有限角度CT图像重建:基于l0梯度最小化算法

2 下载量 157 浏览量 更新于2024-07-14 1 收藏 1.37MB PDF 举报
"基于l(0)梯度最小化的有限角度CT图像重建" 本文是一篇研究论文,关注的是在计算机断层摄影(CT)成像领域中如何从有限的投影数据中重建高质量的图像,特别是在有限的角度扫描下。有限角度CT成像能够降低对患者的辐射剂量,但同时也带来了一个挑战:由于可用的投影数据不完整,导致重建图像时会出现明显的伪影,如边缘附近的条纹和渐变伪影。 为解决这一问题,作者提出了一种基于l(0)梯度最小化的图像重建算法。l(0)范数通常用于表示非零元素的数量,它被用来作为正则化函数,旨在保留图像的边缘信息并减少噪声。在提出的重建模型框架中,图像的梯度的l(0)-范数被用作正则项,以控制图像的突变,从而有助于消除伪影。 文章详细描述了如何将优化问题分解为多个子问题,并采用交替迭代的方法来求解这些子问题。通过数值实验,该方法的有效性和可行性得到了验证。实验结果通过比较不同重建算法的峰值信噪比(PSNR)和归一化均方根距离(NRMSD)进行了评估。结果显示,在不同的扫描角度范围内,提出的算法与其他传统重建算法相比具有显著的统计差异(p < 0.0001),并且在抑制条纹伪影和渐变伪影方面表现出色。 这篇论文为有限角度CT图像重建提供了一个创新的解决方案,利用l(0)梯度最小化技术有效地改善了图像质量,降低了伪影的影响,这对于医疗和工业CT成像领域具有重要的实践意义,特别是在减少辐射剂量的同时提高图像诊断准确性方面。