基于变指数各向异性扩散和非局部的最大似然期望最大低剂量CT重建算法 被引量：3

1

作者 张芳 崔学英 +5 位作者 张权 董婵婵 刘祎 孙未雅 白云蛟 桂志国 《计算机应用》 CSCD 北大核心 2014年第12期3605-3608,3617,共5页

针对低剂量计算机断层扫描(CT)重建图像发生严重衰退的问题,提出一种基于变指数和非局部的最大似然期望最大(MLEM)低剂量CT重建算法。该算法考虑了传统各向异性扩散中降噪不充分的缺点,把可以有效折中热传导和各向异性扩散(P-M)这两种... 针对低剂量计算机断层扫描(CT)重建图像发生严重衰退的问题,提出一种基于变指数和非局部的最大似然期望最大(MLEM)低剂量CT重建算法。该算法考虑了传统各向异性扩散中降噪不充分的缺点,把可以有效折中热传导和各向异性扩散(P-M)这两种模型的变指数,以及代替梯度检测边缘和细节的相似度函数运用到传统各向异性扩散中,从而达到所期望的效果。该算法在每次迭代中首先采用基本的MLEM算法对低剂量CT投影数据进行重建;然后利用基于非局部的相似性测度以及变指数和模糊数学的理论对各向异性扩散的扩散函数进行改进,用改进后的各向异性扩散对重建图像进行降噪;最后使用中值滤波对图像进行处理从而消除脉冲噪声点。实验结果表明,所提出算法的均方绝对误差、归一化均方距离均比有序子集惩罚最小二乘(OS-PLS)、有序子集惩罚最大似然一步迟疑(OS-PML-OSL)、基于传统P-M、基于方差的算法小,获得了高达10.52的信噪比。该算法重建出的图像可以在有效消除噪声的同时较好地保持图像的边缘和细节信息。 展开更多

关键词 计算机断层扫描 非局部 图像重建 最大似然期望最大 各向异性扩散

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改进的最大似然期望最大化超声CT重建方法 被引量：1

2

作者 赵子健 常发亮 李冰清 《电子测量与仪器学报》 CSCD 北大核心 2016年第9期1327-1332,共6页

针对超声CT重建问题,提出了一种基于高斯分布的最大似然期望最大化方法,并采用非最小最优化的方法来设置迭代的初始值。由于高斯分布更加符合测得时间信息的分布规律,所以基于高斯分布的新算法比传统基于泊松分布的最大似然期望最大化... 针对超声CT重建问题,提出了一种基于高斯分布的最大似然期望最大化方法,并采用非最小最优化的方法来设置迭代的初始值。由于高斯分布更加符合测得时间信息的分布规律,所以基于高斯分布的新算法比传统基于泊松分布的最大似然期望最大化算法更加精确。所采用的非最小最优化方法能够减少迭代次数,有利于提高重建质量和计算效率。为了检验新算法,对三维温度场进行了仿真重建实验,结果表明,改进后的最大似然期望最大化算法具有更小的平均误差,能够得到更精确的重建图像。 展开更多

关键词 超声波CT 重建算法 温度场 TOF 最大似然期望最大化方法 非最小最优化

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基于多分辨率的PET图像优质有序子集最大期望重建算法 被引量：1

3

作者 张权 付学敬 +1 位作者 李晓红 桂志国 《计算机应用》 CSCD 北大核心 2013年第3期648-650,659,共4页

在正电子发射断层扫描(PET)成像中,最大似然期望(MLEM)算法因不能有效地抑制噪声、收敛速度慢而难以直接应用于临床。有序子集最大期望(OSEM)算法具有较快的收敛速度,但是在迭代一定次数之后重建质量会迅速下降。针对此问题,将多分辨率... 在正电子发射断层扫描(PET)成像中,最大似然期望(MLEM)算法因不能有效地抑制噪声、收敛速度慢而难以直接应用于临床。有序子集最大期望(OSEM)算法具有较快的收敛速度,但是在迭代一定次数之后重建质量会迅速下降。针对此问题,将多分辨率技术引入到有序子集最大期望重建算法的子集中,以此抑制噪声,同时稳定求解过程。实验结果表明,新的重建算法克服了传统算法图像退化的缺点,并具有加快算法收敛速度的优点,能获得较高的信噪比(SNR)和较好的图像视觉效果。 展开更多

