图像重建算法评价和误差分析的研究进展

近年来在图像重建领域中，人们对重建图像的精度和速度要求越来越高，因此图像重建的算法评价和误差分析问题正日益受到人们的重视。     

MRI图像重建网格化算法的研究进展

磁共振成像常常是在空间频率域不同间隔地采集数据的,为了利用快速傅里叶变换进行图像重建,采集到的MRI数据必须用网格化算法转换到等间隔的直线网格上,目前有6种不同的网格化算法,其中Jackson的Gridding法和Rosenfeld的短阵反演法已成为该领域的主流方法,但两都都不太完善。具有创新思路的网格化算法仍有待于学术界进一步的开拓。     

MRI图像重建网格化算法的研究进展

磁共振成像常常是在空间频率域不同间隔地采集数据的。为了利用快速傅里叶变换进行图像重建 ,采集到的 MRI数据必须用网格化算法转换到等间隔的直线网格上。目前有 6种不同的网格化算法 ,其中 Jackson的 Gridding法和Rosenfeld的矩阵反演法已成为该领域的主流方法 ,但两者都不太完善。具有创新思路的网格化算法仍有待于学术界进一步的开拓     

医学图像重建评价技术综述

对医学图像重建，特别是二值重建的评价方法和评价准则进行了综述，根据评价准则的作用点与特性，本文将它们分为四类进行了介绍，同时分析了它们之间的关系，比较了它们的优缺点，为医学图像重建算法的设计与选择提供了依据。     

一种有效的电阻抗成像的图像重建算法

电阻抗成像技术正取得进展,并开始用于人体诊断。电阻抗成像的优点是对人体无害及其硬件远比X射线层析成像(X-CT)低廉,是一项需引起重视的科研课题。 本文提供了一种基于低频电流场灵敏度矩阵研究的迭代方法作为图像重建算法,并取得了令人满意的计算机模拟结果。     

CT图像重建的快速卷积反投影算法的优化

卷积反投影是最重要的一种CT图像重建算法，此算法简单，重建精度高，重建速度较快，应用最广泛。但是CT投影数据量巨大，重建时间比较长。根据卷积反投影算法的特点，提出了此算法的快速实现方法，在PC机上实现时，重建速度约提高20倍。     

小波分析理论在图像重建中的应用

本对小波分析理论在图像重建中的应用进行了具体分析,主要是用于二维图像重建的代数重建法（ART）和滤波反投影（FBP）法,并对小分析理论与直接体积重建的结合问题作了一些展望。     

3D-EIT图像重建的研究进展

本回顾了三维医学电阻抗成像(3D-EIT)图像重建技术近年来的研究进展，介绍了几个新的有效的成像模型，并指出了该项研究目前存在的主要问题。     

CT快速图像重建算法研究

快速图像重建算法一直是图像重建中的关键问题和衡量CT系统的重要指标之一。本文以扇形束结构为例，分析了各种快速重建算法的特点，并从算法结构、实现技巧及代码优化等方面论述了快速图像重建的方法．这些方法可有效地提高图像重建的速度。     

自适应图像全变差约束的有限角度CT重建算法

针对有限投影角度的CT图像重建问题,提出一种改进的基于自适应图像全变差（Total p Variation, TpV）约束的代数迭代重建算法。改进算法采用两相式重建结构,首先利用代数重建技术（ART）算法重建中间图像并做非负修正,然后利用自适应TpV正则项约束图像稀疏特性,进一步优化重建结果,其中正则项可根据图像区域特性自适应的调整决定平滑强度的参数p,两项交替进行直到满足收敛要求。本文应用经典的Shepp-Logan体模对改进算法进行仿真重建,以重建图像及其局部放大图作为主观分析依据,以profile图和归一化绝对距离值作为客观评估标准,与经典的ART-TV算法进行比较,对比分析重建结果发现:本文算法重建图像不仅与真实体模更接近,重建误差更小,而且能更好地保护图像的边缘特性。     

3D-EIT图像重建的研究进展

本文回顾了三维医学电阻抗成像(3D-EIT)图像重建技术近年来的研究进展,介绍了几个新的有效的成像模型,并指出了该项研究目前存在的主要问题.     

