基于小波域的图像噪声类型识别与估计

提出了一种基于小波域分解的类型识别方法 .该方法利用噪声图像的小波高频子带系数能量分布 ,对图像中最常出现的两类噪声 :高斯噪声和椒盐噪声进行识别 ,并在此基础上对高斯噪声的方差和椒盐噪声的密度进行了估计 .对大量含噪图像的实验结果表明

基于小波域分析的图像模糊度算法研究

针对模糊图像处理问题,提出了一种基于小波域分析的测量图像模糊程度的算法。这种算法可在图像处理中获得该图像的模糊程度(图像模糊度)的客观、准确的度量。实验结果表明:该模糊度与人的主观排序相吻合,可用于图像品质的评价。

针对熵编码的自适应可逆图像预处理方法

大多数图像编码前所采用的预处理方法都会造成一定程度的信息损失。以提高图像的熵编码效率为目的,提出一种自适应可逆图像预处理方法——基于相邻像素相似性的可逆图像变换,它包括8像素和4像素处理下的多种模式。在对图像做位平面分解后进行基于相邻像素相似性的可逆图像变换,并选择多种变换方式下具有最小熵的变换图像作为预处理输出,其直方图呈现出U型分布。实验结果表明,该预处理方法改变了图像的统计特性,从而提高了图像的压缩比和熵编码效率。

附加铝质滤过板对X线图像质量和患者吸收剂量的影响

目的:研究不同附加滤过板厚度对图像质量和患者吸收剂量的影响.方法:在X线准直器上分别添加0,1,2,3和4mm厚的铝质附加滤过板,影像增强器表面的输入剂量约为1μGy/帧.采用不同的管电压(kVp)分别对8,10,13,15,20和25cm厚的体模成像,分析上述附加滤过板对体模表面剂量、图像质量以及X线管负荷的影响.结果:随着附加滤过板厚度的增加,体膜表面剂量呈平方关系下降;若获得同样的图像信噪比,则管电流(mAs)呈线性增加;图像ROC分析显示,X线管焦点胀增对图像清晰度影响不大,射束硬化效应对图像对比度的影响不明显.结论:一定范围内的附加滤过板厚度增加可以减少患者表面剂量,同时不会造成X线图像质量下降.

基于小波变换的X射线图像超动态范围重建

针对小动态范围X射线成像设备提出一种X射线图像超动态范围重建方法.将成像对象进行两次不同球管电压下的低剂量曝光,对两次曝光得到的图像进行多分辨率小波分解.根据一定规则重构分解系数,将重构的系数进行小波逆变换重建一幅宽动态范围图像.实验表明,该方法能有效扩展图像的灰度动态范围,并且两次低剂量曝光并未增加患者皮肤表面吸收剂量.

基于小波域的图像噪声估计新方法

提出一种基于小波域区域分割的估计图像噪声的新方法。该方法利用图像的小波高频系数，在提出图像平滑区域的基础上，准确地估计图像高斯噪声的标准方差。由于考虑了图像的局部信息，因此该方法优于传统的估计方法。用于多幅实验图像的结果表明：在图像受噪声比较小或图像含高频信息较丰富时，该方法比传统方法更准确。

一种多尺度X射线胸片图像增强算法

针对医学X射线胸片增强的同时会在大尺度边缘产生伪影从而影响医学诊断的问题,提出了一种基于边缘的非线性X射线胸片增强算法(MSCE).该算法先将图像进行多尺度分解,然后结合人眼视觉对对比度敏感的感知特性,计算图像基于边缘的局部对比度,通过结合其局部对比度信息控制各尺度信号增强系数,最后重建得到增强后的图像.MSCE算法能在保证小信号增强能力的同时,较大限度地抑止大尺度信号边缘伪影.实验结果表明,与Vuylsteke以及Stahl的非线性增强算法相比,在保证同样细节增强能力的同时,其大尺度边缘区的平均局部方差分别下降了约36.78%和29.64%,实验验证了MSCE算法具有优越的整体视觉质量.