关键词 正电子发射断层扫描成像 最大似然期望 有序子集最大期望 多分辨率 小波收缩

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基于多距离系统矩阵叠加伽马图像重建方法研究 被引量：1

4

作者 吴远 徐锋 +2 位作者 周义枞 肖宇峰 郑玉来 《原子能科学技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第10期2211-2219,共9页

为了使伽马相机准确定位未知辐射场中多个放射源,本文基于最大似然期望最大化(maximum likelihood expectation maximization,MLEM)算法提出一种多距离系统矩阵叠加伽马图像重建算法。首先,通过蒙特卡罗模拟软件分析伽马相机结构,保证... 为了使伽马相机准确定位未知辐射场中多个放射源,本文基于最大似然期望最大化(maximum likelihood expectation maximization,MLEM)算法提出一种多距离系统矩阵叠加伽马图像重建算法。首先,通过蒙特卡罗模拟软件分析伽马相机结构,保证能够快速获取足够伽马光子计数;其次,根据放射源距离对探测器采集效率的影响,计算不同距离系统矩阵;最后,将多个系统矩阵叠加后估计放射源,最终得出放射源的位置信息。实验结果表明:该方法能对放射源快速定位;单源时具有较高的收敛性,多源时能准确定位多个放射源;相较于相关解码算法而言,本文方法具有更远的成像距离和较高的定位精度。 展开更多

关键词 放射源定位 伽马相机成像 最大似然期望最大化 蒙特卡罗模拟 多距离系统矩阵

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基于最大后验估计的编码孔图像重建算法

5

作者 秦玉瑞 朱巴邻 +2 位作者 王忠海 周荣 杨朝文 《强激光与粒子束》 CAS CSCD 北大核心 2024年第9期141-152,共12页

图像重建算法对编码孔伽马相机的成像性能有重要的影响,然而广泛使用的最大似然期望最大化(MLEM)算法无法在较强干扰背景下有效抑制图像中的噪声,当超过一定迭代次数后,图像信噪比会逐渐降低。针对MLEM算法的这一“病态性”问题开展了... 图像重建算法对编码孔伽马相机的成像性能有重要的影响,然而广泛使用的最大似然期望最大化(MLEM)算法无法在较强干扰背景下有效抑制图像中的噪声,当超过一定迭代次数后,图像信噪比会逐渐降低。针对MLEM算法的这一“病态性”问题开展了研究。首先将最大后验估计(MAP)算法应用于编码孔图像重建,接着分析了算法中Gibbs先验函数的邻域大小和权值系数等关键参数的选取方法。然后使用编码孔相机开展了成像实验,对比了MLEM算法与MAP算法对22Na点源的图像重建结果。结果表明,在300~1 200次迭代下,MLEM重建图像中出现了明显的噪点,且随着迭代深入图像质量逐渐变差;而MAP重建图像没有出现明显噪点,重建图像的平均梯度相较于MLEM降低了26.45%~49.16%,对比度噪声比(CNR)提升了42.32%~351.07%。另外,对比了3×3和5×5邻域大小时的多点源图像重建结果,结果显示,邻域过小会导致重建图像的热点亮度降低,与理论分析结果一致。最后,分别对比了MLEM与MAP算法在较远距离和较强干扰两种场景下的成像结果,MAP算法均表现出更好的信噪比性能。 展开更多

关键词 编码孔成像 最大似然期望最大化算法 最大后验估计 贝叶斯定理 马尔科夫随机场

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基于PSO和MLEM混合算法的NDP测量反演算法研究

6

作者 李远辉 杨芮 +4 位作者 张庆贤 肖才锦 陈弘杰 肖鸿飞 程志强 《原子能科学技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第5期1152-1159,共8页

