低剂量X-CT图像质量优化方法研究

论文摘要

X射线的发现为CT机的发明奠定了坚实的基础,而低剂量CT的提出是CT发展的必然,也是以后医学影像学、放射学科等发展的趋势。然而低剂量CT成像信噪比较低,图像质量差,直接影响了医生对病人病灶的图像的判读,因此低剂量X-CT图像质量优化成为CT的研究热点之一。本文介绍了X-CT的发展历程,成像原理以及CT的重建原理,并以此为基础,研究了低剂量CT的影响因素,以及图像质量与辐射剂量之间的关系。在实验过程中,对一般灰度图像加入高斯噪声,用维纳滤波方法对图像进行噪声去除,结果验证了维纳滤波方法对高斯噪声具有良好的除噪效果。接下来是对低剂量X-CT图像的噪声进行分析。通过对不同辐射剂量下的图像分析,获得了低剂量CT图像的噪声分布特点。低剂量X-CT图像中的噪声符合高斯正态分布。在此基础上,应用小波理论对低剂量X-CT的图像进行多分辨率分析,应用小波理论,把低剂量X-CT图像分解成四幅子图像,一个低频和三个高频图像,低频图像可以再进行小波分解,得到另外的四幅子图像,对所有的高频子图像进行多级维纳滤波,最后用小波重组得到处理后的低剂量X-CT图像。最后,对不同剂量的X-CT图像依次进行图像处理,可以得到不同的峰值信噪比数据。实验及评测结果表明,本文方法对于10mA、30m、50mA等若干幅低剂量CT图像有很好的除噪效果,不仅对图像的峰值信噪比有所提高,视觉质量也有明显改善,因此,本文所设计的基于多分辨率分析的多级维纳滤波方法对低剂量X-CT图像的像质具有优化效果。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第一章 绪论
• 1.1 X-CT的发展
• 1.2 低剂量X-CT的研究意义
• 1.2.1 X射线辐射危害
• 1.2.2 低剂量X-CT的概念
• 1.2.3 低剂量X-CT的意义
• 1.3 低剂量X-CT国内外发展现状
• 1.4 本文研究内容
• 第二章 X-CT机原理及低剂量X-CT
• 2.1 X-CT成像原理
• 2.2 X-CT工作原理
• 2.2.1 X-CT机组成
• 2.2.2 X-CT扫描方式
• 2.2.3 CT设备的主要技术指标
• 2.3 重建原理
• 2.4 低剂量X-CT机
• 2.5 影响低剂量CT图像的主要因素
• 2.6 本章小结
• 第三章 低剂量X-CT图像质量评价及噪声分析
• 3.1 医学图像CT值与图像灰度的关系
• 3.2 CT图像显示的窗宽、窗位
• 3.3 图像优化性能评价
• 3.4 低剂量CT图像噪声分析
• 3.4.1 低剂量CT图像特点
• 3.4.2 低剂量CT图像噪声分析
• 3.4.3 图像噪声与辐射剂量关系
• 3.5 本章小结
• 第四章 低剂量X-CT图像除噪方法
• 4.1 基于维纳滤波理论的图像除噪方法
• 4.1.1 维纳滤波概述
• 4.1.2 维纳滤波器的时域解
• 4.1.3 维纳滤波模型
• 4.2 基于维纳理论的图像除噪方法
• 4.3 图像多分辨率分析
• 4.3.1 小波变换理论
• 4.3.2 基于小波变换的图像多分辨率分解
• 4.4 基于多级维纳滤波的图像除噪方法
• 4.4.1 低剂量X-CT图像多分辨率分析
• 4.4.2 基于多分辨率的图像除噪方法
• 4.5 实验结论与分析
• 4.6 本章小结
• 第五章 总结与展望
• 参考文献
• 在学研究成果
• 致谢