數(shù)字乳腺層析圖像的壓縮感知重建與去噪研究.pdf

1、乳腺X線三維斷層攝影術(shù)（digital breast tomosynthesis，DBT）利用斷層重建技術(shù)有效克服了乳腺X射線攝影技術(shù)(mammography)在對(duì)女性乳房攝影時(shí)，可疑病灶與乳腺組織的重疊問(wèn)題。DBT成像方式為欠采樣投影成像方式，圖像重建算法直接影響了重建圖像的清晰度。因此，重建算法的正確選擇對(duì)重建圖像的分辨率的提高起著關(guān)鍵的作用，同時(shí)斷層圖像中噪聲抑制也對(duì)重建圖像清晰度的提升至關(guān)重要。
　　本文研究了DBT技術(shù)的

2、成像原理，建立了基于壓縮感知理論的圖像重建模型以及結(jié)合小波與非局部濾波的全變差算法的去噪模型。具體內(nèi)容包括:
　　建立了三維數(shù)字乳腺體模并提出一種基于壓縮感知理論的DBT圖像重建算法。建立的體模充分模擬了乳腺腺體內(nèi)不同密度的組織，主要包括乳腺中的腺體組織與脂肪組織，乳腺腫塊與微小鈣化點(diǎn)，以及在DBT掃描時(shí)不可避免的胸壁組織。提出的DBT圖像重建算法以壓縮感知理論為基礎(chǔ)，首先建立重建模型目標(biāo)函數(shù)，充分利用圖像在梯度域的稀疏性，將待求

3、解圖像的全變差(Total Variation，TV)作為模型中的正則項(xiàng)，保留了圖像的結(jié)構(gòu)信息進(jìn)而實(shí)現(xiàn)圖像重建;將投影理論計(jì)算值與實(shí)際測(cè)量值的誤差作為模型中的數(shù)據(jù)保真項(xiàng)，有效權(quán)衡重建圖像信息完整度，高精度地完成圖像重建;其次采用交替方向乘子法(Alternating Direction Methods of Multipliers，ADMM)對(duì)重建模型目標(biāo)函數(shù)進(jìn)行迭代優(yōu)化，獲得較為精確的最優(yōu)解。該方法利用壓縮感知理論減少投影數(shù)據(jù)量，降低

4、采樣時(shí)間與X射線輻射劑量，實(shí)現(xiàn)了DBT斷層圖像重建。
　　提出一種基于小波變換與非局部濾波的全變差模型的去噪算法。該算法利用了圖像在小波域中不同尺度下的梯度信息，并以此作為模型的正則項(xiàng)，在有效去除噪聲的同時(shí)抑制了全變差項(xiàng)引起的階梯效應(yīng)和小波變換引起的吉布斯現(xiàn)象;以待求解圖像與含噪圖像的誤差作為數(shù)據(jù)保真項(xiàng)，保證了去噪后圖像的信息完整性;引入分裂Bregman算法對(duì)問(wèn)題進(jìn)行優(yōu)化，得到較快的收斂速度，同時(shí)對(duì)優(yōu)化后圖像進(jìn)行非局部濾波處理，