中子深度剖面(NDP)分析技术是一种无损检测方法,能够同时测量样品中目标核素的浓度与空间信息,已被广泛应用于锂电池、半导体等产业。在NDP分析过程中,由测量能谱反演出目标核素浓度的分布信息是关键步骤。目前NDP测量反演中常用的算法... 中子深度剖面(NDP)分析技术是一种无损检测方法,能够同时测量样品中目标核素的浓度与空间信息,已被广泛应用于锂电池、半导体等产业。在NDP分析过程中,由测量能谱反演出目标核素浓度的分布信息是关键步骤。目前NDP测量反演中常用的算法为最大似然期望最大化(MLEM)算法。针对MLEM算法计算结果易陷入局部最优解的情况,本文提出了粒子群(PSO)与MLEM混合(PSO-MLEM)算法,并通过动态加速因子提高了算法的收敛速度与计算精度。应用PSO-MLEM算法、PSO算法、MLEM算法、奇异值分解求解最小二乘(SVDLS)算法对锂电池中^(6)Li的NDP模拟能谱进行反演,并对反演计算结果进行了评价。结果表明:对比PSO算法,PSO-MLEM算法的收敛效率与计算精度明显提升;对比MLEM算法,PSO-MLEM算法的全局寻优能力有效提升了反演精度,避免了局部最优解的影响;对比SVDLS算法,PSO-MLEM算法的反演精度明显提升。 展开更多

关键词 中子深度剖面分析 粒子群算法 最大似然期望最大化算法 锂电池

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基于小波和各向异性扩散的PET图像MLEM重建算法 被引量：5

7

作者 张权 付学敬 +1 位作者 桂志国 李晓红 《计算机应用与软件》 CSCD 北大核心 2013年第11期50-53,共4页

在正电子发射断层成像中,经典的MLEM(Maximum Likelihood Expectation Maximization)算法具有收敛速度慢、不能有效抑制噪声的不足。为了解决该问题,通常在迭代过程中加入正则项来改善MLEM的重建性能。提出一种新的基于小波收缩和各向... 在正电子发射断层成像中,经典的MLEM(Maximum Likelihood Expectation Maximization)算法具有收敛速度慢、不能有效抑制噪声的不足。为了解决该问题,通常在迭代过程中加入正则项来改善MLEM的重建性能。提出一种新的基于小波收缩和各向异性扩散的去噪算法,将该算法与MLEM算法结合起来形成一种新的PET(Positron Emission Tomography)重建方法。实验结果表明,该算法在降低复杂性、保持较高收敛速度的同时,能获得较高的信噪比和较好的图像视觉效果。 展开更多

关键词 正电子发射断层成像 最大似然期望最大 小波收缩 各向异性扩散

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一种新的基于纠正正弦图探测值的PET图像Bayesian重建算法

8

作者 陈阳 王庆奇 +1 位作者 黄智勇 陈武凡 《南方医科大学学报》 CAS CSCD 北大核心 2007年第3期325-328,共4页

目的提出一种新的耦合反馈(CF)修改观测值的迭代模型以进一步改进正电子发射成像(PET)的Bayesian重建。方法在PET重建的迭代过程中,此种负反馈迭代算法利用最近的一次重建图像来更新有噪声的探测到的发射正弦图数据。对此重建图像的相... 目的提出一种新的耦合反馈(CF)修改观测值的迭代模型以进一步改进正电子发射成像(PET)的Bayesian重建。方法在PET重建的迭代过程中,此种负反馈迭代算法利用最近的一次重建图像来更新有噪声的探测到的发射正弦图数据。对此重建图像的相关操作包括线性滤波、维纳滤波和对重建图像的投影。研究中使用的正弦图数据来自模拟体模数据。结果实验及对于重建图像的视觉和量化比较表明,所提出的新的重建算法要优于传统的Bayesian重建,能够进一步提高PET图像的质量。结论文中提出的修改观测值的CF迭代模型能够在一定程度上改善原始测量数据,能够应用于PET图像重建或其他原始数据噪声较大的重建问题。 展开更多

关键词 Bayesian重建 CF迭代算法 正电子发射成像 最大似然期望最大算法 正弦图

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编码成像MLEM互补算法的参数优化 被引量：3

9

作者 侯英伟 宋玉收 +4 位作者 孙世杰 柳若琦 黄丽萍 胡力元 刘辉兰 《哈尔滨工程大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2021年第12期1799-1804,共6页

