小波域滤线器伪影去除方法

摘要

X射线成像是医学诊断中重要的成像手段。成像系统中原始的X射线束穿过人体时会发生散射，这些散射线到达探测器后严重影响成像质量。在探测器前放置滤线栅是防止散射影响图像的一个有效途径。然而随着成像系统分辨率的提高，滤线栅会在图像上留下可见伪影。通过动态地使用滤线栅可以减轻该伪影，但同时会增加系统的复杂度且需要人体承受更大的射线剂量。因此，在部分场合下滤线栅的静态使用方式更受欢迎。如何去除静态滤线栅在图像中留下的伪影，同时尽量少地影响图像中其他内容成为不容忽略的问题。
　　医学图像中的细节信息非常重要，而传统的方法通过平滑图像或频域滤波来去除滤线栅伪影，会对图像中频率与伪影相近的其他内容造成损害，不利于图像中的细节信息保留。本文研究更少地影响图像内容的小波域滤线栅伪影去除方法，主要工作为:首先分析了滤线栅伪影的形成过程及其频域特征，研究了传统的频域滤波方法及其优缺点;其次，根据滤线栅伪影在空间灰度的变化规律提出了一种有效的滤线栅伪影检测方法，用方差分析和相关-对比度特征分析来确定图像中含有滤线栅伪影的程度;然后，以该滤线栅伪影检测方法为基础，设计递归算法实现了在小波域去除滤线栅伪影的方法;最后，利用滤线栅伪影的频域特征对该小波域方法进行了改进，提出改进的基于递归小波变换的滤线栅伪影去除方法。改进的基于递归小波变换的滤线栅伪影去除方法通过小波多尺度分解和滤线栅伪影的检测结果将滤线栅伪影与图像内容逐步分离，对主要含滤线栅伪影的系数成分借鉴频域处理方法对其做带阻滤波，处理后的各小波成分逐层反变换得到去除滤线栅伪影后的图像。
　　本文应用多个图像数据对所提出的改进后小波域去除滤线栅伪影方法进行了实验，验证了该方法的有效性。文章最后从多个评价角度将该方法与其他方法比较，实验结果表明改进后的小波域滤线栅伪影去除方法优于其他几种方法。

目录

声明

摘要

第一章 绪论

1．1 研究背景和意义

1．1．1 X射线成像系统

1．1．2 滤线栅

1．1 国内外研究现状

1．2．1 硬件调整方法

1．2．2 图像处理方法

1．2 论文工作及组织结构

第二章 滤线栅伪影的频域分析和去除

2．1 滤线栅伪影的频域特性

2．1．1 滤线栅伪影的形成

2．1．2 滤线栅伪影信号分析

2．2 频域去除滤线栅伪影

2．2．1 频域滤波

2．2．2 滤波器设计

2．2．3 带阻滤波过程

2．2．4 实验结果

2．3 本章小结

第三章 小波域去除滤线栅伪影

3．1 小波域图像分析

3．1．1 小波变换

3．1．2 图像的多分辨率分析

3．2 滤线栅伪影检测

3．2．1 方差分析

3．2．2 相关-对比度检验

3．2．3 滤线栅伪影检测算法

3．2．4 滤线栅伪影检测算法的有效性讨论

3．3 基于递归小波变换的滤线栅伪影去除方法

3．3．1 算法描述

3．3．2 实验结果

3．4 改进的基于递归小波变换的滤线栅伪影去除方法

3．4．1 基于递归小波变换的栅线伪影去除方法的缺陷分析及改进策略

3．4．2 算法描述

3．4．3 实验结果

3．5 本章小结

第四章 本文方法与其他方法实验比较

4．1 直观效果

4．2 逆变异系数

4．3 处理前后灰度变化

4．4 频谱对比

4．5 效率

4．6 总结

第五章 总结和展望

5．1 论文工作总结

5．2 展望

致谢

参考文献