壓縮感知磁共振成像算法及實現

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1、ｓＩ賺《丟帶Ｍ：專祖碩±學位論文Ｉ＂哈；（ｆ餅誦．圍．壓縮感知磁共振成像算法及實現作者巧名喬倩倩?。壷妇蛶熜彰?、職務王勇副教授Ｉ學校代碼１０７０１學號１３０２１２１１７５分類號ＴＰ７５密級公開西安電子科技大學碩壬學位論文壓縮感知磁共振成像算法及實現作者姓名：喬倩倩一級學科：控制科學與工程二級學科：系統(tǒng)工程學位類別：工學碩±指導教師姓名、職稱：王勇副教授學院：電子工程學院提交日期：２０１５年１２月CompressedSensin

2、gMagneticResonanceImagingAlgorithmsandImplementationAthesissubmittedtoXIDIANUNIVERSITYinpartialfulfillmentoftherequirementsforthedegreeofMasterinSystemsEngineeringByQiaoQianqianSupervisor:WangYongAssociateProfessorNovember2015西安電子科技大學學位論文獨創(chuàng)性（或創(chuàng)新性）聲明秉承學校嚴謹的學風和優(yōu)良的科學道德，本人聲

3、明所呈交的論文是我個人在導師指導下進行的研究工作及取得的研究成果。盡我所知，除了文中特別加１＾＾示注和致謝中所羅列的內容封外，論文中不包含其他人己經發(fā)表或撰寫過的研巧成果；也不包含為獲得西安電子科技大學或其它教育機構的學位或證書而使用過的材料一。與我同工作的同事對本研巧所做的任何貢獻均已在論文中作了明確的說明井表示了謝意。一學位論文若有不實之處，本人承擔切法律責任。．本人簽名：訓；日期啼飾叫西安電子科技大學關于論文使用巧權的說明本人完全了解西安電子科技大學有關保留和使用學位論文的規(guī)定，即：研究生在

4、校攻讀學位期間論文工作的知識產權屬于西安電子科技大學。學校有權保留送交論文的復印件，允許查閱、借閱論文，；學?？桑坠颊撐牡娜炕虿糠謨热菰试S采用影、。印縮印或其它復制手段保存論文同時本人保證，獲得學位后結合學位論文研巧成果撰寫的文章，署名單位為西安電子科技大學。保密的學位論文在＿年解密后適用本授權書。本人豁名：導師豁名：—＾日期：日期：摘要摘要近年來，壓縮感知理論一直處于研究前沿，它是一種充分利用信號稀疏性的全新的信號采樣理論。其優(yōu)勢體現在信號測量的數據量遠小于傳統(tǒng)奈奎斯特采樣所獲得的測量值的數據量。壓

5、縮感知理論已經在信息論、醫(yī)學磁共振成像處理、模式識別、無線通信等若干領域得到廣泛的應用。稀疏信號重構是壓縮感知研究的核心問題，特別是在醫(yī)學磁共振成像領域，因為其存在噪聲和偽影的問題，導致磁共振成像的重構質量受到限制，而壓縮感知理論可以很好的解決這個問題，因此，壓縮感知磁共振成像算法具有一定的理論意義和實用價值。首先，本文介紹了壓縮感知理論的應用背景和基礎知識，闡述了磁共振成像的基本原理，針對磁共振成像的不足，引入了結合壓縮感知理論的磁共振成像算法。然后，本文分析了三個典型的壓縮感知磁共振成像算法：梯度投影法（GPSR）、兩步迭代收縮閾值法（T

6、WIST）和部分傅立葉重構算法（RecPF）。以GPSR為代表的傳統(tǒng)的重構算法，因其重構質量較差且局部區(qū)域存在較多噪點，本文分析了結合全變分（TV）模型的TWIST算法。該算法的重構結果中局部區(qū)域存在少量噪點，仍無法較準確的重構圖像，針對此問題，本文又分析了以交替迭代法（ADM）為核心的RecPF算法理論。在此基礎上，本文把廣義全變分（TGV）模型引入到交替方向乘子法（ADMM）中以提高重構質量，并將該方法與已有的GPSR，TWIST和RecPF算法進行仿真實驗和對比分析，驗證了結合TGV模型的ADMM算法的有效性。該算法改進了腦圖像的重構質

7、量和峰值信噪比，減少了相對誤差，對于分辨率高、細節(jié)豐富的腦圖像，重構后的紋理和細節(jié)相對比較清晰。對比RecPF和ADMM算法的仿真結果，表明隨著采樣率的降低，ADMM算法具有較強的魯棒性，其重構質量相對比較穩(wěn)定。最后，為了進一步學習和研究，本文研究了圖形用戶界面（GUI）的基本功能，并針對本文算法設計了相關的GUI，實現了相關算法的基本功能和直觀對比。從用戶體驗角度，GUI設計實現了交互界面的美觀化和人性化，體現了其方便性和適用性。關鍵詞：壓縮感知理論，重構算法，磁共振成像，圖形用戶界面設計IABSTRACTABSTRACTCompresse

8、dSensingtheoryisalwaysattheforefrontofresearchinrecentyears,itisanewinformationsam