基于粒子濾波的低劑量CT圖像去噪.pdf

1、隨著醫(yī)學(xué)成像技術(shù)的發(fā)展，很多CT設(shè)備采用加大X線劑量的方法，以獲得更多、更清晰的醫(yī)學(xué)圖像信息。然而隨著放射衛(wèi)生學(xué)的發(fā)展以及公眾自我保護(hù)意識(shí)的增強(qiáng)，人們越來越注意到X線檢查中的放射劑量問題。CT圖像的質(zhì)量與輻射劑量密切相關(guān)，輻射劑量越高，圖像質(zhì)量越好，但是過高劑量會(huì)對(duì)人體造成傷害。有效地降低X射線成為目前醫(yī)用CT研究領(lǐng)域的主要任務(wù)之一，由于低劑量CT掃描時(shí)受量子噪聲的影響，使得用于圖像重建的投影數(shù)據(jù)退化，致使采用目前臨床廣泛使用的重建算法

2、(如濾波反投影)得到的重建圖像含有較大噪聲成分且分辨率偏低，無法達(dá)到臨床應(yīng)用的要求。
　　改善低劑量CT圖像質(zhì)量本質(zhì)上成為圖像去噪問題。這個(gè)問題如果可以用軟件算法加以解決，則可以在不更換CT硬件設(shè)備的前提下，使低劑量CT甚至超低劑量CT得以更廣泛的應(yīng)用。國內(nèi)外很多研究小組都在嘗試低劑量CT圖像質(zhì)量的改進(jìn)方法，本課題正是在此背景下對(duì)低劑量CT圖像的去噪問題進(jìn)行研究。
　　論文首先對(duì)低劑量CT投影數(shù)據(jù)的噪聲特性進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)和分析研

3、究，發(fā)現(xiàn)在一定條件下投影數(shù)據(jù)的噪聲統(tǒng)計(jì)特性，其均值和方差近似非線性高斯分布，且具有非平穩(wěn)特性，并據(jù)此建立了相應(yīng)的噪聲模型?？紤]到投影數(shù)據(jù)的噪聲特性及方向性，論文對(duì)基于圖像噪聲統(tǒng)計(jì)特性的粒子濾波去噪算法進(jìn)行了深入研究，通過分析粒子濾波原理及其去噪特點(diǎn)，提出了一般圖像去噪的基本粒子濾波算法，并結(jié)合噪聲特性，對(duì)此基本的粒子濾波算法進(jìn)行改進(jìn)，專門用于低劑量CT投影數(shù)據(jù)中的噪聲進(jìn)行濾除。然后用濾波反投影重建(FBP)算法對(duì)去噪后的數(shù)據(jù)進(jìn)行重建，從