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《中国科学技术大学》 2008年
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直接数字化X线摄影系统图像处理方法研究

谌家喜  
【摘要】: 随着人们日常生活水平的提高,越来越多的人开始注重医疗保健,国家也投入了大量的人力物力来推进医疗水平的提高。医学影像诊断是一种常规的医疗检查方式,在疾病诊治及企事业单位和个人的体检中得到广泛应用,其中,又尤以X射线成像的检查居多。在材料科学和计算机技术发展的带动下,X射线成像已经从原来的胶片成像走进了直接数字化x射线成像(Direct DigitalRadiography,DR)时代。在更快更好成像的同时,数字化X射线成像也带来了一些问题:曝光系统的自动化控制,X射线到电子信号的转化,成像系统的校正,以及X射线数字图像的处理。对DR系统成像方法进行研究,不仅能改善数字化X射线图像质量,提高医院影像科的疾病诊治水平,还可为其它医学成像模式的研究提供借鉴,更可为进一步的计算机辅助诊断打下基础。由此可见,DR系统成像方法研究具有重要的理论意义和应用价值。 本论文从DR系统的图像形成过程出发,研究了相关环节中的关键问题,即高压发生器控制、图像采集和校正、图像后处理,目标是实现DR系统的优化控制,并获取更好的X射线数字图像。高压发生器是X射线球管的电力供给装置,在成像过程中需要和计算机系统有良好的配合,以控制曝光流程并配合曝光参数交换;X射线透射过人体后到达接收装置,根据成像原理和材料特性,图像采集和图像校正主要解决从X射线到计算机数字存储中的能量转换问题;图像后处理是在X射线数字图像的基础上,运用多种图像处理算法,进一步提高图像质量,以满足实际应用的需求。本文对DR系统成像进行了深入的研究,取得了以下成果: (1)通过对原有DR系统控制台接口电路的改造,用PC机串口和相应的软件实现了计算机与高压发生器之间的通信,操作者只需坐在PC机前就可以方便地控制高压发生器,不需要在多个控制台之间进行较为繁复的操作,既加快了摄片的流程,还节省了DR系统的硬件成本,并且为实现DR系统的参数自动化控制打开了新思路。 (2)在研究了DR系统图像采集中的信号控制问题后,设计了平板探测器状态控制和数据处理流程;提出了原始图像的隔行扫描及其区域交换算法,解决了如何将原始图像调整为正常的X射线图像的问题,并在此基础上设计了DR图像的采集、显示和存储程序。分别对水模和人体部位进行了X射线成像测试,实验结果表明了该方法的准确性和可靠性,解决了DR图像采集过程中的信号控制和图像处理的问题。获取的X射线数字图像真实有效,并已经被应用于医院的DR系统。 (3)结合DR系统成像原理及图像采集过程,从X射线到计算机数字图像过程中的能量转换角度,详细研究了由X射线光场不均匀性和平板探测器的像元响应不一致性带来的图像噪声,并针对各种影响因素,采取了相应的校正方法。最后,针对现场系统的X射线场不可测性,提出了一种新的整体校正理论,设计并实现了一种行之有效的现场操作算法。 (4)研究了多幅DR图像的拼接问题,提出了基于特征点的图像配准算法,并使用加权平均法对图像进行了融合,解决了DR图像拼接中亮度相差较大、相似特征点较多和位移较大以及处理时间较长等问题,并在此基础上设计了DR图像的拼接算法程序。分别对物体和动物鱼以及人体进行了X射线摄影,做了图像拼接实验,取得了较好的拼接效果。 (5)研究了X射线图像中的曝光区域特性,提出了X射线图像曝光区域自动检测出算法,并进一步对图像进行自动裁剪,减少了图像的存储空间,方便于医生的操作和诊断。在此基础上,提出了一种可伸缩性图像增强算法,使得图像整体和细节都有较好的改善,进一步提高图像质量;最后,采用优化的窗宽窗位算法来显示图像。
【学位授予单位】:中国科学技术大学
【学位级别】:博士
【学位授予年份】:2008
【分类号】:TP391.41

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【引证文献】
中国期刊全文数据库 前2条
1 高超;;数字化X射线照相检测技术[J];硅谷;2011年07期
2 董亮;朱磊;苗凤娟;何鹏;;基于DM642的X光片医学辅助诊断系统[J];电子技术应用;2012年07期
中国硕士学位论文全文数据库 前4条
1 朱於军;基于X射线废弃木质材料连接件检测方法的研究[D];北京林业大学;2011年
2 黄双燕;EPID图像增强方法研究[D];成都理工大学;2011年
3 胡海燕;基于CCD医用X射线数字成像系统研究[D];清华大学;2010年
