基于NLPF和MIMS的CT金属伪影消除算法

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1、1682008，44(24)ComputerEngineeringandApplications计算机工程与应用形、图像、模式识别◎于NL—PF和MIMS的CT金属伪影消除算法马建华，杨迪，黄静，陈武凡MAJian-hua，YANGDi，HUANGJing，CHENWu—fan南方医科大学生物医学工程学院医学信息研究所，广州510515InstituteofMedicalInformation＆Technology，SchoolofBiomedicalEngineering，SouthernMedicalUniversity，Guangzhou510515，ChinaE-m

2、ail：jhma@fimmu．cornMAJian-h岫，YANGDi．HUANGJing，eta1．Non-LocalPre-FilterandMutualInformationMaximizedSegmentationbasedmetalartifactreductionincomputedtomography．ComputerEngineeringandApplications。2008。44(24)：168-171．Abstract：Todevelopacorrectivemethodinwhichthedistortedsegmentsinsinogramalei

3、dentifiedandinterpolatedusingnondistortedneighborprojections，toreducedistortedtomographymetalartifactscausedbyhigh-densityobjects．First，theNon-LocalPre-Fiher(NL-PF)reducesthenoisecontentandsmoothesstreakartifactsinCTimage．Next，thefilteredimageissegmentedin-toseveralregionsbyMutualInformati

4、onMaximizedSegmentation(MIMS)．ThentheartifactsclassisconvertedtotheCTnumberwiththesurroundingmaterial，called“artifact-tissue”class，andafterthatan“artifact—tissuesinogram’’isproducedusingforwardprojectionmethod．Afinalimageisreconstructedbythefilteredback-projectionfromappropriatelycombinati

5、onoforiginalsino—gramandartifacts—tissuesinogram．PhantomsstudiesshowthatmetalartifactsinCTimagecanbeeliminatedeffectively．Further-more，thisproposedmethodimprovestheabilityoforgancontoursdetection．And，thisfeatureCanbeappliedtoimprovethepe卜formanceofradiationtherapy．Thesestudiesdemonstrateth

6、attheproposedmethodCaneffectivelyreduceCTmetalartifactscausedbyhigh-density．Keywords：metalartifacts；Non—LocalPre-Filter；MutualInformationMaximizedSegmentation(MIMS)；artifact-tissueclass摘要：建立了一套针对由金属伪影造成的CT图像质量退化的恢复算法。利用Non—Local前置滤波(Non—Ix)calIre—filter，NL—PF)对原始CT图像进行全局滤波。从而有效地滤除原始图像中的噪声并

7、对射线状金属伪影进行了平滑，其后配合最大互信息量分割算法(MutualInformationMaximizedSegmentation，MIMs)从图像中分割出伪影成份，并利用其周围非伪影部分的像素对伪影类像素进行插值处理得到一个称之为“伪组织”类的图像。最后，通过融合“伪组织”图像的sinogram和原始CT图像的sinogram，得到校正的sinogram并采用滤波反投影重建算法完成金属伪影的CT校正图像。利用所提出的方法可以对含有金属伪影的CT图像进行有效伪影消除，其中射线状伪影消除效果显著。另外，此方法还可