基于壓縮感知的CT圖像重建技術(shù)研究.pdf

1、計(jì)算機(jī)斷層掃描(Computed Tomography，CT)技術(shù)在醫(yī)療診斷和工業(yè)無損檢測等應(yīng)用領(lǐng)域發(fā)揮著極其重要的作用。經(jīng)過幾十年的發(fā)展，CT設(shè)備掃描速度明顯加快，重建時(shí)間大幅度縮短，其對臨床診斷方式的影響日益突出。然而，隨之帶來的輻射問題也受到人們越來越多的關(guān)注。雖然可以通過縮短掃描時(shí)間、降低X射線強(qiáng)度或者減少數(shù)據(jù)采集視角等方法來降低減少X射線的輻射劑量，但這些手段同時(shí)會(huì)導(dǎo)致投影數(shù)據(jù)不完備，從而無法滿足CT圖像精確重建的要求。

2、>　　壓縮感知理論已經(jīng)證明，稀疏信號可以通過遠(yuǎn)低于奈奎斯特采樣頻率的采樣數(shù)據(jù)進(jìn)行精確重建，該結(jié)論為實(shí)現(xiàn)不完備投影數(shù)據(jù)下的CT圖像重建提供了新的技術(shù)手段和理論依據(jù)。本文在壓縮感知理論的基礎(chǔ)上對CT圖像重建技術(shù)進(jìn)行研究，旨在提出一種減少射線輻射劑量的同時(shí)能夠確保重建圖像精度的算法，主要工作如下：
　　首先深入研究了CT成像原理及壓縮感知理論，對壓縮感知理論應(yīng)用到CT圖像重建的可行性給出了驗(yàn)證，并闡述了基于壓縮感知的CT重建的原理及思路

3、。
　　其次，針對傳統(tǒng)ART算法重建質(zhì)量不高，且重建結(jié)果易受噪聲影響的問題，提出一種改進(jìn)的ART迭代算法。該算法具有迭代類算法的優(yōu)點(diǎn)，能夠?qū)崿F(xiàn)不完備投影數(shù)據(jù)的重建;同時(shí)，利用全變差思想對每次迭代的結(jié)果進(jìn)行調(diào)整，使圖像更加平滑，減弱了噪聲的影響;此外，動(dòng)態(tài)松弛因子策略在每次迭代中根據(jù)投影值和修正值關(guān)系動(dòng)態(tài)調(diào)整松弛因子的大小，使算法收斂更快，精度更高。仿真結(jié)果表明該算法改善了重建質(zhì)量，并且提高了運(yùn)行速度和效率。
　　最后，提出一