本书旨在系统地介绍CT图像环形伪影去除、超分辨率重建等问题的算法研究和典型应用，内容共分为7章。首先，阐述了CT图像重建原理，分析了CT图像中环形伪影的产生原因，讨论了环形伪影去除的前处理与后处理方法。然后，提出了多种CT图像中环形伪影去除的新方法——基于L0范数滤波、基于单向变分和相对变分、基于L0约束单向变分模型、基于变分和低秩矩阵分解，并进一步从深度学习的角度研究了基于变分和生成对抗网络相结合的方法。最后，针对CT图像分辨率各向异性和硬件对分辨率提升的限制，提出了利用超分辨率增强来提升CT图像质量的方法。 本书既可作为信息技术、生物医学工程等专业科研人员和工程技术人员的参考用书，亦可作为相关专业研究生的参考教材。

第1章 绪论
1.1 研究背景及意义
1.1.1 CT技术的发展
1.1.2 CT系统图像的重建原理
1.1.3 CT系统的性能指标
1.1.4 CT伪影
1.1.5 环形伪影去除问题的研究意义
1.2 研究现状
1.2.1 基于数据采集时的去除方法
1.2.2 基于投影正弦图的前处理方法
1.2.3 基于重建图像的后处理方法
1.2.4 主流算法分析
1.3 环形伪影问题分析
1.3.1 环形伪影产生机理
1.3.2 环形伪影表现
1.3.3 笛卡儿坐标和极坐标
1.3.4 变分方法在图像处理中的应用
1.4 环形伪影去除的性能定量分析指标
参考文献
第2章 基于L0范数滤波的环形伪影去除方法
2.1 引言
2.2 环形伪影的幅值特性分析
2.3 基于L0范数的滤波方法
2.4 基于L0范数的环形伪影去除方法
2.4.1 处理流程
2.4.2 平滑伪影
2.4.3 伪影提取方法
2.4.4 实验结果
2.5 本章小结
参考文献
第3章 基于单向变分和相对变分的环形伪影去除算法
3.1 引言
3.2 基于相对单向变分的去除算法
3.2.1 环形伪影的边缘特性分析
3.2.2 相对全变分
3.2.3 去除算法实现
3.2.4 实验结果分析
3.3 基于单向变分和单向相对变分的去除算法
3.3.1 环形伪影的几何特性分析
3.3.2 结合RTv的单向变分模型设计
3.3.3 实验结果分析
3.4 本章小结
参考文献
第4章 基于L0约束单向变分模型的环形伪影去除算法
4.1 引言
4.2 模型设计
4.3 模型求解
4.4 算法步骤
4.5 实验结果分析
4.5.1 模拟数据实验
4.5.2 真实数据实验
4.5.3 实验参数分析
4.6 本章小结
参考文献
第5章 基于变分和低秩矩阵分解的环形伪影去除算法
5.1 引言
5.2 TV-Stokes去噪模型介绍
5.3 基于变分和TV-Stokes方程的去除模型
5.3.1 模型第1步：去除伪影信息
5.3.2 模型第2步：恢复无伪影图像
5.3.3 求解模型
5.3.4 算法流程
5.3.5 实验结果与参数分析
5.4 引入低秩矩阵分解
5.4.1 低秩矩阵分解理论
5.4.2 低秩矩阵分解的应用
5.4.3 算法描述
5.4.4 实验结果分析
5.5 基于相对变分和低秩矩阵分解的去除模型
5.5.1 模型设计和求解
5.5.2 实验结果
5.6 本章小结
参考文献
第6章 基于变分和生成对抗网络的环形伪影去除算法
6.1 引言
6.2 深度学习
6.2.1 深度学习的发展过程
6.2.2 经典的深度学习模型
6.3 生成对抗网络
6.3.1 生成对抗网络的特点
6.3.2 生成对抗网络的基本模型
6.3.3 生成对抗网络的衍生模型
6.4 超分辨率模型SRGAN
6.4.1 SRGAN模型及损失函数分析
6.4.2 SRGAN的网络结构
6.5 基于生成对抗网络和单向相对变分的伪影去除算法
6.5.1 网络结构
6.5.2 损失函数分析
6.5.3 算法流程
6.5.4 实验结果与分析
6.6 基于平滑性生成对抗网络的环形伪影去除算法
6.6.1 环形伪影特性分析
6.6.2 模型损失整合
6.6.3 网络架构
6.6.4 实验结果分析
6.7 本章小结
参考文献
第7章 CT图像超分辨率研究
7.1 引言
7.2 图像超分辨率背景介绍
7.2.1 图像超分辨率
7.2.2 图像超分辨率理论基础
7.2.3 图像超分辨率研究现状
7.2.4 图像超分辨率算法分类
7.2.5 超分辨率国内研究进展和研究趋势
7.2.6 图像超分辨率研究意义
7.3 医学图像超分辨率
7.3.1 医学图像的主要特点
7.3.2 医学图像超分辨率研究概况
7.4 超分辨率算法
7.5 医学图像平面内超分辨率处理
7.5.1 超分辨率算法及数据采集模型
7.5.2 实验结果
7.6 平行投影正弦图的超分辨率处理
7.6.1 低分辨率数据的获取方法
7.6.2 超分辨率算法
7.6.3 CT正弦图的超分辨率处理
7.6.4 SPECT正弦图的超分辨率处理
7.7 临床图像序列中超分辨率技术研究
7.7.1 医学图像序列的获取模型
7.7.2 超分辨率方法降低螺旋CT图像的层厚
7.7.3 超分辨率方法降低MRI图像的层厚
7.8 医学图像超分辨率方法比较
7.9 本章小结
参考文献