基于梯度特征聚类分析的大尺寸物体CT图像环状伪影校正方法

针对CT扫描系统的环形伪影,本文提出一种基于图像梯度特征聚类分析的Hough变换的环状伪影校正方法。利用极坐标图像梯度特征进行聚类分析,对重建图像数据分类初筛,将重组数据采用Hough变换直线检测并映射找出原图像中的伪影数据,进而插值消除极坐标图像的直线伪影,达到重建图像环形伪影消除的目的。模拟和实测图像的测试结果表明,采用图像梯度特征提取后,检测出有效伪影直线的数量大幅提升,重建图像中的环状伪影、弧形伪影及中心区的团状伪影都得到有效去除,且大大减少传统Hough变换法误检测直线的现象。

颅脑梯度回波成像:呼吸伪影和导航回波矫正

梯度回波序列是磁共振成像中常用的脉冲序列,然而梯度回波对主磁场波动非常敏感,呼吸等生理运动引起的信号波动会导致图像伪影.该文报道了采用导航回波技术获取呼吸运动导致的局部磁场波动,用以矫正图像回波中随时间变化的相位波动,并将该技术应用于三维多回波梯度回波成像和T2*定量图研究.研究结果显示:矫正前,相位波动幅度随回波时间增长而增大,模图和T2*定量图在相位编码方向有明显伪影,并且男女呼吸伪影水平有显著性差异;矫正后,相位波动幅度大幅下降,图像伪影水平有显著性下降.

融合人眼掩蔽效应和图像梯度的块效应评价方法

针对JPEG格式的图像采用分块离散余弦变换的压缩方式易产生块效应的情况,提出了一种高效的无参考块效应评价方法.首先,对图像块边界处像素点的梯度进行变换得到图像块效应映射图(主要包括图像块效应边界的位置和强度信息);然后,计算人眼对图像的亮度和纹理掩蔽效应,将其结合到块效应映射图中,得到显著性块效应映射图,并使用Minkowski法计算出图像块效应评价指标;最后,在LIVE等图像质量评价数据库中进行了大量的试验仿真.仿真结果中单调一致性指标——SROCC和KROCC分别达到了0.9、0.7以上.

超快速COSY类2DNMR实验弛豫假峰的抑制

在脉冲梯度场基础上研究了进一步缩短ＣＯＳＹ类２ＤＮＭＲ实验数据采集时间的新方法．利用主动屏蔽梯度场线圈的梯度场恢复时间仅为１００μｓ数量级这一特点，提出一类基于脉冲梯度场消除弛豫假峰的脉冲序列．并以ＤＱＦ－ＣＯＳＹ脉冲序列为例加以验证．实验结果表明：采用文中的方法，取序列重复时间远小于Ｔ＿１和Ｔ＿２是切实可行的；梯度场技术能很好地抑制弛豫假蜂以达到２ＤＮＭＫ数据的快速采集．

MR成像中脉冲序列特征与图像质量控制

目的 :为了提高扫描速度与图像质量 ,解决不合作病人及儿童扫描问题。方法 :在 5年工作中 ,利用西门子提供的 30 0多个序列对 30 0 0 0余病人扫描 ,梯度场包括 10 m T/ m,15 m T/ m二种。结果 :通过不断的工作与分析 ,我们提高了扫描速度 ,改善了图像质量 ,解决了不合作病人与儿童的扫描问题。结论 :一般来说梯度回波比自旋回波速度快 ,信噪比低 ,而快速序列多了一个回波链长 ,时间为常规序列的 1/ ETL。

MRI梯度磁场性伪影产生机理及解决措施的分析与研究

通过对MR图像梯度磁场性伪影产生机理的分析,采取相应措施,使各种MR图像梯度磁场性伪影得到不同程度的减少或移位甚至彻底消失,提高了MR图像质量,为临床提供更多诊断信息。

基于有理数多项式先验模型的图像盲去模糊

图像盲去模糊问题是当今图像处理领域的热点问题之一。基于混合高斯先验模型的变分贝叶斯去模糊算法可以有效地复原模糊图像,成为一种重要的图像去模糊算法。虽然混合高斯先验模型可以很好地逼近自然图像的梯度分布,但是该模型在图像梯度值较大处往往会产生过拟合导致去模糊后的图像产生振铃效应,严重影响了图像可读性。利用有理数多项式先验模型代替混合高斯模型逼近自然图像的梯度分布,克服算法的上述缺点。有理数多项式函数的分母多项式强制函数在梯度值较大值时平滑,所以有效地避免了过拟合现象的发生,从而使得模糊核估计得更准确,减少振铃效应。实验结果表明了算法的可行性和有效性。

