RUS  ENG ЖУРНАЛЫ   ПЕРСОНАЛИИ   ОРГАНИЗАЦИИ   КОНФЕРЕНЦИИ   СЕМИНАРЫ   ВИДЕОТЕКА   ПАКЕТ AMSBIB
Общая информация
Последний выпуск
Архив

Поиск публикаций
Поиск ссылок

RSS
Последний выпуск
Текущие выпуски
Архивные выпуски
Что такое RSS



Компьютерные исследования и моделирование:
Год:
Том:
Выпуск:
Страница:
Найти






Персональный вход:
Логин:
Пароль:
Запомнить пароль
Войти
Забыли пароль?
Регистрация


Компьютерные исследования и моделирование, 2019, том 11, выпуск 2, страницы 233–248 (Mi crm708)  

МОДЕЛИ В ФИЗИКЕ И ТЕХНОЛОГИИ

Разработка алгоритма анизотропной нелинейной фильтрации данных компьютерной томографии с применением динамического порога

М. С. Усановa, Н. С. Кульбергb, С. П. Морозовb

a Федеральный исследовательский центр «Информатика и управление» Российской академии наук (ФИЦ ИУ РАН), Россия, 119333, г. Москва, ул. Вавилова, д. 44, к. 2
b ГБУЗ «Научно-практический центр медицинской радиологии ДЗМ», Россия, 109029, г. Москва, ул. Средняя Калитниковская, д. 28, стр. 1

Аннотация: В статье рассматривается разработка алгоритма шумоподавления на основе анизотропной нелинейной фильтрации данных. Анализ отечественной и зарубежной литературы показал, что наиболее эффективные алгоритмы шумоподавления данных рентгеновской компьютерной томографии применяют комплекс нелинейных методик анализа и обработки данных, таких как билатеральная, адаптивная, трехмерная фильтрации. Однако комбинация таких методик редко применяется на практике ввиду большого времени обработки данных. В связи с этим было принято решение разработать эффективный и быстродейственный алгоритм шумоподавления на основе упрощенных билатеральных фильтров с трехмерным накоплением данных. Алгоритм был разработан на языке C++11 в программной среде Microsoft Visual Studio 2015. Основным отличием разработанного алгоритма шумоподавления является применение в нем улучшенной математической модели шума на основе распределения Пуассона и Гаусса от логарифмической величины, разработанной ранее. Это позволило точнее определить уровень шума и тем самым порог обработки данных. В результате работы алгоритма шумоподавления были получены обработанные данные компьютерной томографии с пониженным уровнем шума. При визуальной оценке работы алгоритма были отмечены повышенная информативность обработанных данных по сравнению с оригиналом, четкость отображения гомогенных областей и значительное сокращение шума в областях обработки. При оценке численных результатов обработки было выявлено снижение уровня среднеквадратичного отклонения более чем в 6 раз в областях, подвергшихся шумоподавлению, а высокие показатели коэффициента детерминации показали, что данные не подверглись искажению и изменились только из-за удаления шумов. Применение разработанного универсального динамического порога, принцип работы которого основан на пороговых критериях, позволил снизить уровень шума во всем массиве данных более чем в 6 раз. Динамический порог хорошо вписывается как в разработанный алгоритм шумоподавления на основе анизотропной нелинейной фильтрации, так и другой алгоритм шумоподавления. Алгоритм успешно функционирует в составе рабочей станции MultiVox, получил высокую оценку своей работы от специалистов-рентгенологов, а также готовится к внедрению в единую радиологическую сеть города Москвы в качестве модуля.

Ключевые слова: компьютерная томография (КТ), низкодозовая компьютерная томография (НДКТ), доза облучения, шумоподавление, анизотропия, динамическая фильтрация.

Финансовая поддержка Номер гранта
Российский фонд фундаментальных исследований 17-01-00601
Работа выполнена при финансовой поддержке гранта РФФИ, проект № 17-01-00601.


DOI: https://doi.org/10.20537/2076-7633-2019-11-2-233-248

Полный текст: PDF файл (6449 kB)
Полный текст: http://crm.ics.org.ru/.../2777
Список литературы: PDF файл   HTML файл

Тип публикации: Статья
УДК: 57.087.23
Поступила в редакцию: 12.09.2018
Исправленный вариант: 29.01.2019
Принята в печать:18.02.2019

Образец цитирования: М. С. Усанов, Н. С. Кульберг, С. П. Морозов, “Разработка алгоритма анизотропной нелинейной фильтрации данных компьютерной томографии с применением динамического порога”, Компьютерные исследования и моделирование, 11:2 (2019), 233–248

Цитирование в формате AMSBIB
\RBibitem{UsaKulMor19}
\by М.~С.~Усанов, Н.~С.~Кульберг, С.~П.~Морозов
\paper Разработка алгоритма анизотропной нелинейной фильтрации данных компьютерной томографии с применением динамического порога
\jour Компьютерные исследования и моделирование
\yr 2019
\vol 11
\issue 2
\pages 233--248
\mathnet{http://mi.mathnet.ru/crm708}
\crossref{https://doi.org/10.20537/2076-7633-2019-11-2-233-248}


Образцы ссылок на эту страницу:
  • http://mi.mathnet.ru/crm708
  • http://mi.mathnet.ru/rus/crm/v11/i2/p233

    ОТПРАВИТЬ: VKontakte.ru FaceBook Twitter Mail.ru Livejournal Memori.ru


    Citing articles on Google Scholar: Russian citations, English citations
    Related articles on Google Scholar: Russian articles, English articles
  • Компьютерные исследования и моделирование
    Просмотров:
    Эта страница:20
    Полный текст:5
    Литература:7
     
    Обратная связь:
     Пользовательское соглашение  Регистрация  Логотипы © Математический институт им. В. А. Стеклова РАН, 2019