一种内存优化的代数重建算法及其快速实现

本文提出一种在图像的代数重建算法(ART)中能够有效地减少内存占用的快速实现方法,将直接ART方法中的每个投影每条射线的系数矩阵分解为射线矩阵和单条射线的系数矩阵.射线矩阵保存每条射线的斜率和截距,系数矩阵在每次迭代之前计算得到,考虑到同一投影角下每条射线的相关性,系数矩阵可以递推计算,从而极大地节省了时间.实验选用Shepp-logan模型,实验结果表明了本实现方法的实用性.     

一种改进的毫米波图像超分辨率重建算法

针对毫米波成像时,由于天线孔径受限使得获取的图像空间分辨率很低、高频信息损失严重的问题,提出一种改进的非凸集投影超分辨算法。该算法以非凸集阈值收缩迭代算法(Non-convex Shrinking Iteration,NCSHI)为基础,采用具有平移不变特性的双树复数小波作为稀疏基,引入了两步迭代过程,有效地利用了前两次的迭代信息。实验仿真结果表明,该算法有效地改善了伪吉布斯效应,收敛速度更快,具有良好的超分辨性能。     

一种改进的POCS算法的超分辨率图像重建

图像超分辨率是指从一组模糊的低分辨率图像重建一帧清晰的高分辨率图像的过程.从经典的基于凸集投影POCS(projection onto convex set)的超分辨率图像重建算法出发,分析重建后高分辨率图像边缘模糊的成因,提出了一种基于保留边缘信息的POCS超分辨率图像重建算法.实验结果表明该方法能够明显地提高重建图像的质量.     

三维轴对称场的一种代数层析重建方法

提出了通过求解代数方程组重建三维轴对称场的一种方法,并利用计算机数值计算及图像处理技术对所提出的方法作了模拟证明。研究结果表明,重建场的平均误差通常在1%以下,当重建场边界区域的场分布与零值相差较大时,其重建精度优于“环带法”。     

图像代数重建算法的并行性研究

针对CT图像重建中不完备投影数据重建问题,提出了基于迭代的代数重建(ART)算法。为了解决ART算法重建速度慢这一问题,文中采用计算机集群的并行加速处理技术,将投影角度均匀地分配给适当的多个CPU,再将多个CPU并行独立运行的重建结果进行加权平均。实验数据表明,图像重建速度提高近6倍(CPU个数为6),图像重建质量优于传统的串行重建质量,且提高了ART算法的实现效率。     

一种改进的单帧图像超分辨率重建的高效算法

根据图像的降质模型,基于凸集投影（POCS）原理,结合降质图像模型,提出一种使用中值滤波初值处理的高效POCS单帧图像的超分辨率重建方法。计算机仿真结果表明,和双线性内插、经典POCS方法比较,改进后的该方法重建图像信噪比平均提高2．1dB和1．1dB。     

改进的图像重建迭代算法

针对不完全数据图像重建问题,该文从积分方程角度提出一种改进的图像重建迭代算法(Im-proved Iterative Reprojection Reconstruction,IIRR),并证明其在范数下收敛。该算法的图像重建收敛速度和重建图像误差依赖于引入的参数因子、已知的投影数据与图像的先验信息。重建图像可以表示为由已知投影数据所构成图像的级数形式。数值模拟结果表明,IIRR算法在不完全数据的情况下具有较好的图像重建能力。     

一种用于X射线荧光计算机断层成像的改进迭代重建算法

针对X射线荧光计算机断层成像过程中散射噪声带来的影响,提出一种改进的迭代重建方法。该方法通过在似然函数中添加散射光子的统计噪声,建立散射噪声的投影矩阵,迭代过程中同时更新荧光图像和散射图像,达到精确估计散射噪声的目的,实现有效重建。实验结果表明,本文算法相较极大似然-期望最大化算法,重建图像背景噪声低,感兴趣区域灰度分布均匀,视觉效果更佳。     

一种基于离散度的决策树改进算法

在数据挖掘中，决策树方法是一个重点研究方向。ID3方法是著名的决策树算法，在这种算法中，互信息的计算依赖于特征值数目较多的特征，这样不太合理．为此，从离散度的角度，对ID3算法进行改进，通过2种算法的对比实验，证明利用改进后的算法挖掘分类规则，不仅提高了分类的正确率，而且非常高效。     

一种改进的TV图像重建算法

针对当前稀疏角度下有限角图像重建过程中,边界部分出现伪影,降低了图像重建质量的缺陷。文中提出了一种新的ART+TV算法,该方法是在原始TV算法的基础上进行改进。原始TV梯度下降算法求解目标函数最小值时,使用固定函数作为目标函数,文中对其进行更改,采用带参数的目标函数,并对TV重建后的结果进行自适应步长修正,加速图像收敛。与传统的ART+TV算法相比,文中算法在不改变重建速度的基础上,且在少量迭代次数下,能重建出质量更高的图像,抑制图像伪影。     

基于联合代数重建技术的介观荧光分子层析成像

针对介观荧光分子层析成像重建问题,提出了一种基于联合代数重建技术的介观荧光分子层析成像重建方法.首先应用主成分分析算法对敏感矩阵进行双重降维操作,以消除敏感矩阵中的冗余信息;其次为保持重建结果与目标数据的一致性,对降维后的矩阵进行零填充;最后应用荧光光强测量数据和填充后的敏感矩阵,经带有总变差正则化项的联合代数重建技术...     

