压缩感知在Micro-CT图像超分辨重建中的应用.pdf

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1、第17卷第4期中国图象图形学报Vo1．17，No．42012年4月JournalofImageandGraphicsApr．，2012中图法分类号：TP391．1文献标志码：A文章编号：1006—8961(2012)04-0487—07论文引用格式：王丽艳，韦志辉。罗守华，顾宁．压缩感知在Micro—CT图像超分辨重建中的应用[J]．中国图象图形学报，2012，17(4)：487—493压缩感知在Micro-CT图像超分辨重建中的应用王丽艳，韦志辉，罗守华。，顾宁。1．南京理工大学计算机科学与技术学院，南京210094；2．东南大学数学系，南京210096；3

2、，东南大学生物科学与医学-I-程学院，南京210096摘要：Micro．CT成像中重建图像的分辨率往往受到x射线的辐射剂量和探测器单元的孑L径及大小的限制。在不改变原有成像参数的前提下，通过将重建图像网格的上采样以及重建图像的稀疏性假设先验，提出一种基于全变差模型的Micro—CT图像超分辨率重建模型。基于扩展梯度投影方法，将模型解耦分解为沿保真项的梯度方向下降、rv去噪、两步迭代结果线性组合这3步交替迭代求解。对模拟图像和实际数据进行了仿真测试，并同传统的滤波反投影方法进行了比较。实验结果表明，该算法能够有效提高重建图像的分辨率。关键词：超分辨率重建；压缩感

3、知；显微计算机辅助断层摄影技术；总变差正则化ImagesuperreconstructionforMicro-CTbasedoncompressedsensingWangLiyan，WeiZhihui，LuoShouhua，GuNing。1．ComputerScienceDepartment，NanjingUniversityofScience&Technology，Ⅳnng210094，China；2．MathematicsDepartment，SoutheastUniversity，№ng210096，China；3．BiomedicalEngineeri

4、ngDepartment，SoutheastUnivers，ng210096，ChinaAbstract：InMicro-CTsystems，furtherimprovementofthespatialresolutionofthereconstructedimagesislimitedbytheX—raydoselevel，thepixelpitch，andtheapertureofthedetectorelement．Inthispaper，westudyatotalvariation(TV)basedoptimizationmodelforMicro—C

5、Treconstructionbasedonanup-samplingofthereconstructiongridwithoriginaldetectorandX-raydose．Usinganextensionofthegradientprojectionmethod，analternatingminimizationalgorithmisemployedtosolvethecorrespondingenergyfunction．Intheprocessoftheminimization，thetreatmentisseparatedintothegrad

6、ientstepofthefit—to—dataterm，thetotalvariation(TV)denoising，andthespecificlinearcombinationoftheprevioustwopoints．ExperimentsonsimulateddataaswellasrealMicro-CTdataareperformed．OurresultsshowthattheproposedapproachCandramaticallyimprovethespatialresolutionofthereconstructedimagescom

7、paredtotheconventionalFilterBack—Projectionalgorithm．Keywords：super—resolutionreconstruction；compressedsensing；micro—CT；totalvariationregularization．医学、药学、材料学、工业无损探测等领域。在保证0引言x射线安全剂量的前提下，重建图像的空间分辨率是各种应用中所关注的最重要的指标之一，重建图显微计算机辅助断层摄影技术(Micro—CT)由于像空间分辨率的提高对各领域的进一步应用具有显具有空间分辨率高，非介入成像等优点

8、，广泛应用于著意义⋯。例如医疗应用中能