自适应加权全变分的低剂量CT统计迭代算法

针对低剂量计算机断层扫描（LDCT）重建图像时出现条形伪影和脉冲噪声的现象,提出一种自适应加权全变分的LDCT统计迭代重建算法。该算法克服了传统全变分（TV）算法在去除条形伪影的同时引入阶梯效应的缺点,把基于加权方差的加权因子与TV模型相结合提出自适应加权全变分模型,然后再把新模型应用到惩罚加权最小二乘（PWLS）重建算法中,这样就可以对图像的不同区域进行不同强度的去噪,从而取得噪声抑制和边缘保持的良好效果。采用Shepp-Logan模型和数字骨盆体模来验证算法的有效性,实验结果表明,所提算法的归一化均方距离和归一化平均绝对距离均比滤波反投影（FBP）、PWLS、惩罚加权最小二乘的中值先验（PWLS-MP）以及惩罚加权最小二乘的全变分（PWLS-TV）算法的值小,且可分别获得40.91 dB和42.25 dB的峰值信噪比。实验结果表明,该算法重建出的图像在有效去除条形伪影的同时对图像的边缘和细节起到很好的保护作用。     

全变分极端通道先验的盲图像去噪去模糊

图像先验是图像复原中求解不适定问题的关键。针对在图像具有显著噪声时,极端通道先验去模糊算法容易产生振铃伪影和无法抑制噪声的缺点,利用全变分模型可以同时抑制噪声和保护边缘的优势,提出一种有效的全变分极端通道先验的盲图像去噪和去模糊模型。首先,将全变分模型分别引入暗通道和亮通道中,用于保护图像的边缘及消除噪声或振铃伪影;其次,利用半二次分裂技术解决模型的非凸问题和估计潜在的清晰图像;最后,用迭代多尺度盲反褶积估计图像的模糊核。实验结果表明,该算法能够在抑制噪声的同时很好地保护图像的边缘细节和消除振铃伪影。相比近几年具有代表性的其他方法,该模型的鲁棒性、主观视觉效果和客观评价指标均有明显提高。     

基于变分的CT图像环形伪影校正

有效去除CT图像中环形伪影是医学图像处理领域的一个重要研究方向,现有的方法在去除环形伪影的同时,对CT图像的边缘及细节保留存在困难和挑战.本文采用变分优化的思想,将环形伪影的去除问题建模为一个能量最小化问题,来缓解保持图像信息和去除伪影之间的矛盾,提出了一种后处理的伪影校正算法.根据环形伪影产生机理和特性表现构造有针对性的变分模型,一是从环形伪影的几何特性入手,设计更为合理的梯度保真形式,增强模型对图像细节信息的保护;二是从环形伪影的边缘特性入手,构建具有伪影辨识能力的相对全变分正则项,降低模型对图像结构性信息的影响.基于构造的变分模型,采用高效的优化求解算法,实现环形伪影的有效去除.对比实验表明,无论在视觉观察还是定量分析方面,本文算法均体现出了较好的性能.     

基于三维加权和双域滤波的螺旋CT伪影校正

螺旋CT重建会受到锥束伪影和风车伪影的影响,锥束伪影是由于锥角和螺距过大而导致的,而风车伪影由纵向方向采样不足引起,为了降低锥束伪影与风车伪影对CT图像的影响,提出一种螺旋CT伪影校正算法;首先采用三维加权螺旋FDK算法进行重建,有效去除重建图像中的锥束伪影,然后采用改进的双域滤波算法对含风车伪影图像进行校正;三维加权螺旋FDK算法通过对大锥角的射线给予不利权重来抑制锥束伪影,改进的双域滤波算法可以在去除风车伪影的同时保留更多的细节;计算机仿真实验结果表明,该算法能有效地抑制重建图像中的锥束伪影和风车伪影,提高CT图像的质量。     

基于各向异性全变分的迭代滤波算法

空间邻近度和像素值相似度的双边滤波(BF)器在滤波时,由于其值域滤波核系数的计 算易受到噪声的干扰,在噪声水平较大时,直接使用噪声图像来指导核函数权值计算的方案不可行。 为此,提出一种结合各向异性全变分和BF 的图像去噪算法,将各向异性全变分算法与BF 算法相结 合,首先利用各向异性全变分算法对噪声图像进行处理,得到一幅边缘结构信息较为丰富的结果图 像,接着将该结果图像作为BF 算法的引导图像来指导值域滤波核系数的计算,为保证算法的稳定 性,对上述过程进行迭代处理。此外,为提高各向异性全变分算法的计算效率,引入了Split Bregman 迭代算法进行加速处理。实验表明,该算法能在较好去噪的同时,保留较多的边缘结构信息。     

