Original title: Redukce šumu v tomografických datech s vysokým rozlišením
Translated title: Noise reduction in high resolution computed tomography data
Authors: Tkadlecová, Markéta ; Chmelík,, Jiří (referee) ; Zikmund, Tomáš (advisor)
Document type: Master’s theses
Year: 2023
Language: eng
Publisher: Vysoké učení technické v Brně. Fakulta strojního inženýrství
Abstract: [eng] [cze]
Vzhledem ke komplexnosti procesu akvizice dat výpočetní tomografie (CT) je šum v rentgenových snímcích nevyhnutelný a může vést ke zkreslení získané informace. Proto by měl být co nejvíce potlačen. Dosud se výzkum zaměřoval především na redukci šumu v CT datech u lékařských CT s nízkými dávkami, zatímco o šumu a jeho potlačení v CT datech s vysokým rozlišením je známo jen málo. Tato redukce může probíhat v oblasti rentgenových snímků, v průběhu tomografické rekonstrukce nebo v oblasti tomografických řezů. Tato práce se zabývá především redukcí šumu v rentgenových snímcích a tomografických řezech. Prvním krokem k nalezení komplexní metodiky je určení rozdělení a matematického modelu šumu přítomného v rentgenových snímcích. Tento model byl určen pomocí snímků bez přítomného vzorku, které byly pořízeny s různými expozičními časy. Pomocí stanoveného modelu byl simulován šum ve fantomovém datasetu. Vybrané algoritmy byly testovány na projekčních snímcích a tomografických řezech fantomu a porovnávány jak subjektivně, tak objektivně pomocí metrik kvality obrazu. Strategie s nejlepšími výsledky byly dále testovány na naměřených CT datech z CT systému Rigaku nano3DX s vysokým rozlišením a byly popsány jejich výhody, omezení a možnosti využití. Due to the complexity of the computed tomography (CT) data acquisition process, the noise in captured X-ray images is inevitable and can distort acquired information. Therefore, the noise should be controlled. Noise reduction in CT data has primarily been studied in low-dose medical CT, and there is little known about the properties of noise in sub-micron CT and its suppression. The denoising strategies can take place in the X-ray images, CT slices, or during the reconstruction process. This work primarily focuses on the reduction of noise in X-ray images and CT slices. The first step to finding a complex denoising methodology is to determine the distribution and mathematical model of the noise in the X-ray images. The model was established using bright field images taken under different exposure times. With the estimated model, the artificial noise in a phantom dataset could be simulated. Selected algorithms were tested in the X-ray images and the tomogram slices of the phantom and compared subjectively and objectively, through visual inspection and image quality metrics. The denoising strategies with the best outcomes were further evaluated on measured submicron CT datasets from the CT system Rigaku nano3DX, and their advantages, limitations, and possible usage were described.
Keywords: projekční doména; redukce šumu; rentgenové záření; tomografická doména; tomografická rekonstrukce; výpočetní tomografie; šum; computed tomography; denoising; noise; projection domain; tomogram domain; tomographic reconstruction; X-ray radiation

Institution: Brno University of Technology (web)
Document availability information: Fulltext is available in the Brno University of Technology Digital Library.
Original record: http://hdl.handle.net/11012/212423

Permalink: http://www.nusl.cz/ntk/nusl-530672


The record appears in these collections:
Universities and colleges > Public universities > Brno University of Technology
Academic theses (ETDs) > Master’s theses