4 林芳宇;数字化X线摄影图像去噪方法研究[D];中国科学技术大学;2011年
【参考文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 周正干,滕升华,江巍,安振刚;X射线平板探测器数字成像及其图像校准[J];北京航空航天大学学报;2004年08期
2 郗雁平;数字化X线成像技术[J];CT理论与应用研究;2004年02期
3 戴建平;医学影像学的发展趋势与挑战[J];当代医学;2002年03期
4 梁丽红,王晓,路宏年;非晶硅平板探测器不一致性校正技术[J];光电工程;2005年08期
5 张利平,黄廉卿;基于局部直方图重分布的医学图像增强方法[J];光电子·激光;2004年07期
6 曹厚德;数字化X线影像技术的发展[J];感光材料;1999年01期
7 高磊,李建国,韩铁铮;X射线机数字化成像[J];国外医学.生物医学工程分册;2000年06期
8 刘光达,赵立荣;基于小波分析的医学CR影像随机噪声消除[J];光学精密工程;2000年05期
9 刘光达,赵立荣;基于最小均方误差原理的医学X光影像滤波阈值选择[J];光学精密工程;2001年01期
10 李俊江;路宏年;李保磊;;X射线图像增强器像元响应不一致性的分析及校正[J];光学技术;2006年05期
【共引文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 蔡荣太;王延杰;;CCD成像传感器的降噪技术[J];半导体光电;2007年05期
2 巴晓艳滕永平;影响工业X射线数字化成像质量的因素分析及图像复原[J];北方工业大学学报;2002年01期
3 杜剑,魏东波,路宏年;X射线实时成像器件缺陷校正方法的研究[J];北京航空航天大学学报;2003年01期
4 周正干,滕升华,江巍,安振刚;X射线平板探测器数字成像及其图像校准[J];北京航空航天大学学报;2004年08期
5 李俊江;胡少兴;李保磊;杨民;;CT图像环状伪影校正方法[J];北京航空航天大学学报;2007年11期
6 吴露露;罗旭;张雁;汪波;冯仲科;;中低分辨率遥感影像几何精校正[J];北京林业大学学报;2008年S1期
7 王艳丹;高上凯;;超声成像新技术及其临床应用[J];北京生物医学工程;2006年05期
8 渠红;波拉提;龚欢;鲍春生;宋法亮;;双能量减影对肺部小结节的诊断价值[J];兵团医学;2008年03期
9 易进武;古米娜;方佳;陈德;宋法亮;;双能量减影技术对胸部外伤的诊断价值[J];兵团医学;2010年02期
10 郑旭;林久祥;;牙槽骨密度定量测量系统的建立及测量精确性、有效性的检验[J];北京大学学报(医学版);2008年04期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
1 张新洁;谢哲东;;用于精密位移测量的视频引伸计系统的研究[A];第九届全国信息获取与处理学术会议论文集Ⅱ[C];2011年
2 潘宁;李丹;曹霞;郑春梅;;提高超声图像质量的初探[A];第十二届中国体视学与图像分析学术会议论文集[C];2008年
3 张峰;闫镔;李磊;李建新;;锥束CT系统噪声分析及校正方法研究[A];全国射线数字成像与CT新技术研讨会论文集[C];2009年
4 张兴华;吴冬梅;蔺丽华;;基于相位相关和特征点匹配的红外遥视图像配准[A];第八届全国信号与信息处理联合学术会议论文集[C];2009年
5 简丽娟;刘奇;;基于角点检测的旋转图象的拼接实现[A];中国自动化学会、中国仪器仪表学会2004年西南三省一市自动化与仪器仪表学术年会论文集[C];2004年
6 张永杰;王艳峰;孙荣艳;顾军华;;公路裂缝识别系统中的图像拼接技术[A];2007年河北省电子学会、河北省计算机学会、河北省自动化学会、河北省人工智能学会、河北省计算机辅助设计研究会、河北省软件行业协会联合学术年会论文集[C];2007年
7 高磊;陆和平;;基于边缘特征和USAN区域的角点检测方法[A];全国第十二届空间及运动体控制技术学术会议论文集[C];2006年
8 ;Intelligent Detection System for Mine Belt Tearing Based on Machine Vision[A];Proceedings of the 2011 Chinese Control and Decision Conference(CCDC)[C];2011年
9 彭柯鑫;魏彪;梁柏茂;冯鹏;米德伶;潘英俊;;一种X光胃肠数字图像中脉冲噪声去噪的迭代算法研究[A];2007年全国第十六届十三省(市)光学学术会议论文集[C];2007年
