基于l0梯度最小化的有限角CT图像重建算法:提升边缘伪影抑制

1 下载量 158 浏览量 更新于2024-07-14 2 收藏 1.69MB PDF 举报
本文主要探讨了基于l(0)梯度最小化的有限角度计算机断层扫描(Computed Tomography, CT)图像重建方法。在现代医学和工业CT成像中,由于扫描环境的限制以及对患者辐射风险的关注,如何从有限的投影数据中高效地生成高质量图像是一个亟待解决的问题。传统的有限角度CT图像重建,如滤波反投影(Filtered Back Projection, FBP)算法,常导致边缘区域出现明显的条纹伪影和逐渐变化的伪影,这在图像质量上产生了负面影响。 为改善这一问题,研究者提出了一种新的重建策略,即利用l(0)梯度最小化。l(0)范数作为一种稀疏性推广,旨在鼓励图像中的像素分布尽可能接近真实场景中的稀疏特性。通过将图像梯度的l(0)-范数引入到重建模型中,算法能够在保持图像细节的同时,抑制边缘伪影和伪影的逐渐变化。这种方法将原问题分解为一系列可优化的子问题,并通过交替迭代方式进行求解,这种方法有助于提升重建的稳定性与精度。 作者们进行了大量的数值实验,通过比较峰峰值信噪比(Peak Signal-to-Noise Ratio, PSNR)和归一化均方根距离(Normalized Root Mean Square Error, NRMSD)等指标,定量评估了新算法与传统方法在不同扫描角度下的性能差异。实验结果显示,基于l(0)梯度最小化的有限角度CT图像重建算法在抑制伪影方面表现出显著优势,特别是在边缘伪影的控制和整体图像质量的提升上,其效果优于常规的FBP算法。这些发现对于优化有限角度CT成像技术,降低辐射暴露并提高图像质量具有重要的理论价值和实际应用意义。 总结来说,这项研究提供了一种创新的图像重建策略,它在有限角度CT成像领域具有潜在的应用前景,对于提高CT成像的精确性和辐射安全性具有重要意义。通过l(0)梯度最小化方法,研究人员有望在实际应用中看到更加清晰、无伪影的CT图像,从而推动医学诊断和工业检测的进一步发展。