基于中值滤波和小波包变换的低剂量CT图像的去噪毕业设计

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NANCHANG UNIVERSITY

学 士 学 位 论 文

THESIS OF BACHELOR

（2010—2014年）

题 目 基于中值滤波和小波包变换的低剂量CT图像的去噪

学 院： 信息工程学院 系 电子信息工程 专业班级： 生物医学工程101班 指导教师： 朱莉 职称： 讲师 起讫日期： 2014年3月10日—2014年5月30日 南 昌 大 学 学士学位论文原创性申明

本人郑重申明：所呈交的论文是本人在导师的指导下独立进行研究所取得的研究成果。除了文中特别加以标注引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或

集体已经发表或撰写的成果作品。对本文的研究作出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式表明。本人完全意识到本申明的法律后果由本人承担。

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作者签名： 日期：

导师签名： 日期：

基于中值滤波和小波包变换的低剂量CT图像的去噪

学生姓名：叶红 指导教师：朱莉

摘要

随着科技的进步，现代医学影像学事业突飞猛进，计算机断层扫描(Computed Tomography，CT)技术已成为医学影像学的核心技术之一。尽管CT图像的不少技术指标还赶不上传统X射线屏-片图像，但CT成像方法克服了传统屏-片成像射线方向信息重叠的局限，加之CT图像足够的清晰度和准确性使得CT成为临床诊断成像中应用最广泛的方法之一。为了得到高质量的医学图像，很多CT设备加大X线剂量，但照射剂量偏高，不仅会提高CT设备的运行成本，还会对患者的身体造成伤害。因此，临床多采用降低剂量的扫描方案，但低剂量CT扫描时受到量子噪声的影响，使得图像质量下降，影响诊断的准确性。CT扫描所获得的图像均存在一定的噪声，特别是当辐射剂量降低时，图像噪声急剧增高，当辐射剂量降低到一定程度时，随着噪声的增高，图像也将不能满足临床诊断的要求。

对此，本文利用自适应中值滤波和小波包变换的方法来对图像进行去噪，以及对低剂量的CT图像进行增强处理。通过本文的研究，发现自适应中值滤波对于简单的高斯噪声和椒盐噪声有显著的去噪效果，而对含有复杂噪声的CT图像的去噪效果并不理想。相对而言，小波包变换的去噪效果更为显著，实验结果表明，小波包变换的方法具有一定的应用价值。

关键字：CT图像；CT设备；CT扫描；低剂量；椒盐噪声；高斯噪声；自适应中值滤波；小波包变换。

Based on median filter and wavelet packet transform of

low-dose CT image denoising

Abstract

With the development of the science and technology,modern medical imaging business by leaps and bounds,CT technology has become one of the core of medical imaging technology. Despite a number of technical indicators of CT images also miss traditional X-ray screen-slice images, but CT imaging method overcomes the traditional screen slice imaging ray direction information overlapping of limitations, coupled with enough resolution and accuracy of CT images makes CT clinical diagnosis of one of the most widely used method in imaging. In order to get high quality medical images, a lot of CT equipment, increase the X-ray dose, but dose on the high side, will not only improve the operation cost of CT equipment, will cause harm to the patient's body. Therefore, clinical use lower doses of scanning more solution, but low dose CT scan is affected by the quantum noise, the image quality drop, influence the accuracy of diagnosis. CT scan images were acquired a certain noise, especially when the radiation dose to reduce image noise increased sharply, when reduced to a certain extent, radiation dose, as the noise increased, the image will not be able to meet the requirements of clinical diagnosis.

To this, this paper, by using the adaptive median filter and wavelet packet transform method to image denoising, and to enhance low-dose CT image processing. Through the study of this article, found that the adaptive median filter for simple gaussian noise and salt and pepper noise denoising effect significantly, and contains complex noise of CT image denoising effect is not ideal. Relatively, the wavelet packet transform denoising effect is more significant, the experimental results show that the method of wavelet packet transform has a certain application value.

Keywords: CT-image；CT-equipment；CT-scan；low dose；salt & pepper noise ；gaussian noise；he adaptive median filter；wavelet packet transform.

目录

摘要................................................................................................................................. I Abstract ......................................................................................................................... II 第一章 绪论.................................................................................................................. 1

1.1课题背景及研究的意义.................................................................................. 1 1.2本课题的研究内容.......................................................................................... 2 第二章 图像去噪的理论基础.................................................................................... 3

2.1 CT成像 ........................................................................................................... 3 2.2 图像的噪声..................................................................................................... 3 2.3 图像去噪的质量评价方法............................................................................. 5

2.3.1 客观准则.............................................................................................. 5 2.3.2主观准则............................................................................................... 6 2.4 数字图像常用的基本概念............................................................................. 7 2.5 常用的图像去噪方法..................................................................................... 8 2.6 几种新型的滤波方法................................................................................... 10 2.7 本章小结....................................................................................................... 11 第三章 自适应中值滤波去噪.................................................................................... 13

3.1 自适应中值滤波方法................................................................................... 13 3.2 实验分析....................................................................................................... 14

3.2.1 自适应中值滤波对标准图像的滤波效果........................................ 14 3.2.2 自适应中值滤波对CT图像的滤波效果 ........................................ 19 3.3 本章小结....................................................................................................... 19 第四章 小波包去噪.................................................................................................. 21

4.1 小波包变换的原理....................................................................................... 21 4.2 小波包去噪的实验结果............................................................................... 23

4.2.1 小波包对标准图像的滤波效果........................................................ 23 4.2.2 小波包对CT图像的滤波效果 ........................................................ 28 4.3 中值滤波与小波包结合对CT图像的滤波效果 ....................................... 29 4.4 本章小结....................................................................................................... 30 总结.............................................................................................................................. 32 参考文献...................................................................................................................... 33 致谢.............................................................................................................................. 34

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