10 任鹏举;江桦;闫镔;;平板探测器技术综述[A];第三届全国虚拟仪器大会论文集[C];2008年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 贲晛烨;基于人体运动分析的步态识别算法研究[D];哈尔滨工程大学;2010年
2 关丽娜;直接连接法制备携尿激酶RGDS造影剂微泡靶向溶解在体血栓的实验研究[D];新疆医科大学;2010年
3 王兴家;基于4D-CT数据的心脏重构方法研究[D];中国科学技术大学;2011年
4 潘文宇;一种新型MRI谱仪的设计及关键技术研究[D];中国科学技术大学;2011年
5 胡学友;雾天降质图像的增强复原算法研究[D];安徽大学;2011年
6 王岭;基于IVUS图像分割和CAG三维重建技术的数据融合研究[D];天津大学;2010年
7 辛山;基于γ射线CT及ECT的气液两相流成像系统[D];天津大学;2011年
8 蒋少华;多源图像处理关键技术研究[D];华中科技大学;2011年
9 蔡肯;基于双源CT的全心脏图像配准与自动分割算法研究[D];华南理工大学;2011年
10 毛鹏;基于PACS的图像测量技术在疼痛治疗中的应用[D];北京中医药大学;2012年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 孙涛;基于DR骨密度分析系统的研究[D];南京医科大学;2010年
2 饶玉芳;无掩模光刻系统的研究与设计[D];南昌航空大学;2010年
3 李华北;基于数字图像技术在土木结构物损伤裂缝检查应用的研究[D];郑州大学;2010年
4 林婧;基于序列图像的全景图像拼接技术的研究[D];沈阳理工大学;2010年
5 刘传亚;多层螺旋CT各向同性成像研究[D];泰山医学院;2005年
6 廖文熙;PET图像重建算法的研究与优化[D];浙江大学;2010年
7 段彩艳;常见模糊类型图像复原的研究与实现[D];昆明理工大学;2009年
8 邵泉钢;弱透光环境下微构件机器视觉检测关键技术研究[D];浙江大学;2011年
9 王沛;适于小动物研究的Micro-CT系统的设计与实现[D];西安电子科技大学;2011年
10 张仁栋;低剂量X-CT图像质量优化方法研究[D];沈阳工业大学;2011年
【同被引文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 陈明伟;邓小武;黄劭敏;陈利;康德华;;非晶硅平板电子射野影像用于放射治疗剂量学质量控制检验的应用[J];癌症;2007年11期
2 陈树越,路宏年;工业X射线透视成像中的散射及其校正[J];兵工学报;2004年02期
3 周正干,滕升华,江巍,安振刚;X射线平板探测器数字成像及其图像校准[J];北京航空航天大学学报;2004年08期
4 刘太辉;宋建中;刘景鑫;王忠厚;韩广良;;X射线相干散射成像在医学中的应用进展[J];北京生物医学工程;2006年02期
5 苟量,王绪本,曹辉;X射线成像技术的发展现状和趋势[J];成都理工学院学报;2002年02期
6 任国浩,王绍华;核医学成像技术对无机闪烁材料的需求[J];材料导报;2002年07期
7 魏英,何焱,韩焱;排序滤波在工业射线图像系统中的应用[J];测试技术学报;1998年01期
8 王跃华,韩焱,崔青松;形态学在X-射线检测中的应用[J];CT理论与应用研究;2005年04期
9 陆仁书 ,郭东升;废弃木材加工的新技术[J];人造板通讯;2003年07期
10 陈志林;傅峰;叶克林;;我国木材资源利用现状和木材回收利用技术措施[J];中国人造板;2007年05期
中国博士学位论文全文数据库 前9条
1 高峰;图像配准中的几何特征不确定性建模及匹配方法研究[D];国防科学技术大学;2011年
2 叶昶;用于小动物研究的数字X射线成像系统[D];华中科技大学;2004年
3 喻春雨;新型X光影像探测器及成像系统研究[D];南京理工大学;2006年
4 张震;数字图像处理中边缘提取和去噪算法研究[D];吉林大学;2009年
5 丰国栋;数字化X线摄影图像增强方法研究[D];中国科学技术大学;2009年
6 邹晶;工业X射线CT成像有关问题研究[D];首都师范大学;2009年
7 李伟;高分辨率X射线数字化成像技术研究[D];中国科学院研究生院(西安光学精密机械研究所);2009年
8 陈洁;高分辨率X射线成像技术与应用研究[D];中国科学技术大学;2010年
9 宋智礼;图像配准技术及其应用的研究[D];复旦大学;2010年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 胡硕;基于遗传算法的图像分割研究[D];东北师范大学;2003年
