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基于NLTV和NESTA的MRI/MRA图像感兴趣区域的压缩感知重构
  • ISSN号:1002-137X
  • 期刊名称:《计算机科学》
  • 时间:0
  • 分类:TP39[自动化与计算机技术—计算机应用技术;自动化与计算机技术—计算机科学与技术] TN919.81[电子电信—通信与信息系统;电子电信—信息与通信工程]
  • 作者机构:南通大学电子信息学院,南通226007
  • 相关基金:国家自然科学基金项目(81371663,61401239),江苏省F{然科学基金项目(BK20130393,BK20151273),江苏高校品牌专业建设工程资助项目(PPZY20158135),南通市科技计划项目(G-Y12015015)资助.
中文摘要:

压缩感知理论借助信号内在的稀疏性或可压缩性,利用随机投影实现在远低于奈奎斯特频率的采样频率下对压缩数据进行采集。将该技术应用于医学成像领域可以加快MRI/MRA的扫描速度,提高扫描效率,减少患者的不适感。以NLTV(Nonlocal Total Variation)正则化来改善传统TV导致的边缘模糊、阶梯效应等缺点,提出改进的NESTA算法(简称NLTV-ROI-NESTA算法)实现MRI/MRA图像感兴趣区域(Region of Interests,ROIs)的精确重构,增强低对比度血管的细节信息,以峰值信噪比、结构化相似度、相对误差3个指标来定性、定量地评价算法的性能。实验结果表明,与传统的压缩感知重构算法相比,NLTV-ROI-NESTA算法在重构精度和细节保留方面均具有明显优势,能较好地保持低对比度血管或其他感兴趣区域的细节特征,在快速医学成像领域具有广阔的应用前景。

英文摘要:

Compressed sensing (CS) is a novel developed theoretical framework for information acquisition and proces- sing. Taking advantages of the inherent sparsity or compressibility in real world signals,CS can collect compressed data at the sampling rate much lower than that needed in Shannon's theorem. CS is used to medical imaging techniques to ac- celerate the scanning speed of MRI/MRA, improve the scanning efficiency and alleviate the patients' suffering. The flow chart of our NLTV-RO1-NESTA algorithm is as follows. The nonlocal total variation (NLTV) is applied to over- come the disadvantages of the traditional TV for its edge blurring and stepstairs effects. An improved NESTA algo- rithm is used to reconstruct the region of interests (ROIs) for MRI/MRA images accurately and fast to maintain or en hance the details of the low-contrast vessels. Three indices: peak signal to noise rate (PSNR), structural similarity index (SSIM) and relative 12 norm error (RI.NE) are adopted to compare the reconstruction performances and clinical value of the ordinary CS-MRI algorithms and our ROI-CS-MRI algorithm qualitatively and quantitatively. Experimental re- sults demonstrate that the proposed NLTV-ROI NESTA algorithm is superior in reconstruction accuracy and detail fea tures when the undersampled ratio changed from 10% to 50~/00,which can be extended and widely used in rapid medical imaging technology.

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期刊信息
  • 《计算机科学》
  • 北大核心期刊(2011版)
  • 主管单位:重庆西南信息有限公司(原科技部西南信息中心)
  • 主办单位:重庆西南信息有限公司(原科技部西南信息中心)
  • 主编:陈国良
  • 地址:重庆市渝北区洪湖西路18号
  • 邮编:401121
  • 邮箱:jsjkx12@163.com
  • 电话:023-63500828
  • 国际标准刊号:ISSN:1002-137X
  • 国内统一刊号:ISSN:50-1075/TP
  • 邮发代号:78-68
  • 获奖情况:
  • 2001年重庆市优秀期刊,2004年第三届重庆市优秀科技期刊,2005年重庆市优秀期刊编辑部,2010年第六届重庆市期刊综合质量考核"十佳科技期刊",2012年重庆市出版专项资金报刊资助项目(重庆市新...,2013年重庆市出版专项资金重点学术期刊资助项目(...,2014年重庆市出版专项资金期刊资助项目(重庆市文...,2015年"中国国际影响力优秀学术期刊"
  • 国内外数据库收录:
  • 波兰哥白尼索引,美国乌利希期刊指南,美国剑桥科学文摘,日本日本科学技术振兴机构数据库,中国中国科技核心期刊,中国北大核心期刊(2004版),中国北大核心期刊(2008版),中国北大核心期刊(2011版),中国北大核心期刊(2014版),中国北大核心期刊(2000版)
  • 被引量:41227