Abstract
In this work, we considered a compressed-sensing (CS)-based image deblurring scheme with a total-variation (TV) regularization penalty for improving image characteristics in digital tomosynthesis (DTS). We implemented the proposed image deblurring algorithm and performed a systematic simulation to demonstrate its viability. We also performed an experiment by using a table-top setup which consists of an x-ray tube operated at $90kV_p$, 6 mAs and a CMOS-type flat-panel detector having a $198-{\mu}m$ pixel resolution. In the both simulation and experiment, 51 projection images were taken with a tomographic angle range of ${\theta}=60^{\circ}$ and an angle step of ${\Delta}{\theta}=1.2^{\circ}$ and then deblurred by using the proposed deblurring algorithm before performing the common filtered-backprojection (FBP)-based DTS reconstruction. According to our results, the image sharpness of the recovered x-ray images and the reconstructed DTS images were significantly improved and the cross-plane spatial resolution in DTS was also improved by a factor of about 1.4. Thus the proposed deblurring scheme appears to be effective for the blurring problems in both conventional radiography and DTS and is applicable to improve the present image characteristics.
본 연구에서는 디지털 단층합성 엑스선 영상의 화질특성을 개선하기 위해 TV-압축센싱 기반 영상복원 기법을 제안한다. 제안된 영상복원 기법의 유효성을 검증하기 위해 우선 관련 영상복원 알고리즘을 구현하였으며, 이를 이용하여 관련 시뮬레이션 및 실험을 함께 수행하였다. 실험을 위해 일반 x-선관($90kV_p$, 6 mAs), CMOS형 평판형 검출기($198{\mu}m$ 픽셀크기)로 구성된 실험장치를 구성하였으며, 제한된 각도 $60^{\circ}$도에서 $2^{\circ}$ 간격으로 총 51장의 투상영상을 획득하고 제안된 알고리즘으로 영상복원을 수행한 후 필터링 역투사법(FBP)을 사용하여 디지털 단층합성 영상을 구현하였다. 본 연구에서 수행된 결과에 의하면, 제안된 영상복원 기법은 일반 엑스선 영상 및 디지털 단층합성 영상의 흐린 영상화질을 선명하게 개선하고 또한 디지털 단층합성 영상의 깊이 분해능을 향상시키는 이점이 있음을 확인함으로써 기존 디지털 단층합성 영상의 화질을 크게 개선할 수 있을 것으로 전망된다.
