基于低维流形先验的低剂量CT重建方法

作者：牛善洲; 梁礼境; 李硕; 张梦真; 邱洋; 刘汉明; 李楠

来源：计算机工程与应用, 2022, 1-12.

• 低剂量CT
• 图像重建
• 投影数据恢复
• 惩罚加权最小二乘
• 低维流形先验

针对低剂量CT成像问题， 提出了一个基于低维流形先验的低剂量CT重建方法。首先，对投影数据进行统计建模，将低维流形正则化作为先验信息引入到投影数据恢复过程中，从而达到抑制噪声的目的，再使用传统的滤波反投影（Filtered Back-projection，FBP）算法进行CT图像重建。在Shepp-Logan体膜实验新方法重建结果与FBP，PWLS-QM（Penalized Weighted Least-Squares via Quadratic Membrane）以及PWLS-DL（Penalized Weighted Least-Squares via Dictionary Learning）方法重建结果相比，相对均方根误差分别降低了 64.87%，54.81%和7.02%；结构相似性指标分别提高了16.78%，1.88%和1.91%。在XCAT体膜实验中，新方法重建结果与FBP，PWLS-QM以及PWLS-DL方法重建结果相比， 相对均方根误差分别降低了37.46%，22.17%和11.48%；结构相似性指标分别提高了3.33%，0.73%和1.22%。在临床数据实验中，新方法重建结果与FBP，PWLS-QM以及PWLS-DL方法重建结果相比， 相对均方根误差分别降低了45.96%，25.61%和15.87%；结构相似性指标分别提高了19.12%，7.46%和8.63%。仿真和临床数据实验结果表明，新方法在有效抑制低剂量CT图像中噪声和伪影同时，可以很好地保持图像的结构信息和空间分辨率。

• 单位
  经济管理学院; 赣南师范大学