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1.
本研究主要目的在于探讨与评估在同步辐射光源显微成像时使用不同的图像重建算法时的图像质量与重建速度.此次实验我们采用鸟类的羽毛做为受测物体,并且使用位于新竹科学工业园区内的同步辐射研究中心的同步辐射光源及高分辨X光摄影机来取得X光的影像.本研究使用两种不同的算法来重建图像,分别为滤波反投影法与梯度最大似然迭代重建法,作为这次评估的算法.由重建图像的结果显示,我们可以发现梯度最大概似迭代式重建法在边缘的地方有模糊化的现象,另外在图像质量方面,滤波反投影算法的影像上的环状伪影较梯度最大似然迭代算法明显.因此本研究就针对目前同步辐射的图像重建法做一探讨,并对两种不同的重建算法做一适当的评估,以期望提供不同的图像重建法给予不同需求的使用者. 相似文献
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在图像重建中,Landweber迭代算法是图像重建算法中的重要方法.本文将针对Landweber分块迭代算法中松弛参数的选取进行研究.在重建过程中采取对投影矩阵按投影角度分块的方法,选取特定的松弛参数.通过数值实验得出结论:对于按角度分块的块迭代算法,松弛参数选取为λ乘以块矩阵与其共轭转置矩阵乘积的最大特征值分之一,当采集完全投影数据,且λ接近(1/6)～(1/7)时效果最好.另外,本文按角度分块的做法和松弛参数的选取方法对于有限角度图像重建问题也是可行的. 相似文献
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在同时迭代重建算法,即SIRT的基础上,提出了一种基于多重网格的加速算法.SIRT算法在对每个像素更新时,更新量与所有穿过该像素的射线所覆盖的其他像素有关.鉴于此,通过运用多重网格的思想,对SIRT算法进行了分析,指出了其全局性的迭代特点,进而根据“细网光滑、粗网校正”,实现较快的SIRT迭代重建.本文提出的新算法主要通过降低计算量来实现加速效果,而与其他常见的加快迭代收敛速度的加速策略并不冲突.数值实验证明,该算法对噪声抑制更好,同时在本文数值实验条件下,计算速度相比SIRT提高接近一倍. 相似文献
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已知的光谱信息对双能量CT（DECT）重建具有重要的意义,但在实际应用中,光谱信息很难直接获得,此外,双能量CT的重建算法对噪声敏感,因此,在重建算法中需要设计对应的噪声抑制方法来提升重建图像质量。本文提出了一种同时更新双能量CT估计光谱和重建图像的迭代方法,该方法不需要提前获得光谱信息,估计光谱和重建图像可以通过提出的算法同时获得。两组实验用来验证算法的有效性。实验结果表明,提出方法不仅能够准确估计光谱,也可以同时提升DECT重建图像质量。 相似文献
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由投影重建图像的对称网格迭代算法 总被引：1，自引：0，他引：1
本文对于工业CT检测中常用的代数迭代重建算法提出了改进,利用投影射线之间存在的几何对称结构,提出了图像重建的对称网格迭代算法(简写为SM-IRT).该算法简化了投影系数矩阵的计算,调整了迭代算法逐线校正的迭代顺序.对模拟数据和工业CT实测数据进行了重建图像的数值实验,结果表明:与常规算法比较,本文提出的新算法重建速度快,成像精度高. 相似文献
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非标准快速傅里叶变换算法综述 总被引：1，自引：0，他引：1
非标准快速傅里叶变换算法是一种用于处理非标准采样的快速算法,在信号处理领域有着广泛的应用。本文回顾了NUFFT算法的历史和发展,对通用的算法实现形式做了详细描述,介绍了该算法的最新进展和研究方向。对NUFFT算法在CT重建中的应用,如傅里叶重建,迭代重建,稀疏采样重建等也做了介绍。 相似文献
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序列子集联合代数重建技术 总被引：2，自引：0，他引：2
图像重建迭代算法的主要缺点是计算量大,重建速度慢。为减少计算时间,Hudson等提出了有序子集算法,由于该算法在每次迭代时使用固定的子集个数,重建图像的质量主要依赖于迭代步中的子集数。本文提出序列子集联合代数重建技术,在每次迭代后减少使用的子集个数,这样在加速图像收敛的同时恢复重建图像的各种频率元素。实验结果表明序列子集联合代数重建技术可在少数次迭代后提供较高质量的重建图像,且对噪声数据不敏感。 相似文献
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由于野外采集环境的限制,常常无法采集得到完整规则的野外地震数据,为了后续地震处理、解释工作的顺利进行,地震数据重建工作被广泛的研究.自压缩感知理论的提出,相继出现了基于该理论的多种迭代阈值方法,如CRSI方法（Curvelet Recovery by Sparsity-promoting Inversion method）、Bregman迭代阈值算法（the linearized Bregman method）等.CSRI方法利用地震波形在Curvelet的稀疏特性,通过一种基于最速下降的迭代算法在Curvelet变换域恢复出高信噪比地震数据,该迭代算法稳定,收敛,但其收敛速度慢.Bregman迭代阈值法与CRSI最大区别在于每次迭代时把上一次恢复结果中的阈值前所有能量都保留到本次恢复结果中,从而加快了收敛速度,但随着迭代的进行重构数据中噪声干扰越来越严重,导致最终恢复出的数据信噪比低.综合两种经典方法的优缺点,本文构造了一种新的联合迭代算法框架,在每次迭代中将CRSI和Bregman的恢复量加权并同时加回本次迭代结果中,从而加快了迭代初期的收敛速度,又避免了迭代后期噪声干扰的影响.合成数据和实际数据试算结果表明,我们提出的新方法不仅迭代快速收敛稳定,且能得到高信噪比的重建结果. 相似文献