顾及波束入射角的常梯度声线跟踪水下定位算法

海水声速的时空变化会使声波沿传播方向发生折射,有效消除声波的折射效应对提高水下声学定位精度至关重要。在声速剖面已知的情况下,声线跟踪是削弱折射效应的有效方法。但现有的声线跟踪方法要求波束入射角为已知,而基于距离交会原理的水下声学定位系统通常未对波束入射角进行直接观测。针对上述问题,提出了顾及波束入射角的常梯度声线跟踪水下定位算法,采用搜索法确定波束入射角,通过对声线跟踪与定位解算的迭代计算,实现波束入射角和目标坐标的渐次修正。为进一步提高计算效率,提出了迭代求解超越方程的解算法。试验结果表明,本文方法有效利用声速剖面消除了声线折射效应的影响,且解算法计算效率优于搜索法。

顾及收发分置影响的海洋大地基准声线跟踪定位方法

海水声速变化引起的声波折射效应是影响海洋大地基准定位精度的关键因素之一,声线跟踪是已知准确声速剖面情况下消除折射效应的有效方法.然而现有的水声测距定位解算广泛基于收发同置假设,即认为声波的往返路径和测量载体的位置在较短的观测时延内不会发生变化,导致海洋大地基准的深海定位结果引入较大误差.针对上述问题,提出了顾及收发分置影响的海洋大地基准声线跟踪定位方法,基于往返时延差最小原则结合常梯度声线跟踪搜索得到目标最优坐标,进一步提出了基于声线距离分配往返时延的牛顿迭代解算法以提高计算效率,最后通过深海试验证明了顾及收发分置影响的海洋大地基准声线跟踪定位方法的有效性.

基于逆散射成像条件的最小二乘逆时偏移

最小二乘逆时偏移(LSRTM)相对于常规逆时偏移(RTM)具有分辨率更高、振幅更准确、噪音更少等优势,可以对复杂的地质构造进行有效的成像.这种迭代更新反演成像方法十分依赖目标函数的梯度质量和计算效率.当地质模型中存在强反射界面或者记录中存在折射波时,基于常规互相关成像条件(CCC)的最小二乘逆时偏移梯度会包含很强的低频噪音,从而使反演的收敛速度和成像质量降低.为此,本文在最小二乘逆时偏移的梯度中引进了逆散射成像条件来压制这种低频噪音,并以此提出基于逆散射成像条件(ISC)的最小二乘逆时偏移方法.数值模拟结果表明,两者计算耗时基本一致,但逆散射成像条件能高效压制梯度中的低频噪音,从而使反演过程中收敛加速,成像质量得到显著提高.

薛定谔滤波结合阈值算法在核磁脑电梯度伪迹去噪的应用

基于功能磁共振(fMRI)同步采集的脑电图(EEG),在使用平均模板相减法(AAS)预处理之后,仍存在梯度残留尖峰伪迹。需要更准确地去除残留尖峰,以减少基于频率的活动推断的干扰,降低时间序列之间的虚假相关性。本文针对EEG数据中尖峰伪迹的特性,先使用薛定谔滤波方法分解并识别包含尖峰的EEG数据,自动减去与EEG幅度相差较大的大部分尖峰成分,然后使用幅度阈值方法,通过逆补余误差定位与EEG幅度相当的残留尖峰,实现对尖峰伪迹的定位与去除。对于模拟信号,该方法得到的信号幅值误差(Er)较薛定谔滤波方法平均提高24.95%,信噪比(SNR)较薛定谔滤波方法提高27.13%;对于真实信号,本文方法得到皮尔逊相关系数明显小于另外4种方法,去噪效果较薛定谔滤波方法提升11.42%。无论是尖峰位于波形波谷,还是高频波动幅度与峰值相当的情况下,薛定谔滤波结合阈值算法较其他方法尖峰识别精度和去噪效果明显提高。此去噪方法为EEG-fMRI的融合研究提供了强有力的支持。

