基于差分图校正环状伪影的自动阈值选取研究-论文.pdf

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1、文章编号：1007—1423(2014)09—0049—05DOI：10．3969~．issn．1007—1423．2014．09．010基于差分图校正环状伪影的自动阈值选取研究王海浪(东南大学生物医学工程，南京210096)摘要：CT图像环状伪影是影响CT图像质量的重要伪影之一在重建图像基础上使用低通滤波减除：吓状伪影是环状伪影校正方法中的主要手段而在这个过程中通过阈值隔断差值图中的边界信息是直接影响校正结果的重要操作通过模拟数据的研究。提出一种自动选取阈值的新方法．并在实际CT数据中进行验证该方法在保证图像细节分辨率的情况下环状伪影得到有效抑制．图像质量获得显著提

2、高。关键词：环状伪影：低通滤波：自动阈值选取0引言伪影的强度、减除图像环状伪影，具体操作流程如图1。CT重建图像后处理是环状伪影校正的重要手段伪影定位伪影测量伪影减除之一该方法主要通过极坐标变换将直角坐标的环状伪影变换成极坐标的线状伪影．然后再对水平方向进极坐标变换阈值处理正交坐标变换中值滤波低通滤波做差值图行滤波．最后再反变换到直角坐标中得到校正后的CT做差值图图像II．这种方法虽然在一定程度上抑制了环状伪影．但同时也模糊了图像．丢失了图像的细节信息白2004图1伪影校正流程图年RainerRaupach提了差分校正环状伪影的构思(即采用一定的方法提取数据中的环状伪

3、影背景．用原以NxN(N一256)Shepp—Logan模拟环状伪影数据．始数据减去伪影背景．从而获得校正后的投影数据)以如图2。来，大量学者在这个基础上做了工作JanSijbers和AntreiPostn0v提出计算竖向平均值来模拟各通道的伪影强度【，I：YangJ等人研究通道响应结果的方差来达到目的14]．DanielPrell等人对差值冈响应通道进行纵向低通滤波达到获取各像素的伪影强度[51．这些方法都对环状伪影校正做成绩．但在具体处理过程中有一个囹过程无法避免：阈值选取1理论与方法图2模拟数据准备环状伪影的产生主要是由于相邻像素通道之间的在整个操作流程中．选择

4、一个合适的阈值对之后响应差异所导致的．那么在校正的过程中问题就可以细的低通滤波分离环状伪影至关重要。阈值太高，不能有化为几个部分：定位响应有差异的像素通道、测量环状效隔离边界信息．会使得滤波过程中将处于同一通道现代计算机2014．03下⑨＼图形图像＼＼———～～一I¨的长边界误判为低频的环状伪影：阈值太低．则会将伪值的目的就是将过火或过小的像细节分离．保留伪影信息一并隔离．而使得后续步骤没有实际意义对于影，为了更好地提取闽值公式．本文将差值的某一通单一特定的一幅噪声图像．可以通过观察测量选择一道响应抽象为数学模型，如图5：个特定的阈值．但是在实际CT重建过程中．对于一

5、系列的图像不可能对每张图片进行人工测定．这时就需要一个确定的数学公式来确定阈值．达到计算机分离伪InreSnDI口-VIaX边界信息的日标^，●：‘●^^一w一⋯一环状伪影是由于通道间的响应不一致所造成．在^⋯⋯百j⋯一口．差值图中由于减除了图像的基础信息而表现得尤为明A“；#A●^虹间TnkI一¨In显。实际上，在每个通道中不仅包含该通道的特异性．O也含有图像结构的特异性信息分析个通道的灰度分布如图3、图4：罔5像素通道灰度分们舳象50其中Average为通道响麻半均值．Max为通∞言乏40道响应最大值．ValueMin为通道响啦最小值．Arti&。t—巴九o¨-、

6、-I、vMax为伪影有效间最大值．ArtifactMi，L为伪影有效I)‘问最小值。根据图爪分析，闽值的选取公式为：30fThresholdMax=Average+Ax(V

7、素通道100灰度分I剁将通道l0与通道1()(】的灰度分布与差值罔对比发现．每个通道的灰度值大部分都在一个问内晃动．只有接触到物体边界时才会有肤度的阶跃变化．而这冬I6像豢通通5()分J个厌度问就足这个通道在不角度投射F重建后产这种情卜．VtdueMax术等于rt~fiwtMux乍的伪影噪、使公式：根据通道灰度的变化情况可知．某一通道环状Thre．~holdMax=Average+Ax0Mta"一Aertl、伪影的强度心该通道的响应平均值附近变化．而闽⑨现代计算机2014．03下图形图像ThresholdMax值将小1二ArtifactMax．存这种