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微米级计算机断层扫描（Micro-CT）的应用领域很广泛,在生物医学、材料科学等都有研究,而且最近几年的发展很迅速。Micro-CT图像常因辐射剂量的限制而出现噪声,所以开发一种合适的算法来抑制Micro-CT图像中噪声变得很重要。Micro-CT图像的噪声水平与扫描样本、扫描参数等参数有关,合适的噪声抑制算法应该在不同噪声水平下都有不错的性能。过去Micro-CT图像的噪声抑制算法主要是迭代重建算法,但迭代重建算法速度比较慢。深度学习方法作为近些年比较热门的图像处理方法,在临床低剂量CT图像处理上相比于传统方法效果更好、处理速度更快,有进一步在低剂量Micro-CT图像处理中应用的潜力。另外,生成对抗网络在保持图像细节上有着比卷积神经网络更好的效果,本文构建普通卷积神经网络与生成对抗网络,用于对比两者的性能差异。限制于放射源的功率,低噪声的Micro-CT数据难以获取,提出一种创新的扫描方式,可有效获取低噪声的Micro-CT数据,并对实验小鼠的进行了扫描。针对低剂量Micro-CT中较高的噪声,结合Micro-CT的成像原理,提出渐进式的低剂量Micro-CT图像处理方法,分别在解析重建前后对小鼠的Micro-CT图像进行两次处理。相比于只在断层图像上处理,渐进式方法对高噪声数据的处理效果更好。从客观指标与主观视觉效果上,分析和对比了渐进式方法与其他深度学习方法或迭代重建算法的差别。定量分析不同噪声水平下的Micro-CT图像的处理效果,分析生成对抗网络在渐进式Micro-CT图像处理中的优势与限制。渐进式Micro-CT图像处理方法生成的图像质量高、生成速度快、鲁棒性高、客观指标高,可以对进一步的高级应用如图像分割、图像三维可视化等提供帮助。 相似文献
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扇束图像重建中OSEM算法及子集划分的研究 总被引：5，自引：2，他引：3
目的：将一种快速迭代图像重建方法OSEM用于仿真Phantom模型的扇束投影数据的重建中,验证其重建参数的有效取值范围,分析比较不同子集选取对扇束OSEM重建的图像质量以及收敛速度的影响。方法：本研究采用事先计算特定几何扇束扫描的概率矩阵和最大间距划分投影子集的方法,选取图像大小为128*128。通过对模拟的Phantom扇束投影数据的重建,结果：OSEM重建效果好于传统滤波反投影(FBP)重建的结果,尤其是在有噪声情况下,在一定范围内重建质量与迭代次数和子集划分个数成正比,而计算时间仅仅与迭代次数正比。结论：恰当地选取子集个数,扇束OSEM重建可用较少迭代次数和较短的计算时间获取好的重建图像。 相似文献
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In climatology and hydrology, univariate Extreme Value Theory has become a powerful tool to model the distribution of extreme events. The Generalized Pareto Distribution (GPD) is routinely applied to model excesses in space or time by letting the two GPD parameters depend on appropriate covariates. Two possible pitfalls of this strategy are the modeling and the interpretation of the scale and shape GPD parameters estimates which are often and incorrectly viewed as independent variables. In this note we first recall a statistical technique that makes the GPD estimates less correlated within a Maximum Likelihood (ML) estimation approach. In a second step we propose novel reparametrizations for two method-of-moments particularly popular in hydrology: the Probability Weighted Moment (PWM) method and its generalized version (GPWM). Finally these three inference methods (ML, PWM and GPWM) are compared and discussed with respect to the issue of correlations. 相似文献
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总变差最小化算法是一种基于压缩感知理论的图像重建算法,能够从稀疏投影或含噪投影数据中高精度地重建图像,已经被广泛应用于计算机断层成像、磁共振成像、电子顺磁共振成像。能谱CT、T1或T2加权的MRI及EPRI均属于多通道成像。逐通道TV算法可以实现较高精度的图像重建,然而忽略了各通道图像之间的相似性。核TV算法是一种考虑了通道间图像相似性的TV类算法,可以实现高精度图像重建。面向多通道图像重建,以CT重建为研究范例,本文提出一种Chambolle-Pock算法框架下的核TV多通道图像重建算法。通过仿真模体和真实CT图像模体的重建实验,验证算法的正确性,分析算法的收敛性,探索算法参数对收敛速率的影响,评估算法的稀疏重建能力及含噪投影重建能力。结果表明,相对于逐通道TV算法,所提算法可以取得更高的重建精度。核TV算法是一种高精度的多通道图像重建算法,可以应用于各种成像模态的多通道重建场合。 相似文献
