diffusion Filtering，GNLDF)僅考慮了影像水平方向和豎直方向上的邊緣信息，但邊緣方向?qū)嶋H上是多變的。本文對(duì)噪聲像素點(diǎn)和邊緣像素點(diǎn)模型進(jìn)行了深入的分析，提出了多方向幾何非線性擴(kuò)散濾波器。根據(jù)像素8-鄰域方向梯度幅值之間的差異大小判斷像素點(diǎn)是邊緣點(diǎn)還是噪聲點(diǎn)。若是噪聲點(diǎn)，則按照水平、豎直、主副對(duì)角線四個(gè)方向進(jìn)行擴(kuò)散;若是邊緣點(diǎn)，則僅沿該點(diǎn)邊緣方向進(jìn)行GNLDF擴(kuò)散。我們發(fā)現(xiàn):與GNLDF相比，多方向幾何非線性擴(kuò)

4、散圖像去噪方法在峰值信噪比(Peak Signal Noise Ratio，PSNR)方面提高1.56dB以上，均方根誤差(Root Mean Square Error，RMSE)降低0.001以上，而圖像增強(qiáng)因子(Image Enhancement Factor，IEF)提高2.37以上。
　　(2)GNLDF用于CT時(shí)能獲得較好的去噪效果，但用于PET影像去噪時(shí)會(huì)出現(xiàn)塊狀現(xiàn)象。NL-GNLDF首先計(jì)算PET影像的幾何非線性擴(kuò)散

5、系數(shù)，然后對(duì)該擴(kuò)散系數(shù)進(jìn)行非局部鄰域加權(quán)平均，最后，用非局部加權(quán)平均后的擴(kuò)散系數(shù)對(duì)PET影像進(jìn)行幾何非線性擴(kuò)散濾波。通過(guò)對(duì)幾何非線性擴(kuò)散系數(shù)的非局部鄰域加權(quán)平均，不僅能夠消除GNLDF的塊狀現(xiàn)象，而且能夠較大地提高各項(xiàng)影像性能指標(biāo)，增強(qiáng)圖像視覺(jué)效果。事實(shí)上，與PURE-LET相比，使用非局部幾何非線性擴(kuò)散方法進(jìn)行PET去噪實(shí)驗(yàn)，PSNR提高約1.2dB，RMSE降低約0.00064以上，結(jié)構(gòu)相似度(Structural Similari