一种胸部X射线摄影图像中结节检测的多尺度匹配滤波器

为了提高胸部X射线摄影图像中肺结节的正确检测率,提出一种基于通道化Hotelling模型的多尺度匹配滤波算法.以X射线胸片中的正样本和负样本图像作为训练集合,用Hotelling分类器训练出不同尺度的匹配滤波器组,并与待检测的胸片图像做滤波.计算滤波输出图像的视觉检测差异,以最大差异为约束条件寻找最优尺度的滤波器,计算待检测图像中的结节尺寸和检测能力.实验结果表明,基于通道化Hotelling的匹配滤波算法的病灶检测能力与主观评价结果取得了较好的一致性,并具有较高的病灶检测准确率,滤波处理后的图像中仅含少量的假阳性区域,计算出的病灶的相对半径误差主要位于-0.21和0.18之间,该误差范围的图像占实验数据库图像的比例为86%.

强迫选择实验中的心理测量函数研究

为了评价观察者在视觉检测实验中的感知能力,提出一种含约束条件的最大似然拟合方法.该方法通过强迫选择实验获得不同视觉刺激强度下的主观识别率,通过离差分析筛选出有效的实验数据,然后采用最大似然准则拟合出识别率与刺激强度的函数关系.实验建立了2选项和4选项强迫选择实验的心理测量函数,其中刺激信号的面积覆盖100~400 mm2.实验结果表明：拟合的均方误差在0.05附近,决定系数近似为0.9;两位观察者的心理测量函数的最大误差是0.046 6;相比非线性最小二乘拟合,最大似然拟合具有更高的拟合准确率.

基于医学X射线成像物理模型的模体投影仿真计算

为了逼真模拟X射线CT投影数据,提出一种结合X射线能谱分布函数和组织边界逼近策略的投影仿真算法.该算法将模体内各区域CT值映射为组织密度和各元素质量分数,用XCOM软件计算组织质量衰减系数,确定X射线穿越各区域边界的位置,最后根据X射线能谱参数、组织密度、组织质量衰减系数、相邻边界间的距离计算出经过衰减的X射线能谱分布函数与模体投影数据.该算法比解析模拟算法编程简单,比离散模拟算法存储空间小、计算精度高.对模拟投影进行Feldkamp锥形束三维重建,显示出预期的射束硬化效果.

锥束X射线CT投影的蒙特卡罗仿真

提出了一种锥束X射线CT(计算机断层扫描)投影的蒙特卡罗计算方法,对X光子逐次抽样并以随机步长跟踪,将探测器区域内的沉积能量转化为投影信号,使用蒙特卡罗计算工具EGSnrc执行后台批处理计算,得到符合成像物理学的仿真投影.经过合理加速和参数优化,计算量较通用默认设置降低了2个数量级.对生成的锥束投影进行重建,结果显示出预期的射束硬化和散射伪影.该方法易于进行二次开发,贴近真实设备,是锥束X射线CT原型机散射校正的基础.将仿真投影与真实的物理设备测量数据进行比较,平均误差为1.18%.

基于模型的钨靶X射线球管光谱重建

X射线光谱信息是进行X射线曝光剂量控制、X射线成像质量评估、X射线双能量成像等必不可少的,为此本文提出一种基于模型的钨靶X射线球管光谱重建方法.该方法首先建立一个具有物理意义的7参数球管光谱模型,再通过测量的光谱衰减数据求解模型参数进而重建光谱.实验中,对若干球管电压分别选择不同厚度的铝板和铜板作为衰减器测量衰减数据,结合模型由衰减数据重建光谱.实验表明,该方法可利用较少的衰减数据重建包含特征辐射的球管光谱,算法简单易行.与原始光谱获得的衰减数据相比,重建光谱获得的衰减数据误差低于0.3%;与修正的手册光谱相比,重建光谱误差低于5%.

基于CT数据一致性的双多项式射束硬化校正改进

针对目前各种校正算法对条状伪影校正效果不显著,分析了条状伪影的产生原因.由此考虑射线穿过不同骨厚度对软组织投影贡献的影响,对基于H-L一致性条件的双多项式校正算法的软组织校正多项式改进.Forbild头部模体的仿真结果表明,该改进方法对杯状伪影和条状伪影都有良好的校正效果.