一种快速斜截面医学图像重建算法

提出了一种基于矢量旋转的快速任意截面医学图像重建方法.算法采用矢量方程描述成像截平面,通过两步计算,把成像截平面法矢量的方向数换算为相对于空间参照系三个坐标轴的旋转量,从而将定解问题转化为求不定解的一个特解.算法的优点是避免直接求解方程,直接计算截平面与三维图像场之间点坐标的转换关系.计算仅涉及成像截平面法矢量的方向数,计算量小,易于对人机交互的描述,便于接口软件开发.实验结果表明,算法速度快,实用性强.     

图像域迭代重建算法对腹部CT平扫图像质量和辐射剂量的影响

目的:探讨图像域迭代重建算法对腹部CT平扫图像质量及辐射剂量的影响。 方法:以辽阳市中心医院2017年1月~2018年4月行腹部CT平扫的150例患者为研究对象,依据就诊先后顺序随机将其分为观察组与对照组,各75例。均行自动毫安控制技术扫描,管电压均为130 kV。观察组预设图像质量参考毫安秒150 mAs,行图像域迭代重建算法重建;对照组预设图像质量参考毫安秒250 mAs,行滤波反投影重组。通过CT值、图像噪声SD、图像信噪比、对比噪声比评价两组图像客观质量,并行图像质量主观评价,记录两组CT剂量容积指数。 结果:观察组肝脏、脾脏的图像噪声SD均显著低于对照组,图像信噪比均显著高于对照组,差异有统计学意义（P<0.05）;CT值、对比噪声比、主观整体质量评分两组比较差异均无统计学意义（P>0.05）;观察组CT剂量容积指数为（10.02±2.85） mGy,显著低于对照组的（15.68±4.36） mGy,差异有统计学意义（P<0.05）。 结论:图像域迭代重建算法不仅能保证腹部CT平扫图像质量,而且能有效减少辐射剂量。     

超声心脏图像多维重建研究进展

讨论了超声心脏图像多维重建的方法、研究现状、存在的问题及应用前景。根据超声心脏图像多维重建的过程,从图像获取、图像处理和图像显示等几个方面展开讨论,分析了多维重建研究的现状和存在的问题,提出未来的发展方向和应用前景。     

计算机图象分析误差的产生和处理

计算机图象分析误差的产生和处理何晓川第三军医大学重庆６３００３８计算机图象分析在形态学中的应用日益广泛，但在此过程中要注意避免误差。我们利用计算机图象分析系统进行肠道肌间神经丛研究时有以下体会。（一）标本要清洁。仪器不能区分污点和正常的阳性细胞或阳性...     

信噪比对不同EIT图像重建算法的影响研究及评价

探索不同位置单目标和多目标电阻抗断层成像(EIT)中,信噪比对不同EIT图像重建算法应用效果的影响。针对16电极系统,通过仿真获取EIT场域理想边界电压作为理想EIT系统的采集信号,对理想系统所有通道采集的数据整体添加高斯白噪声,模拟信噪比为40、60、80 dB的EIT检测系统的测量电压。采用等位线反投影(LBP)、基于Newton-Raphson算法的Tikhonov正则化(NR Tikhonov)和Tikhonov-Noser组合正则化(NR Tikhonov-Noser)、Landweber迭代以及Newton-Raphson 5种算法,重建EIT图像。引入重建误差ER和结构相似度函数SSIM,定量评价成像效果。结果表明,当单目标由场域中心向场域边界移动时,5种算法的SSIM都增大;当目标位置靠近边界但个数增加时,5种算法的ER都增大。LBP和NR Tikhonov-Noser在3种信噪比的系统中均可对5种目标模型成像,5种算法中NR Tikhonov-Noser成像质量最好。对场域中心的目标A,Newton-Raphson算法在40 dB信噪比时无法成像,NR Tikhonov、Landweber在40和60 dB时均不能获得有效图像。在80 dB系统中,LBP成像效果不及另4种算法。不同算法成像对EIT检测系统信噪比的要求不一致,应依据构建的EIT检测系统信噪比指标和具体应用目标择优选取成像算法。NR Tikhonov-Noser可作为一般情况下的首选算法,信噪比低于60 dB的系统建议选择LBP,80 dB以上的系统不建议选择LBP。60 dB左右的系统还建议可选择Newton-Raphson算法成像。     