基于变量分裂法的稀疏约束并行磁共振图像重建

针对并行磁共振成像技术中,数据欠采样造成重建图像存在的混迭伪影和噪声问题,提出一种稀疏约束下并行磁共振的图像重建算法。该算法将一阶差分作为稀疏投影算子,构建在各向异性全变分最小化约束下并行磁共振的图像重建问题。同时,提出基于变量分裂法的求解方法,并在不同实验环境下分析该算法的有效性和鲁棒性。结果表明该算法可显著提高加速因子最大时并行磁共振重建图像的质量。     

基于迭代修正法的CT金属伪影消除

人体内的金属植入物会导致CT重建图像中出现金属伪影。传统的方法利用插值技术替换掉原始投影数据中受金属物污染的数据,以此来达到去除金属伪影的目的,但是容易产生次生伪影。为了解决传统方法的缺陷,提出了一种基于迭代修正的金属伪影消除方法。首先,利用插值修正法获取到一张预处理图像;然后,以该预处理图像为基础进行迭代修正,每一次迭代过程中利用全变分滤波来优化图像质量;经过多次迭代后得到最终图像。实验表明,相比于传统的插值修正法,提出的方法能够更加有效地去除金属伪影,同时较好地抑制次生伪影的产生。     

基于高阶和非局部全变分的核磁共振图像重构算法

为了更好地提高核磁共振(Magnetic Resonance Imaging,MRI)图像重构质量,提出了一种基于高阶和非局部全变分的混合重构算法。该算法首先采用全局梯度提取法分离待重构MRI图像的平滑区和边缘纹理区;在每次迭代过程中,先对平滑区采用高阶全变分 (Higher Degree Total Variation,HDTV)算法,后对边缘纹理区采用非局部全变分 (Non-Local Total Variation,NLTV)算法;最后,重构图像是将本文算法迭代结束的平滑区和边缘纹理区图像合并。实验发现：本文算法的重构效果大大优于单纯的TV(Total Variation,全变分)、HDTV、NLTV算法,其重构图像既能有效地滤除噪声和保留了纹理细节信息,又大大抑制了全变分的阶梯效应。     

二阶锥规划在MR图像重建中的应用研究

用传统MR图像重建方法对降采样数据进行重建往往会产生严重的伪影或导致重建图像的信噪比下降。用迭代重建算法对MR降采样数据进行优质重建,目标函数仅包含待重建图像的全变分,约束条件为一等式约束。在数值求解过程中,将优化问题转化为二阶锥规划问题,采用具有良好收敛性的对数障碍算法进行优化求解。在迭代过程中用图像的全变分信息自适应地决定对数障碍参数。实验结果表明,算法很好地克服了网格算法中的伪影问题,可以重建出高质量的MR图像。     

基于L1与TV正则化的改进图像重建算法

针对不完全投影数据图像重建中出现伪影和噪点的问题,提出了L1与TV同时进行正则化的图像重建模型。基于该重建模型,通过将Bregman迭代和TV软阈值滤波相结合,进一步提出了一种图像重建算法。该算法首先将投影数据通过优化的Bregman迭代算法进行初步重建,然后使用TV软阈值滤波对改造的全变分模型进行二次重建,最后判断是否满足设定的收敛阈值,若满足则结束重建,输出重建图像,否则重复进行上述两步操作,直至迭代完成。实验采用不添加噪声的Shepp-Logan模型与添加噪声的Abdomen模型来验证算法的有效性,证明了所提出的算法在视觉上均优于ART,LSQR,LSQT-STF,BTV等典型的图像重建算法,同时通过多项评价指标对比表明所提出的算法有明显优势。实验结果表明,所提算法在图像重建中能够有效去除条形伪影并保护图像细节,同时具有良好的抗噪性。     

CSCW系统中协同感知的研究

协同感知理论的研究与应用是计算机支持的协同工作的重要研究内容之一.在研究分析了传统的协同感知所依赖的CSCW体系结构的基础上,提出了一种基于P2P的三层结构的协同感知框架,该架构很适合于CSCW中项目可以划分为若干个相对独立的模块的情形.最后对该框架的具体感知模块进行了分析,并讨论了下一步研究将要解决的问题.     