为了提高编码近场成像质量,本文对最大似然期望最大化法互补算法的参数进行优化选择。采用最大似然期望最大化互补算法消除近场成像伪像的原理,利用Geant4程序模拟研究了不同位置^(137)Cs单点源通过修正均匀冗余阵列(19×19)嵌套编... 为了提高编码近场成像质量,本文对最大似然期望最大化法互补算法的参数进行优化选择。采用最大似然期望最大化互补算法消除近场成像伪像的原理,利用Geant4程序模拟研究了不同位置^(137)Cs单点源通过修正均匀冗余阵列(19×19)嵌套编码孔的成像结果,并利用参数选取对成像质量的影响。选取合理的修正参数进行理想迭代次数与源项位置关系式的拟合并验证。结果显示:伪像主要由源项在探测器上投影的不均匀性造成的,相关成像性能明显优于传统δ解码成像法,相比于源项所在极角,极径对于迭代参数的选取影响更大。 展开更多

关键词 编码孔成像法 修正均匀冗余阵列 最大似然期望最大化法 互补成像算法 近场伪影 优化参数 信噪比 蒙特卡罗模拟

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基于γ图像重建放射源三维几何形状的模拟研究 被引量：1

10

作者 朱宁 党晓军 +3 位作者 兰明聪 张连平 吴伦强 韦孟伏 《核电子学与探测技术》 CAS 北大核心 2015年第3期239-243,共5页

准确评估待检测对象内放射性物质的几何形状,在核设施退役和核安全等方面都具有重要的意义。利用MCNP模拟屏蔽体内不同几何形状的体源,针孔γ相机围绕被探测区域获取投影数据。根据针孔成像的机理,建立系数矩阵,并通过最大似然期望最大(... 准确评估待检测对象内放射性物质的几何形状,在核设施退役和核安全等方面都具有重要的意义。利用MCNP模拟屏蔽体内不同几何形状的体源,针孔γ相机围绕被探测区域获取投影数据。根据针孔成像的机理,建立系数矩阵,并通过最大似然期望最大(MLEM)算法重建体源的三维位置和形状分布。模拟数据结果表明:该方法可准确地重建出放射性体源的三维位置和形状分布,体源在三维方向上形状的尺寸偏差不大于10%。 展开更多

关键词 Γ相机 针孔成像 最大似然期望最大(MLEM)算法

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核辐射全息定位成像技术 被引量：2

11

作者 吕振雷 胡一凡 +6 位作者 王瑞 朱艺航 俞彦成 江年铭 许天鹏 乔智红 马天予 《哈尔滨工程大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2022年第11期1591-1597,共7页

为了实现对放射源的三维全息定位成像,本文研发并测试了核辐射全息定位成像系统。采用了4个全景式伽马相机构成了辐射探测系统,并进行了系统设计的优化;采用4个深度相机构成可见光全息成像系统;开发了基于最大似然期望最大化的三维图像... 为了实现对放射源的三维全息定位成像,本文研发并测试了核辐射全息定位成像系统。采用了4个全景式伽马相机构成了辐射探测系统,并进行了系统设计的优化;采用4个深度相机构成可见光全息成像系统;开发了基于最大似然期望最大化的三维图像重建算法及精确系统传输矩阵的生成算法。完成了实际系统的搭建,并利用^(57)Co单点源进行了系统定位偏差实验测试。实验结果显示:本系统能够实现核辐射-可见光场景三维全息融合定位成像,对^(57)Co单点源的平均定位偏差为18.37 mm。 展开更多

关键词 核辐射成像 三维定位成像 最大似然期望最大化法 伽马探测 图像重建 深度相机 伽马相机 全息成像

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在小波域中进行图像噪声方差估计的EM方法 被引量：21

12

作者 林哲民 康学雷 张立明 《红外与毫米波学报》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2001年第3期199-202,共4页

提出一种估计图像噪声的方法 ,该方法用混合高斯概率密度模型拟合图像的小波系数中最高频率子带的直方图 ,用 EM算法估计模型的参数 ,选取其中最小的标准方差作为图像噪声标准方差 .用该方法能准确地估计图像高斯噪声的标准方差 ,尤其... 提出一种估计图像噪声的方法 ,该方法用混合高斯概率密度模型拟合图像的小波系数中最高频率子带的直方图 ,用 EM算法估计模型的参数 ,选取其中最小的标准方差作为图像噪声标准方差 .用该方法能准确地估计图像高斯噪声的标准方差 ,尤其当图像的噪声比较弱时 ,该方法比传统方法更准确 . 展开更多