有关ART算法中松驰因子的研究

代数重建方法 (ART)是一种迭代的图像重建算法,图像重建的关键在于重建质量和重建速度,而松弛因子是影响这两者的一个重要因素。主要研究的是在不同投影角度数下,不同噪声环境中如何选取合适的松弛因子来提高图像重建的质量。选取了一系列松弛因子函数在上述条件下利用计算机进行仿真实验,并对比分析实验数据。实验表明,在不同条件下松弛因子的选择有所不同,合适的松弛因子可以极大改善重建质量。     

多层离散小波变换系数的稀疏向量构造的改进

融合离散小波变换和压缩感知的图像压缩方案很好避免了采用离散余弦变换和压缩感知时所带来的块效应,但当前基于单层离散小波变换的算法压缩比较低,基于多层离散小波变换的算法重构质量不佳。为了解决这些不足,根据离散小波变换系数的特点,对现有基于多层离散小波变换的算法提出了改进。图像经小波变换后,保留图像最高层低频系数,高频系数的构造方式给予适当改进。实验结果表明,与现有算法相比,重构图像的PSNR值得到2～4 dB提高。     

燃油喷雾内部构造可视化的激光CT技术(1)——喷雾图象重建方法的研究

为应用激光CT(Computed Tomography)技术实现燃油喷雾内部构造可视化,本文针对燃油喷雾的特点,对卷积反投影法(Convolution back projection简称CBP)、代数重建技术(Algebraic reconstruction technique简称ART)和同时迭代重建技术(Simultaneous iterative reconstruction technique简称SIRT)三种算法应用于喷雾图象的重建进行了研究.在P540图象处理系统上对标准喷雾模型进行重建,结果表明在投影数据存在噪声时,SIRT法重建图象质量最佳,但所需时间最长,CBP法重建图象质量最差,但运算时间最少,而ART法介于两者之间.     

Convergence of the simultaneous algebraic reconstruction technique (SART)

Computed tomography (CT) has been extensively studied for years and widely used in the modern society. Although the filtered back-projection algorithm is the method of choice by manufacturers, efforts are being made to revisit iterative methods due to their unique advantages, such as superior performance with incomplete noisy data. In 1984, the simultaneous algebraic reconstruction technique (SART) was developed as a major refinement of the algebraic reconstruction technique (ART). However, the convergence of the SART has never been established since then. In this paper, the convergence is proved under the condition that coefficients of the linear imaging system are nonnegative. It is shown that from any initial guess the sequence generated by the SART converges to a weighted least square solution.     

基于信赖域技巧的共轭梯度方法的图像重建算法研究

图像重建算法是电容层析成像系统研究的关键技术,寻找一种重建图像速度和重建图像质量都能满足工业应用要求的图像重建算法是十分必要的。基于信赖域方法的共轭梯度算法是在普通共轭梯度算法的基础上提出的一种新的图像重建算法,提高了图像重建的质量与速度。     

燃油喷雾内部构造可视化的激光CT技术(2)——对柴油机喷雾的应用

本文介绍了作者设计的燃油喷雾的激光CT测试系统,其中采用红宝石脉冲激光器作光源,CCD(Charge coupled device)摄象机作探测器,并配置了P540数字图象处理系统。利用红宝石脉冲激光和CCD的特性,实时地将燃油喷雾采集到数字图象处理系统上。用ART对喷雾图象进行重建,成功地实现了燃油喷雾内部构造的三维可视化。     

非完全数据下的OCT重建研究

本文从理论和实践角度深入探讨了严重缺少数据情况下的三维重建问题,提出了充分利用待测的先验知识,录数据计算的结果和部分实测值,采用信息融合的思想,改进重建理论,以实现在有限观察角并且含遮挡物的条件下进行重建。     

A new optimal digital halftoning technique based on the discrete cosine transform

Digital halftoning is a technique to display a gray-level image with a bilevel device. Conventionally, most halftoning techniques are done in the spatial domain. A new halftoning technique based on the discrete cosine transform is proposed. The method chooses an optimal bilevel image to display the original gray-level image and minimize the weighted mean square error based on the discrete cosine transform domain. The simulation results indicate that our algorithm can produce very good halftoned images without false contours.     

改进的一比特量化压缩感知重建算法

传统的压缩感知理论考虑的测量值均是实值的,具有无限比特精度。然而在实际应用中,由于数据存储或传输需求,必须考虑测量值的量化问题。通过研究总结已有的一比特量化压缩感知(1-bit Quantized Compressive Sensing)重建算法,提出了一种改进的二进制迭代硬阀值(BIHT)算法。该算法通过引入回溯筛选的思想,在每一步迭代过程中优化了对原子的选择。实验仿真表明,在采样比特数较低时,基于回溯的二进制迭代硬阀值(BBIHT)算法比二进制迭代硬阀值算法重建精度高2~3 d B,且重建速度快。因此,BBIHT算法更有实际应用意义。