2 寇强强;遗传算法在人脸识别中的应用[D];青岛大学;2004年
3 倪崇嘉;数学形态学基础及在图像处理中的应用[D];昆明理工大学;2003年
4 温朝晖;食品异物X射线无损伤检测系统研究[D];中国农业大学;2005年
5 王咏胜;基于数学形态学的灰度图像的边缘检测技术研究[D];哈尔滨工程大学;2005年
6 王继芳;数字图象数学形态学算法研究与应用[D];中国人民解放军信息工程大学;2005年
7 胡友为;遗传算法在图像识别中的应用研究[D];武汉理工大学;2006年
8 徐熙君;人脸识别及其遗传算法实现[D];青岛大学;2005年
9 李忠红;便携式数字X线诊断仪医学图像工作站软件设计[D];浙江大学;2006年
10 王坤;数字图像分割和质量评价方法的研究[D];东北大学;2006年
【二级引证文献】
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1 徐月萍;刘晓军;郭永平;高建全;张春潮;叶践;王魏;;直接数字化X射线摄影系统的空间分辨率测试及研究[J];中国医学装备;2012年05期
中国硕士学位论文全文数据库 前1条
1 王诗琴;药柱X射线数字成像检测图像处理系统的研究[D];中北大学;2012年
【二级参考文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 王春燕,李政,康克军,高文焕,刘永康;一种快速实现X辐射图像分离的方法[J];北京生物医学工程;1999年04期
2 戴建平;医学影像学的发展趋势与挑战[J];当代医学;2002年03期
3 王务初;低剂量直接数字化X线机(LDRD)与PACS网络[J];当代医学;2002年03期
4 段刚,陈卫国,王江云,黄信华,王勇,卢伟;数字化放射成像与普通X线诊断肺内单发结节的ROC曲线评价[J];第一军医大学学报;2003年06期
5 潘泉,戴冠中,张洪才,张磊;基于阈值决策的子波域去噪方法[J];电子学报;1998年01期
6 曹厚德;数字化X线影像技术的发展[J];感光材料;1999年01期
7 童明杰,胡大可;认知医学数字图像通讯标准——DICOM[J];国外医学.生物医学工程分册;1999年05期
8 闫丽,袁家虎,刘江,李展;光学子波用于图像处理[J];光学精密工程;2000年03期
9 拜丽萍,殷世民,刘上乾;一种新的基于场景的红外焦平面阵列非均匀性校正算法[J];光子学报;2004年01期
10 代少升,袁祥辉;基于DSP的红外焦平面阵列非均匀性实时压缩校正研究[J];光子学报;2004年04期
中国博士学位论文全文数据库 前1条
1 王东峰;多模态和大型图像配准技术研究[D];中国科学院研究生院(电子学研究所);2002年
【相似文献】
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1 郭翠锋;;基于多尺度数学形态学边缘检测的图像配准的理论研究[J];晋城职业技术学院学报;2010年02期
2 张倩;朱虹;郑丽敏;王奇文;;几种相似性测度在小鼠序列图片中的应用对比[J];计算机应用;2011年S1期
3 王忆锋,张海联,李灿文,李茜;多传感器数据融合中的配准技术[J];红外与激光工程;1998年01期
4 丁一军,富钢,于桂荣;印制电路板视觉检测系统[J];沈阳航空工业学院学报;1999年01期
5 郑文龙,张涌,汤心溢,吴常泳;复杂背景下红外小目标实时识别方法研究[J];红外与毫米波学报;2001年06期
6 严利民,储开颜,王朔中;数字水印检测中剪裁图像的配准[J];上海大学学报(自然科学版);2001年02期
7 周鹏,谭勇,徐守时;基于角点检测图像配准的一种新算法[J];中国科学技术大学学报;2002年04期
8 赵明昌,田捷,薛健,朱珣,何晖光,吕科;医学影像处理与分析开发包MITK的设计与实现[J];软件学报;2005年04期
9 胡怀中,李嘉,胡军;一种机器人触视觉图像配准方法的研究[J];小型微型计算机系统;2005年06期
10 耿建玲;陈纯;陈耀武;黄轶伦;;基于小波多尺度分解的印鉴图像配准[J];计算机工程与应用;2006年01期
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1 高炳像;刘俊;;基于Fourier-Mellin变换的红外图像配准[A];浙江省信号处理学会2011学术年会论文集[C];2011年