基于穿越长度权重反投影重建算法的初步研究

目的：直接反投影是一种快速简便的CT图像重建方法,但由于星形伪影会使图像模糊。为有效地改善CT反投影重建图像的质量,提出一种新的基于穿越长度权重的反投影重建算法,为图像重建提供一种新算法;同时穿越长度的计算方法也能为代数重建算法中的投影系数的计算提供一种新方法。方法：采用VC＋＋6．0工具设计模拟软件,对Shepp-Logan模型进行计算机模拟扫描获得投影数据,同时计算各射线穿越各体素的长度．以穿越长度作为权重对获取的数据进行反投影重建图像。结果：开发出一个具有模拟X-CT扫描与重建功能的软件,该软件能直观地显示传统直接反投影和基于穿越长度权重的反投影重建算法得出的图像,并能对得到的图像进行定量评价和定性分析。结论：基于穿越长度的反投影重建算法能有效地减少星状伪影,提高重建图像的质量,且评价指标（归一化均方距离判据d,归一化平均绝对距离判据r,最坏情况距离判据e）都优于传统的插值法;同时开发出的软件具有可扩展性,为其他算法的实现及比较提供一个良好的平台。     

三维医学图像MT表面重建的相关性处理及模型简化

针对MT（Marching Tetrahedral）算法存在重建速度慢,数据存储冗余,重建出的模型三角面片数量大,难以进行实时交互操作等缺点,本文提出了相关性处理方法,避免了重复性计算,加快了重建速度;设计了优化存储的数据结构,减少了数据冗余;实现了网络简化的边收缩算法,并对由MT算法生成的表面模型进行了简化处理。模型经简化90%,依然能较好地保护保持原模型的特征。     

医学图像多维重建中的插值问题研究进展

插值广泛应用于医学成像和图像多维重建中。本文首先对传统插值方法中基于形状的插值和弹性匹配插值作了比较深入的介绍，然后分析了旋转扫描超声心脏图像插值方法的特点、难点和研究现状，论述了插值和匹配的关系，分析表明准确的旋转扫描插值方法应该是基于匹配的方法，最后讨论了图像插值的几种评价方法。     

自适应超分辨率图像的重建算法

背景：超分辨率重建已经在视频、遥感等许多领域内的到广泛的研究与应用。 目的：介绍一种自适应超分辨率重建算法,以期从序列低分辨率图像中重建出高分辨率图像。 方法：采用常数λ=2/3作为正则化参数和自适应步长作为第一种方案。第二种方案充分考虑到低分辨率图像中的运动误差估计、点扩散函数以及加性高斯白噪声对重建算法的影响。实验构造出新的非线性自适应正则化函数,进而利用实验方法分析代价函数的凸性。通过数学理论,根据代价函数凸性实验得到自适应步长因子,从而改进了图像的空间分辨率和算法的收敛速度。 结果与结论：为验证此算法的有效性,采用光学图像进行实验。方案二图像峰值信噪比增高,其收敛速度为方案一的2倍以上;方案二的平均计算需要的时间为68.25 s。结果证实,自适应超分辨率图像重建算法对图像分辨率和迭代的收敛速度均改善显著,其稳定性较好。