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Detecting and quantifying small drawdown at observation wells distant from the pumping well greatly expands the characterized aquifer volume. However, this detection is often obscured by water level fluctuations such as barometric and tidal effects. A reliable analytical approach for distinguishing drawdown from nonpumping water‐level fluctuations is presented and tested here. Drawdown is distinguished by analytically simulating all pumping and nonpumping water‐level stresses simultaneously during the period of record. Pumping signals are generated with Theis models, where the pumping schedule is translated into water‐level change with the Theis solution. This approach closely matched drawdowns simulated with a complex three‐dimensional, hypothetical model and reasonably estimated drawdowns from an aquifer test conducted in a complex hydrogeologic system. Pumping‐induced changes generated with a numerical model and analytical Theis model agreed (RMS as low as 0.007 m) in cases where pumping signals traveled more than 1 km across confining units and fault structures. Maximum drawdowns of about 0.05 m were analytically estimated from field investigations where environmental fluctuations approached 0.2 m during the analysis period. 相似文献
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Despite their apparent high dimensionality, spatially distributed hydraulic properties of geologic formations can often be compactly (sparsely) described in a properly designed basis. Hence, the estimation of high-dimensional subsurface flow properties from dynamic performance and monitoring data can be formulated and solved as a sparse reconstruction inverse problem. Recent advances in statistical signal processing, formalized under the compressed sensing paradigm, provide important guidelines on formulating and solving sparse inverse problems, primarily for linear models and using a deterministic framework. Given the uncertainty in describing subsurface physical properties, even after integration of the dynamic data, it is important to develop a practical sparse Bayesian inversion approach to enable uncertainty quantification. In this paper, we use sparse geologic dictionaries to compactly represent uncertain subsurface flow properties and develop a practical sparse Bayesian method for effective data integration and uncertainty quantification. The multi-Gaussian assumption that is widely used in classical probabilistic inverse theory is not appropriate for representing sparse prior models. Following the results presented by the compressed sensing paradigm, the Laplace (or double exponential) probability distribution is found to be more suitable for representing sparse parameters. However, combining Laplace priors with the frequently used Gaussian likelihood functions leads to neither a Laplace nor a Gaussian posterior distribution, which complicates the analytical characterization of the posterior. Here, we first express the form of the Maximum A-Posteriori (MAP) estimate for Laplace priors and then use the Monte-Carlo-based Randomize Maximum Likelihood (RML) method to generate