2 孟强;王艳阳;张蔚;付慧君;龚建舟;陆惠忠;;肺癌影像引导放疗不同图像配准方法比较[A];中华医学会放射肿瘤治疗学分会六届二次暨中国抗癌协会肿瘤放疗专业委员会二届二次学术会议论文集[C];2009年
3 翟胜军;姜晖;张鑫;;一种基于角点的图像配准方法[A];武汉(南方九省)电工理论学会第22届学术年会、河南省电工技术学会年会论文集[C];2010年
4 董继扬;邱智勇;陈忠;;基于脉冲耦合神经网络的MR图像快速配准算法[A];第十四届全国波谱学学术会议论文摘要集[C];2006年
5 李红波;倪国强;;图像配准中特征点匹配分析与展望[A];第三届全国嵌入式技术和信息处理联合学术会议论文集[C];2009年
6 杨红喆;刘连芳;;全景图拼接技术研究[A];2007北京地区高校研究生学术交流会通信与信息技术会议论文集(上册)[C];2008年
7 闫利;郭勤;;高精度图像对准关键技术研究[A];2007年光电探测与制导技术的发展与应用研讨会论文集[C];2007年
8 付宇光;唐焕文;唐一源;;一种优化算法在图像配准中的应用[A];第二十届中国控制会议论文集(上)[C];2001年
9 郭晓新;许志闻;卢奕南;庞云阶;;基于Fourier-Mellin不变量的图像配准方法[A];中国仪器仪表学会第六届青年学术会议论文集[C];2004年
10 桂秋阳;邱志明;;大口径舰炮图像配准方式射击精度仿真[A];中国系统仿真学会第五次全国会员代表大会暨2006年全国学术年会论文集[C];2006年
中国重要报纸全文数据库 前10条
1 华哥;自制高压发生器[N];电子报;2004年
2 福建 张柏兴;J1210型高压发生器电路剖析[N];电子报;2003年
3 梦剧;理解光圈与曝光控制的基本关系[N];中国摄影报;2011年
4 李雪墨;佳能透视用X射线平板探测器问世[N];中国医药报;2009年
5 听语;平板探测器使X线成像简化[N];中国医药报;2005年
6 江西 裴庆华;改进型1210-1高压发生器电路[N];电子报;2006年
7 山东 俄广林;XG-200X线机高压发生器放电故障检修[N];电子报;2009年
8 谢文艳刘洪洁;烈日下的紧急抢修[N];经理日报;2007年
9 吉林 金克华;岛津HD150B 700mA X线机故障检修三例[N];电子报;2008年
10 新疆 孟庆来;万东高频胃肠机特殊故障的检修[N];电子报;2007年
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1 谌家喜;直接数字化X线摄影系统图像处理方法研究[D];中国科学技术大学;2008年
2 时永刚;广义距离度量和多模态图像配准技术研究[D];中国科学院研究生院(电子学研究所);2004年
3 王彪;计算机视觉技术在低空突防与精确打击中的应用研究[D];南京航空航天大学;2005年
4 赵振兵;电气设备红外与可见光图像的配准方法研究[D];华北电力大学(河北);2009年
5 周武;精密图像配准方法研究及在精密电子组装中的应用[D];华南理工大学;2012年
6 宋智礼;图像配准技术及其应用的研究[D];复旦大学;2010年
7 朱宪伟;基于结构特征的异源图像配准技术研究[D];国防科学技术大学;2009年
8 徐玉华;二维光学和距离图像配准方法及其应用研究[D];合肥工业大学;2011年
9 刘朝霞;航空遥感图像配准算法研究[D];大连海事大学;2011年
10 高峰;图像配准中的几何特征不确定性建模及匹配方法研究[D];国防科学技术大学;2011年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 李洪;双光谱图像检测的图像配准融合技术[D];暨南大学;2005年
2 王海峰;深度图像配准技术的研究及在古遗址数字化展示中的应用[D];西北大学;2011年
3 张博书;基于平板成像器件的数字血管减影技术[D];中北大学;2008年
4 刘钰菲;InSAR图像配准算法研究[D];西安电子科技大学;2011年
5 冯卫平;多波段多极化SAR图像配准技术研究[D];杭州电子科技大学;2010年
6 陈燕文;基于SIFT与小波变换的图像配准融合方法研究[D];武汉理工大学;2011年
7 叶耘恺;基于边缘特征的图像配准方法研究[D];重庆大学;2004年
8 黄淑英;视网膜图像处理与分析中关键技术研究[D];西安理工大学;2005年
9 吴毅良;一种基于SIFT和SUSAN特征的图像配准方法[D];暨南大学;2011年
10 梅小明;基于遗传算法的遥感图像配准[D];中南大学;2004年
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