稀疏恢复的梯度投影算法在PPG信号重建中的研究

光电容积描记(PPG)法是一种无创测量人体脉搏信号的方法,其波形反映血管中的血液容积变化,在诊断心血管疾病时具有重要作用。然而,这种方法容易因病人有意或无意运动产生运动伪影(MA)而影响诊断结果的准确性。为解决这一问题,基于压缩感知理论框架,采用稀疏恢复的梯度投影(GPSR)算法,对PPG信号进行滤噪和恢复。对于非稀疏信号,压缩感知包括稀疏和恢复两个步骤:首先为保证信号的重要信息不被破坏,利用哈尔小波基找到最佳稀疏域,对信号进行稀疏变换;然后采用GPSR算法,在恢复信号的同时去除MA噪声。实验测量3种受MA影响的带噪PPG信号,并用GPSR算法处理分析。另测50名健康成年人在垂直运动时产生的带噪PPG信号,计算带噪与重建PPG信号的心率和均方误差(MSE)。将得到的两种心率分别与无噪声PPG信号心率通过Bland-Altman方法做对比分析,结果显示,带噪与无噪声PPG信号的差异范围在±23 beat/min,而重建PPG信号在±2.7 beat/min。由均方误差的Box Plot图可知,重建信号的MSE比带噪信号降低约50%。这些结果均表明,GPSR算法能明显降低信号中的运动干扰。

MR硬件相关伪影常见原因分析及对策

目的分析MR系统主磁体、射频、线圈、梯度等硬件导致的常见图像伪影,探讨其产生原因及处理对策,消除或抑制伪影。方法收集近年来我院MR设备遇到的伪影11例,其中主磁体导致伪影1例,射频导致伪影3例,线圈导致伪影4例,梯度导致伪影2例,其他1例。具体分析干扰伪影、梯度线性变差伪影,归纳几种MR硬件相关伪影的特征,分析其产生原因,制定合理的解决方案。结果通过对MR图像伪影特征进行分析,找到伪影的来源,11例伪影中4例更换故障部件后消除,5例通过软件校准消除或减轻,2例通过移除干扰源解决,伪影均消除或减轻。结论通过对MR硬件相关伪影特征及原因进行分析,判断其来源,制定相应的矫正措施,可以抑制或消除伪影,同时为设备的故障排除提供借鉴。

GE Signa HDxt 1.5T核磁共振梯度系统故障排除

为了快速确定GE Signa HDxt 1.5T核磁共振梯度系统常见故障的根本原因,论文对常见故障进行汇总,依据设备日志提供的错误信息,同时根据该设备梯度电源控制板和梯度放大器控制板指示灯提供的状态信息,共同确定故障原因,并找到故障元器件进行更换,尽量不整体更换梯度放大器和梯度电源次数,降低维修费用。

一种基于梯度的频域滤波去块效应算法

为了减少基于分块离散余弦变换DCT(Discrete Cosine Transform)的压缩处理时产生的块效应失真,通过从DCT分量计算块边界的梯度值来评估各个DCT分量对块效应的影响,再结合HVS特性对图像进行频域滤波,可以有效地去除块效应。该方法性能有效且优异,同时避免了多数频域滤波方法产生的严重模糊失真。

涡流补偿调正的一种新方法

提出了在磁共振成像装置安装中涡流补偿调正的一种新方法。本方法通过观察水模样品的磁共振信号的变化来调正补偿电路的时间常数和增益。本方法可使涡流补偿达到最佳化。本文也介绍了方法使用步骤和在一个装置上实验结果。

基于时序特征预测的实时视频拼接算法

在动态场景下进行视差处理是实时视频拼接中的一个难题,当运动对象经过视频拼接接缝时容易发生伪影和错位的现象,而复杂的配准和融合算法又难以满足实时性要求。为了解决这个问题,提出了一种基于时序特征预测的实时视频拼接算法。针对采集到的具有20%-40%重叠区域的视频帧,通过结合HOG和LBP等快速特征匹配算法,保证了视频拼接的速率。利用视频帧的时序上下文特性,识别出运动物体并估计物体运动矢量,判断物体能否到达接缝,选择性更新接缝,避免运动物体穿越接缝时产生畸变,达到了去伪影的效果。实验结果表明,所述算法视频拼接速率达到44FPS,且在去伪影效果上有很大的提升。

工业CT重建图像中边缘梯度效应引起的高频伪影

为研究伪影对大型工件内部密度锐变区域高对比度微小缺陷检测的影响,从一个简单的轴对称断层模型出发,计算了边缘梯度效应引起的通过物体内部不同材料交界面处的射束的投影偏差。并研究采样相位的影响,探讨了由此偏差引起的重建图像中的高频伪影的表现形式。计算结果表明,高频伪影具有相当的强度,且具有与缺陷相似的表现形式,从而影响工业CT的检测能力。结合点扩散过程,高频伪影强度的计算为评估工业CT边缘处的缺陷检测能力提供了理论依据。