approximate samples from the posterior distribution. The proposed Sparse RML (SpRML) approximate sampling approach can be used to assess the uncertainty in the calibrated model with a relatively modest computational complexity. We demonstrate the suitability and effectiveness of the SpRML formulation using a series of numerical experiments of two-phase flow systems in both Gaussian and non-Gaussian property distributions in petroleum reservoirs and successfully apply the method to an adapted version of the PUNQ-S3 benchmark reservoir model. 相似文献
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地震层析技术(Seismic Tomography)正在作为一种新技术引入到地震学的研究中,但由于地学中存在着非完全投影和模型参数间的耦合,使得该技术的应用受到了限制。本文讨论了用首波走时资料作为投影数据,重建基底或莫霍界面的速度图象的方法,同时亦可利用该方法对震源深度做进一步的修正。计算中采用了代数重建法,并就改善ART和SIRT这两种算法的稳定性及收敛速度,提出了较合理的权因子。通过数值模拟还对分辨和方差的影响进行了分析。 利用海南岛人工爆破地震Ⅰ、Ⅱ测线非纵剖面的P_8波走时资料,初步得到了该区基底面的速度图象。结果表明,基底的低速区分布与地表的两条断裂带吻合得较好,说明北东向的春江-中和断裂与干冲-木裳断裂穿过了基底。断裂带内的分段特征也在图象中有所表现 相似文献
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发展了一种基于全波形振幅谱的频率域双力偶震源机制反演方法. 通过理论振幅谱与观测振幅谱的拟合搜寻断层面参数, 基于粒子群优化算法可以在较短的时间内得到稳定可靠的解． 数值试验表明, 在定位误差较大, 以及台站布局较差的情况下, 振幅谱反演仍可较为准确地得到震源机制, 并且由此计算得到的最优震源深度仍比较接近真实的震源位置． 使用该方法用2010年5月17日渤海ML4.0地震的震源机制进行了检验, 结果与加权P波初动解非常一致． 应用该方法对山东半岛及近海地区2003——2010年14次MLge;4.0地震震源机制进行了估计． 相似文献
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We have derived a rapidly computed analytical solution for drawdown caused by a partially or fully penetrating directional wellbore (vertical, horizontal, or slant) via Green's function method. The mathematical model assumes an anisotropic, homogeneous, confined, box-shaped aquifer. Any dimension of the box can have one of six possible boundary conditions: 1) both sides no-flux; 2) one side no-flux – one side constant-head; 3) both sides constant-head; 4) one side no-flux; 5) one side constant-head; 6) free boundary conditions. The solution has been optimized for rapid computation via Poisson Resummation, derivation of convergence rates, and numerical optimization of integration techniques. Upon application of the Poisson Resummation method, we were able to derive two sets of solutions with inverse convergence rates, namely an early-time rapidly convergent series (solution-A) and a late-time rapidly convergent series (solution-B). From this work we were able to link Green's function method (solution-B) back to image well theory (solution-A). We then derived an equation defining when the convergence rate between solution-A and solution-B is the same, which we termed the switch time. Utilizing the more rapidly convergent solution at the appropriate time, we obtained rapid convergence at all times. We have also shown that one may simplify each of the three infinite series for the three-dimensional solution to 11 terms and still maintain a maximum relative error of less than 10−14. 相似文献