种基于偏微分方程约束的闪光照相图像重建算法.pdfVIP

第 卷 第 期 强 激 光 与 粒 子 束 ， ２０ ２ Ｖｏｌ．２０Ｎｏ．２ 　 　 　 年 月 ， ２００８ ２ ＨＩＧＨ ＰＯＷＥＲＬＡＳＥＲＡＮＤＰＡＲＴＩＣＬＥＢＥＡＭＳ Ｆｅｂ．２００８ 　 　 文章编号： （ ） １００１４３２２２００８０２０２８６０５ 　 一种基于偏微分方程约束的闪光照相图像重建算法 钱伟新， 王婉丽， 刘瑞根 　 　 （中国工程物理研究院 流体物理研究所，四川 绵阳 ６２１９００） 摘 要： 针对闪光照相图像信噪比低的特点，提出了一种基于偏微分方程基于非线性 ＰＤＥ的约束的图 　　 　 　 像重建算法，该算法在重建迭代过程中引入了基于非线性 ＰＤＥ的平滑约束来抑制图像噪声，同时保护图像边 缘。数值试验结果表明：相比于 和预优约束共轭梯度（ ）重建算法，新算法具有更强的抗噪能 Ｌａｎｄｗｅｂｅｒ ＰＣＣＧ 力和边缘保护能力，是一种更加有效的闪光照相图像重建算法。 关键词： 闪光照相； 信噪比； 图像重建； 偏微分方程 　　 　 　 　 　 中图分类号： ＴＰ３９１ 文献标识码： Ａ 　　 　 　　　　 　 图像重建的本质就是从照相所获得的投影重建出物体的空间密度分布。图像重建方法一般分两类：一类 　　 ［ ］ １２ 是变换法，最具代表性的是滤波反投影算法（ ） ，其特点是重建速度快，但是对噪声敏感，对投影数要求 ＦＢＰ 严格，且重建后的图像有严重的伪影；另一类图像重建方法是级数展开法，最具代表性的是代数重建技术 ［ ］ ３４ （ ） ，特点是算法简单，有一定的抗噪能力，但重建速度慢。 ＡＲＴ 闪光照相图像重建是图像重建的一个特殊应用。闪光照相是利用高能 射线成像（投影）来诊断客体的 Ｘ 　　 ［］ ５ 空间密度分布 。在实际的闪光照相中，由于受到噪声、散射的影响，闪光照相图像有很大的误差，信噪比很 ［］ 低，使得闪光照相图像重建对重建算法要求很高。目前较常用方法是 法、 法及 ６ （预优约束 ＦＢＰ ＡＲＴ ＰＣＣＧ 共轭梯度）算法。对于噪声投影， 和 法都无法取得较好的重建结果， 算法中，由于其采用的是 ＦＢＰ ＡＲＴ