🏥 📓 🥈 图像中的带抑制算法，作为提高层析成像重建质量的工具 🤮 💝 🧙🏿

让我们回到层析成像，这是我们在Smart Engines上非常重视的层析成像。今天，我们将讨论减少图像中波段严重程度的算法。层析X线断层扫描图上的条带不会干扰任何人，因为不会向医生或X线断层扫描仪的其他用户呈现这些X线照片，但是这些条带会导致在重建图像上出现同心圆（在图的左侧）。所提出的算法中控制条纹的主要手段是引导滤波的操作。我们将告诉您如何为同步图建立引导图像，计算校正后的同步图并在断层摄影重建过程中使用它来获得没有环形伪影的还原图像（图右侧）。

这篇文章是由我们上次有关断层扫描的出版物发表之后的对话引发的。有人批评指环在重建的图像上可见。实际上，这种环形畸变（环形伪影）通常在围绕源-对象-探测器系统的旋转中心的层析成像重建中出现。在本文中，我们将讨论出现这种环的原因以及我们如何与之抗争。

在层析成像设备中，通常会有一个突出的点相对于某点旋转：相对于旋转的角度：安装在测角仪支架上的物体旋转，并且源和检测器固定不动；或源检测器系统围绕所选点旋转。这是组织收集断层摄影投影程序的两种根本不同的方法；在两种情况下都存在问题。那么，环形伪影来自重建图像中的何处，以及如何降低其严重程度？重建的结果（带有同心圆形式的伪影的多孔物体的水平截面）如图2所示。 1。

图。 1不使用环抑制程序的重建结果[1]

在X射线断层扫描方法中，使用一组在不同角度测量的投影来恢复探针辐射的系数或“有效”衰减系数的空间分布。断层摄影投影是每个像素中的图像，其中包含一个探测器单元测量辐射强度的结果。为了清楚起见，我们将考虑的不是整个对象的重建，而只是其中一个部分的重建（见图1）。对于这样的重构，我们不需要整体使用图像的配准投影，而是从每个角度投影中获取检测器的同一条线（见图2）。

图。2层析成像投影。参与合成图的水平部分以红色突出显示，

我们将构建一个新图像-合成图，收集所有角投影的对应线（图3）。接收图像的第i条线对应于第i个投影角。那些。每列包含对应于不同投影角度的同一单元的测量值。这样的图像的同步图不会被随机调用。不难看出，在中央区域它由正弦曲线组成。

图。3从断层扫描投影线收集的概要的一部分

在图像中，特别是在没有对象阴影的明亮的左右边缘上，可以看到垂直条纹。语法图中垂直条纹的存在是在重建图像中出现同心圆的原因。出现竖条纹可能有多种原因。检测器单元对相同输入信号的不同响应是其中之一。当探测器投放市场时，探测器制造商正试图补偿这种影响。定期更新的所谓像素图可以补偿在设备生命周期中发生的降级。由于它需要经过校准的源，因此创建它是一个昂贵的过程。那些。用户必须拥有自己的此类来源，或者被迫与公司联系，提供这种服务。另一种选择是使用垂直条带抑制算法。语法图上条带外观的第二个可能来源是图像区域的拼接。事实是，成像对象并不总是完全适合探测器的视野。人类正无情地朝着提高层析成像方法的空间分辨率的方向发展。我想以NANOMETER分辨率对大型物体（例如，人的头部（垂直尺寸为几十厘米））进行断层扫描。很容易计算出一个矩阵必须具有多少像素才能记录所需的投影。现在，他们试图通过将重叠拍摄的物体各部分的注册部分缝合在一起来解决问题。缝合时，会出现类似的伪影。频带的另一个来源是光束本身的不稳定性，即投影之间的光束强度变化。无论出现垂直条纹的原因是什么，它们在重建期间都会产生环形伪影，通常会通过对重建图像进行后处理来消除这些伪影。我们将通过过滤垂直条纹与戒指战斗。

算法和实验说明

由于重建过程不会从检测器接收结果，而是将其归一化为空光束和对数图像（图4），因此将此算法输入到以下描述的算法中。

图。4对数标准化为对数图的空束的结果

在抑制垂直条纹的方法中，引导滤波算法（图5 [2]）用作主要工具。

图。5过滤示意图[2]

引导过滤的基础是存在主映像和从映像。我们想要建立一个可以很好地显示正弦曲线并且垂直条纹的强度会减弱的正像。第一步是计算水平方向的导数（图6），即在垂直于条纹方向的方向上。

图。6前对数同步图的水平导数

在图像的放大部分（图7）中，在测量过程中由光束不稳定性引起的噪声在垂直带中表现为间断。

图。7图像的放大部分。6

对于每一列，我们执行一维卷积运算以减少高频噪声分量的影响（图8）。

图。8卷积结果

放大图如图所示。9。

图。9图像的放大部分

但是，我们仍在构建领先的图像。我们将累加求和运算逐行应用于图5所示的图像。8.结果使我们脱离了导数的空间，保留了低频依赖性（图10）。

图。10累积求和运算的逐行应用

结果从对数语法图中减去结果，完成构造前导图像的过程（图11）。我们仍然需要执行过滤操作（图5）。

图。11前导图像

窗口（9.1）和E = 0.00001的操作结果如图10所示。12

图。12执行过滤操作的结果

图。13输入图像和滤波结果之间的差异

。图14显示了使用未滤波（左）和滤波（右）投影的层析成像重建结果。

图。13层析成像重建结果

结论

我们在垂直波段的同步图上描述了抑制算法，其存在导致重建图像中出现了同心圆。每个需要处理断层图像的人都知道这种痛苦。对重建图像中圆圈严重程度的动态分析有助于选择算法参数的最佳值。总之，我们想指出的是，该算法对遭受图像条纹影响的每个人都是有用的。带的方向没有决定性的作用，因为它足以旋转图像并应用我们的算法来获得带表达明显降低的图像。谢谢您的关注。

使用的资料清单

1. .. , .. , .. . . // . 2019, .19, . 2, . 1-9.
2. kaiminghe.com/eccv10/eccv10ppt.pdf

图像中的带抑制算法，作为提高层析成像重建质量的工具

算法和实验说明

结论

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