基于改进NAS-RIF的OCT图像盲复原方法研究

摘要

光学相干层析(Optical Coherence Tomography，OCT)技术利用光源低相干性获取待测样品内部结构信息，已应用于生物医学、临床医学和物体无损检测等领域。OCT系统在成像过程中易受到CCD积分效应和噪声等因素的影响，造成图像退化现象，难以获得具有微小结构组织和低强度组织的待测样品清晰图像，直接影响着图像分析精度。非负性和递归逆滤波(Nonnegativity and Support Recursive Inverse Filtering,NAS-RIF)盲复原方法能够从退化的图像中获取有价值的图像信息，然而现有的NAS-RIF方法及其改进方法在复原的过程中易受观测图像噪声的影响，使得估计图像产生偏差，且无法兼顾图像的细节信息，制约了图像复原质量的提高。因此，研究基于改进NAS-RIF的OCT图像盲复原方法，提高OCT图像复原过程的噪声鲁棒性，获得结构清晰的高信噪比OCT图像，具有重要的理论意义和应用价值。
　　本文在分析OCT图像复原方法和噪声对NAS-RIF方法盲复原图像质量影响的基础上，提出了一种基于改进NAS-RIF的OCT图像盲复原方法。首先，应用几何非线性扩散滤波滤除OCT图像的部分噪声，并采用基于泊松分布的最小误差阈值准确估计OCT图像的支持域;然后，将估计图像的总变分引入代价函数，构建了基于各项异性总变分(Anisotropic Total Variation，ATV)正则化项的改进代价函数，并采用分裂Bregman迭代方法，构建了OCT图像复原优化问题的最优求解策略。
　　应用Plane标准图像、Camera man标准图像和OCT图像对所提出的方法进行实验验证，实验结果表明，本文所提出的基于改进NAS-RIF的OCT图像盲复原方法，能够实现含噪声OCT图像的盲复原且具有较好的鲁棒性，提高了OCT图像信噪比并保留了图像的细节信息，获得了样品结构清晰的OCT图像，为科学研究的准确性和临床诊断的正确性提供了重要依据。

目录

声明

摘要

第一章 绪论

1．1 引言

1．2 OCT图像复原方法研究现状

1．2．1 OCT图像非盲复原方法研究现状

1．2．2 OCT图像盲复原方法研究现状

1．3 课题的研究意义和主要研究内容

1．3．1 研究意义

1．3．2 主要内容

第二章 NAS-RIF方法的改进

2．1 引言

2．2．2 NAS-RIF方法原理

2．2．3 噪声对NAS-RIF方法代价函数的影响

2．3 NAS-RIF的改进方法

2．3．1 基于各项异性总变分正则化的改进代价函数的构建

2．3．2 基于分裂Bregman迭代的改进代价函数优化方法

2．3．3 NAS-RIF的改进方法

2．4 小结

第三章 基于改进NAS-RIF的OCT图像盲复原方法

3．1 引言

3．2 OCT图像去噪预处理

3．2．1 OCT图像噪声分析

3．2．2 几何非线性扩散滤波

3．3 OCT图像支持域估计

3．3．1 基于泊松分布的最小误差阈值法

3．3．2 基于泊松分布的最小误差阈值法的OCT图像支持域估计

3．4 基于改进NAS-RIF的OCT图像盲复原方法

3．5 小结

第四章 基于改进NAS-RIF的OCT图像盲复原算法及实现

4．1 引言

4．3．1 OCT图像去噪预处理算法的实现

4．3．2 OCT图像支持域估计算法的实现

4．3．3 基于分裂Bregman迭代的改进代价函数优化算法的实现

4．3．4 基于改进NAS-RIF的OCT图像盲复原算法的实现

4．4 基于改进NAS-RIF的OCT图像盲复原算法设计

4．5 小结

第五章 实验与分析

5．1 引言

5．2 标准图像实验与分析

5．2．1 标准图像预处理实验与分析

5．2．2 标准图像目标支持域估计实验与分析

5．2．3 标准图像复原实验与分析

5．3 OCT图像实验与分析

5．3．1 OCT图像预处理实验与分析

5．3．2 OCT图像目标支持域估计实验与分析

5．3．3 OCT图像复原实验与分析

5．4 小结

第六章 结论与展望

6．1 结论

6．2 展望

参考文献

致谢

研究成果及发表的学术论文

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