关键词 小波变换 混合高斯模型 期望最大似然函数算法 图像噪声

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采用MRF二次混合多阶先验的PET图像的贝叶斯重建 被引量：1

13

作者 陈阳 陈武凡 +2 位作者 冯衍秋 冯前进 马建华 《中国生物医学工程学报》 CAS CSCD 北大核心 2007年第1期83-88,93,共7页

在正电子发射成像(PET)中,很多方法被用来抑制重建图像中的噪声效果,其中。在所有方法中,贝叶斯重建或者最大化后验估计的方法被证明具有在重建图像质量方面相对于其他方法的优越性。基于贝叶斯重建,本研究提出了一种应用于贝叶斯重建... 在正电子发射成像(PET)中,很多方法被用来抑制重建图像中的噪声效果,其中。在所有方法中,贝叶斯重建或者最大化后验估计的方法被证明具有在重建图像质量方面相对于其他方法的优越性。基于贝叶斯重建,本研究提出了一种应用于贝叶斯重建中新的综合了二次一阶先验和二次二阶先验的马尔可夫随机场混合多阶先验。基于不同阶数的二次平滑先验的自身的不同性质,该新先验的设计的目的是实现自适应的发挥这些算子的作用。该混合先验能够保持其先验能量函数凸性,从而保证整体目标贝叶斯后验能量函数的凹性。模拟实验和实验结果的比较证明了对于PET重建,该先验在抑制背景噪声和保持边缘方面均具有很好的表现。 展开更多

关键词 贝叶斯重建 正电子发射成像 二次混合多阶先验 马尔可夫随机场 最大似然-期望最大法

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OSEM算法在编码板成像中的应用

14

作者 李汉平 王锋 艾宪芸 《核电子学与探测技术》 CAS 北大核心 2016年第9期903-907,共5页

为提高γ辐射编码成像中MLEM算法在图像重建时的速度及质量,论文基于核医学ECT图像重建中的OSEM算法思想在图像重建时对编码成像所得投影数据进行分组,并采用精细采样平衡相关法的重建结果作为初值进行迭代。通过实验对该算法进行验证... 为提高γ辐射编码成像中MLEM算法在图像重建时的速度及质量,论文基于核医学ECT图像重建中的OSEM算法思想在图像重建时对编码成像所得投影数据进行分组,并采用精细采样平衡相关法的重建结果作为初值进行迭代。通过实验对该算法进行验证。实验表明:OSEM算法可以有效提高收敛速度,改善重建图像质量。在γ辐射编码成像中采用OSEM算法是有效且可行的。 展开更多

关键词 编码板 辐射成像 图像重建 最大似然期望最大化算法 有序子集期望最大化算法 MC模拟

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稀疏角度数据下非视域物体三维重建方法研究 被引量：5

15

作者 王雪峰 张自豪 +1 位作者 陈兴稣 王元庆 《激光与红外》 CAS CSCD 北大核心 2022年第3期451-457,共7页

非视域成像技术是一种新型的针对观测视线外目标进行三维成像的技术,主要是通过激光照射中介面,利用探测器对隐藏物体光强的时空分布信息进行采集,再使用重建算法进行图像重建。由于其仅能在稀疏或部分角度下进行探测,不能获取隐藏物体... 非视域成像技术是一种新型的针对观测视线外目标进行三维成像的技术,主要是通过激光照射中介面,利用探测器对隐藏物体光强的时空分布信息进行采集,再使用重建算法进行图像重建。由于其仅能在稀疏或部分角度下进行探测,不能获取隐藏物体的全方位信息,获取数据信息不足从而使图像重建精度不高。本文针对稀疏角度数据问题,提出了反投影最大似然期望值最大化(BP-MLEM)算法,能够有效提高非视域物体三维重建的精度;通过结构相似度(SSIM)进行分析,对比滤波反投影算法,经过第3、4、9和20次迭代后,重建结果图的SSIM值分别提高了0.147、0.1607、0.22和0.2906;对比MLEM算法,经过多次迭代后,SSIM值均得到了提高;当迭代次数不断增加时,使用MLEM算法得到重建结果图的SSIM趋于稳定,而提出算法的SSIM值则不断增加,表明该算法具有更好的稳定性,不易造成过收敛问题。 展开更多

关键词 稀疏角度数据 非视域成像 反投影最大似然期望值最大化算法 三维重建

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