论文摘要
目的 X射线荧光CT（XFCT）是一种针对高原子序数（高Z）元素的功能性成像。现有的XFCT研究大多使用X光机产生的具有连续能谱的X射线作为激发荧光的入射光源,这使得采集得到的荧光信号中包含较多康普顿散射本底。本文针对目前XFCT成像中荧光信号受散射本底干扰严重的问题,提出了一种基于散射噪声模型的迭代重建算法以提升XFCT图像重建质量。方法现有XFCT重建方法大多通过估算出散射本底期望值,在原始数据中减去散射成分,再通过ML-EM迭代算法直接进行重建。这类重建方法减少了散射带来的重建理论误差,但却无法抑制散射光子造成的统计噪声。本文中提出的方法结合实际的荧光信号采集方式,将原本需要求解的仅包含重建像素和荧光信号的线性方程改写为了分别包含荧光信号和散射本底的方程组。在此基础上写出了该方程组的对数似然函数,将荧光光子和散射光子的泊松噪声模型同时带入该似然函数最大化问题。最后,通过EM的方法计算出求解新的似然函数最大化问题的迭代公式,采用交替迭代的方式更新重建像素和散射本底估计。结果为验证所提出算法的有效性,本文基于实验室搭建的XFCT实验装置进行了实际实验。待扫描物体为包含不同浓度钆（Gd）溶液的PMMA圆柱形模体。采集得到投影数据后,分别使用传统的ML-EM迭代和本文提出的方法,对模体中的Gd元素进行重建。对比结果显示,当不考虑散射噪声直接使用ML-EM迭代重建时,模体自身的散射本底使得XFCT图像的噪点明显,而当采用基于散射噪声模型的EM迭代重建时,背景的统计噪声得到了较好抑制,使得重建图像中低浓度溶液区域更加明显,极大提高了XFCT图像的对比度。结论本文提出的基于散射模型的重建方法能有效降低XFCT图像中散射光子带来的噪声,提高了图像中荧光信号成分的对比度,对改善XFCT重建图像质量有较大帮助。该方法相较于传统的ML-EM迭代算法,能够更加充分地利用原始数据中不同成分的计数信息,更加适用于XFCT成像这类本底计数高且会带来较大统计噪声的图像重建问题。
论文目录
文章来源
类型: 国内会议
作者: 张思远,李亮,陈志强
关键词: 荧光,统计噪声模型,迭代重建算法
来源: 第十六届中国体视学与图像分析学术会议——交叉、融合、创新 2019-10-17
年度: 2019
分类: 基础科学,信息科技
专业: 物理学,计算机软件及计算机应用
单位: 清华大学工程物理系
分类号: TP391.41;O434.1
DOI: 10.26914/c.cnkihy.2019.058006
页码: 283
总页数: 1
文件大小: 56k
下载量: 17
相关论文文献
- [1].结构损伤识别中部分相关噪声模型[J]. 大连理工大学学报 2014(04)
- [2].简化B类噪声模型的参数估计[J]. 应用科学学报 2009(05)
- [3].噪声模型的建立对速度及其不确定度的影响分析[J]. 测绘地理信息 2018(02)
- [4].一类未知噪声模型的图像去噪方法[J]. 计算机系统应用 2011(12)
- [5].连续线性系统模型参数直接辨识中噪声模型处理方法[J]. 交通科学与工程 2010(02)
- [6].基于期望系统噪声模型的自适应机动目标跟踪[J]. 航空计算技术 2009(06)
- [7].基于白噪声模型的结构振动响应估计及控制优化[J]. 力学与实践 2018(01)
- [8].长波红外系统三维噪声模型及其分析[J]. 红外技术 2015(08)
- [9].一种提高螺旋桨相同步噪声模型辨识精度的方法[J]. 推进技术 2018(11)
- [10].建筑墙体传热系数动态辨识方法模型中噪声模型的讨论[J]. 建筑科学 2009(08)
- [11].基于谐波加噪声模型的语音转换算法[J]. 军事通信技术 2011(03)
- [12].多晶硅薄膜晶体管的泄漏电流和噪声模型[J]. 华南理工大学学报(自然科学版) 2010(10)
- [13].PANGA坐标时间序列噪声模型特性分析[J]. 全球定位系统 2018(06)
- [14].多晶硅导电材料的1/f噪声模型研究[J]. 电子科技 2009(11)
- [15].时滞摩擦尖叫噪声模型的稳定性研究[J]. 振动与冲击 2008(04)
- [16].基于正弦+噪声模型的语音分析合成技术[J]. 电脑知识与技术 2019(07)
- [17].时间跨度对GPS坐标序列噪声模型及速度估计影响分析[J]. 国防科技大学学报 2017(06)
- [18].时间跨度对GPS坐标时间序列噪声模型估计影响分析[J]. 测绘工程 2017(05)
- [19].有色噪声模型下云南地区GPS基准站速度与周期估计[J]. 地震研究 2016(03)
- [20].基于L1-L2混合噪声模型的图像超分辨率重建方法[J]. 价值工程 2016(06)
- [21].特征相似的舰船噪声模型可信性分析[J]. 噪声与振动控制 2012(02)
- [22].基于Hanson噪声模型的螺旋桨气动与噪声优化设计[J]. 西北工业大学学报 2020(04)
- [23].风机叶片噪声模型建立及应用[J]. 噪声与振动控制 2009(02)
- [24].顾及MLE的IGS坐标时间序列噪声模型特性分析[J]. 全球定位系统 2019(01)
- [25].科学级CCD三维噪声模型及其评估[J]. 红外与激光工程 2012(04)
- [26].基于瑞利噪声模型的粒子滤波算法研究[J]. 电子测量技术 2020(13)
- [27].基于混合相关噪声模型的WZ帧重构算法[J]. 计算机工程与设计 2018(09)
- [28].基于噪声模型的铝电解槽阳极导杆电流采集器[J]. 实验室研究与探索 2017(10)
- [29].IGS基准站坐标时间序列最优噪声模型变化探讨[J]. 测绘地理信息 2016(01)
- [30].分布式编码中广义伽马分布相关噪声模型研究[J]. 通信学报 2016(03)