CT模体投影解析计算及其在射束硬化校正中的应用

为了开发出有效的医学诊断X射线CT（计算机断层扫描）射束硬化校正方法,结合X射线源能谱分布以及数学CT模体内各区域的几何形状和材料成分,提出一种宽能谱X射线投影解析计算方法.首先在仅考虑人体组织的前提下将CT值映射为材料成分,然后采用解析方法确定区域边界,最后根据X射线能谱分布计算投影数据.与线积分投影比较,该方法不但能够生成更真实的投影,而且能够为射束硬化校正与CT重建研究提供统一的投影数据.FORBILD头部模体实验结果表明,骨校正的骨区域CT值不一致误差比水校正的小4-5 Hu,比单能谱重建的大5-6 Hu.

基于感兴趣区域CT重建的运动估计

为了对感兴趣区域运动信息进行估计,首先扩展中心切片定理并推导微分约束条件,然后用有限Hilbert变换算法求出方位角与径向图像导函数,最后用改进的光流方程求解极坐标系下的运动场。与一般运动估计算法相比,该算法不使用图像域差分运算计算导函数,因此具有更高精度,并且极坐标系下的运动估计更加适合医学诊断需要。数值仿真也验证了该算法的可行性。

基于单摄像机的电力设施侵入目标参数计算

基于单摄像机成像的电力设施侵入目标的参数计算,首先采用成本较低的单摄像机单目视觉系统,对摄像机监控范围内的空间进行三维建模,便于对其监控范围内的各种物体进行距离测算与三维尺寸测算;接着依据立体视觉系统,对采用最新的模式识别技术识别出的入侵物的大小和距离进行计算,判断威胁程度。文中提出的基于单摄像机成像的电力设施侵入目标的参数计算方法,可以更为准确地判断入侵物大小和位置,从而可靠地判断威胁程度,降低误报和漏报,在输电设施的监控方面有广大的应用前景。

一种将羽毛球比赛的2D视频转换到3D视频的算法

文中提出一种羽毛球比赛的2D视频转换到3D视频的算法。在这类视频中,前景是最受关注的部分,准确地从背景中提取出前景对象是获取深度图的关键。文中采用一种改进的图割算法来获取前景,并根据场景结构构建背景深度模型,获取背景深度图;在背景深度图的基础上,根据前景与镜头之间的距离关系为前景对象进行深度赋值,从而得到前景深度图。然后,融合背景深度图和前景深度图,得到完整的深度图。最后,通过基于深度图像的虚拟视点绘制技术DIBR来获取用于3D显示的立体图像对。实验结果表明,最终生成的立体图像对具有较好的3D效果。

最佳kVp与体模表面剂量和体模厚度关系的实验研究

目的在保持一定的X射线图像信噪比的前提下,探讨管电压(kVp)与体模表面剂量和体模厚度的关系。方法应用自制人体模型模拟X射线数字减影血管造影,在特定的X射线影像增强器表面剂量下,采用不同的kVp和毫安秒组合曝光,采集相关数据并绘制成体模表面剂量-kVp曲线、体模厚度-kVp曲线以及体模厚度和kVp的关系式。结果体模表面剂量-kVp曲线提示,kVp越大,体模表面剂量越低,但斜率渐趋于零;体模厚度-kVp曲线提示,体模越厚,所需kVp越大;体模厚度和kVp的关系式为:kVp=64+0·89D(D为体模厚度,cm)。结论随着kVp的不断增高会导致体模表面剂量的逐渐降低,理想的kVp值与体模的厚度直接相关。

基于统计学习的电力设施现场危险目标识别方法

为提高对输电线危险状况的远程预警和告警能力,经常需要对野外架空输电线路实施远程视频监控。智能化视频预警系统能够自动识别危险目标并作出危险判定,能够极大地节省人力资源。采用基于Haar特征结合Adaboost方法统计学习方法训练分类器,实现对工程车辆等危险目标的识别。仿真实验结果表明,该方法具有很高的识别率和稳定性。