基于透明度的目标提取的研究

景象提取的目的是将数字图像中的景物从背景中分离出来,为了更好地实现这一目的,微软亚洲研究院Jian Sun等人于2004年提出Poisson Matting方法.该方法将透明度(α值)作为图像的一种内在属性,变分地寻求其最优解,来达到目标提取的目的.主要介绍Poisson算法,针对Poisson算法中程序运行时间比较长的问题,对算法中耗用时间多的两个步骤:图像初始α值的计算以及前景图像F、背景图像B的计算进行了改进,在VC6.0中进行了实现,并取得了较好效果.     

NTFS下文件隐藏方式研究

开放环境下信息的安全与保护有着重要的研究价值。对待隐藏文件无需专门分配存储空间,而是将其转移存储到系统文件的内部碎片中。隐藏文件的文件名、带路径的宿主文件名及二者对应关系加密后分别存放在两个普通文件中。实验及研究表明此种方式能够对数据做到深度隐藏。     

基于XQuery查询优化的研究

XML已经成为网络上信息描述和信息交换的标准,随着XML应用得越来越广泛,人们提出了多种XML 数据的查询方法.但是,很多查询方法都有各自的局限性.利用有意义的最小公共实体结构EntityInMLCAS(Entity In Meaning Lowest Common Ancestor Structure)原理,提出一种优化查询方法.同时采用堆栈技术的方法对XML文档结点树进行自顶向下的遍历,该方法大大提高了优化查询的速度.     

基于RBAC的WEB环境下OA系统权限控制的研究

WEB环境下OA(Office Automation)系统的权限控制是一个热点问题.针对此问题详细介绍了一种实用的解决方法--基于角色访问控制模型的方法,并在此基础上根据实际项目重点阐述了RBAC数据库的设计方法,以及基于RBAC数据库的权限控制的设计方法,最后给出权限子系统的具体配置步骤,并给出实际运行结果.     

基于集群拓扑结构的工作流调度研究

针对MapReduce的默认调度策略先进先出(FIFO)在执行任务时考虑本地性调度带来的任务等待时间长、资源利用率不高和没有考虑任务的优先级等问题,提出一种基于集群拓扑结构的工作流实时调度算法。MapReduce在对工作流进行Map处理时,首先根据taskTracker的计算能力和数据大小对map阶段工作流的完成时间进行估计,得到一个完成时间隶属函数,然后再利用集群的拓扑结构,得到taskTracker在集群中的距离隶属函数,根据这两个隶属函数来对集群中的taskTracker在工作流处理时间和数据传输时间进行综合性能评估,这样可以有效地缩短任务的等待时间并提高资源的利用率。同时该算法采用对作业进行优先级划分的方式,满足不同类型作业的需求。大量的实验结果表明:该优化策略在平均完成时间和平均等待时间方面要优于FIFO算法,可以有效提高工作流处理的实时性。     

基于MapReduce工作流优化器的研究

对MapReduce工作流的优化主要是通过对MapReduce栈的优化实现的。针对MapReduce工作流的优化问题,首先,提出相关概念;其次,介绍MapReduce工作流基于成本的优化过程;然后,通过实例阐述MapReduce工作流中的数据流依赖和资源依赖关系。基于此,提出3种MapReduce工作流优化器,并对其进行端对端的评估。最后,通过实验评估工作流优化器的优化开销并对比分析了这3种工作流优化器。     

基于小波变换的图像分割研究

基于多分辨率分析的图像分割技术是当前图像处理的重要内容,提出了小波变换多分辨率分析方法与改进分水岭分割算法相结合的综合分割方法.此方法利用逐层影射和小波反变换可以得到高分辨率图像,与在原始图像上直接进行传统分水岭分割算法相比较,该方法的实验结果能有效地减少分水岭算法图像过分割现象,经实验证明了该方法的有效性和实用性.     

基于MDA的构件开发方法的研究

在对目前构件技术研究的现状进行分析的基础上,详细讨论了MDA（Model-Driven Architecture）方法产生的背景及其涉及的核心技术,论述了MDA对软件开发产生的深远意义,提出了一种基于MDA的构件开发方法MDAC,并从不同的层次分析了MDAC方法的体系结构,主要包括模型分类、构件建模框架、模型转换实现、构件开发过程、建模工具等内容。