低劑量CT圖像質(zhì)量評價方法及其性能的研究.pdf

1、計算機斷層攝影CT(Computed Tomography)具有高分辨率、成像快等優(yōu)點。但是CT成像時的X射線的輻射可能會造成癌癥的發(fā)病幾率。低劑量CT可減少對受檢者的X射線放射危害，但圖像質(zhì)量也會隨之下降。在保證CT成像質(zhì)量的前提下，研究人員對如何有效降低射線劑量開展了多方面的深入研究。研究低劑量CT醫(yī)學圖像質(zhì)量評價方法，能夠檢驗這些研究者在使用低劑量X射線條件下圖像成像的質(zhì)量。
　　主觀質(zhì)量評價方法存在耗時長、實時性差等缺點。

2、傳統(tǒng)的客觀質(zhì)量評價方法均方誤差(Mean Square Error，MSE)和峰值信噪比(Peak Signal to Noise Ration，PSNR)只是簡單的對失真圖像和參考圖像進行像素誤差計算，沒有考慮圖像鄰域像素的局部相關(guān)性，評價結(jié)果與主觀感受存在偏差。Wang等人提出結(jié)構(gòu)相似性理論(StructureSimilarity，SSIM)，通過比較兩幅圖像的結(jié)構(gòu)信息差異來獲取圖像的質(zhì)量，該方法簡單有效，但是對于失真嚴重和交叉失真

3、的圖像效果不佳?；谌祟愐曈X系統(tǒng)(Human Visual System，HVS)的算法模擬人眼的低階特性，算法準確度有所提高，但是建模復雜，計算量大。
　　本文首先對傳統(tǒng)的圖像質(zhì)量客觀評價方法和結(jié)構(gòu)相似度方法進行了深入的分析，得出它們的一個共同缺點是，沒有考慮到圖像像素的局部相關(guān)性，因此在很多情況下評價結(jié)果與主觀感受不相符。由于圖像相鄰像素不是孤立的，它們之間存在相關(guān)性，而馬爾可夫隨機場常被用來分析物理現(xiàn)象的時間或空間的相關(guān)性，

4、且能很好的模擬圖像像素的局部相關(guān)性，所以本文用馬爾可夫隨機向量場(Markov RandomField，MRF)對圖像進行建模，衡量相鄰像素的局部相關(guān)性。
　　Espen Volden把互信息(Mutual Information，MI)和馬爾科夫隨機向量場理論有機結(jié)合起來，提出塊矢量模型，用該指標評價兩幅圖像的冗余度取得了很好的效果。但是該指標沒有經(jīng)過綜合圖庫驗證其作為圖像質(zhì)量評價指標的性能。本文用美國德克薩斯州大學圖像視頻工程