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Matlab灰度处理代码-层析成像重建(Laminography):基于SIRT和CGLS的方法

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简介:
本项目提供了一套使用MATLAB进行灰度图像处理的代码,专注于层析成像中的透射技术——层析投影成像(Laminography)。通过Simultaneous Algebraic Reconstruction Technique (SART) 和 Conjugate Gradient Least Squares (CGLS) 方法实现高效的图像重建。 该软件使用MATLAB编写,并利用SIRT(Simultaneous Algebraic Reconstruction Technique)和CGLS(Conjugate Gradient Least Squares)方法进行层析成像重建。它被设计用于从标准microCT扫描仪获取的数据中重建层照相术图像,这些数据是在测试对象上通过X射线照相技术采集的。这项工作已在《测量科学与技术》杂志上的论文“实验室Laminography:使用常规X射线CT扫描仪对平面物体进行成像(2019年)”发表。 软件开发过程中使用的代码和重建方法均基于上述文献中的描述,旨在为用户提供一种从标准microCT扫描数据中生成高质量层照相图像的方法。程序遵循GNU通用公共许可证第3版的条款,允许用户免费重新分发和修改该软件,并且在使用时无需提供保证或担保。 版权所有(c)2019 SLFisher, DJHolmes, JSJørgensen, PGajjar, JBehnsen, WRBLionheart 和PJWithers。程序由曼彻斯特大学开发,旨在为科研和教育目的服务,并且在遵循GNU通用公共许可证的前提下免费提供给用户使用。

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客服
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  • Matlab-Laminography):SIRTCGLS
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    本项目提供了一套使用MATLAB进行灰度图像处理的代码,专注于层析成像中的透射技术——层析投影成像(Laminography)。通过Simultaneous Algebraic Reconstruction Technique (SART) 和 Conjugate Gradient Least Squares (CGLS) 方法实现高效的图像重建。 该软件使用MATLAB编写,并利用SIRT(Simultaneous Algebraic Reconstruction Technique)和CGLS(Conjugate Gradient Least Squares)方法进行层析成像重建。它被设计用于从标准microCT扫描仪获取的数据中重建层照相术图像,这些数据是在测试对象上通过X射线照相技术采集的。这项工作已在《测量科学与技术》杂志上的论文“实验室Laminography:使用常规X射线CT扫描仪对平面物体进行成像(2019年)”发表。 软件开发过程中使用的代码和重建方法均基于上述文献中的描述,旨在为用户提供一种从标准microCT扫描数据中生成高质量层照相图像的方法。程序遵循GNU通用公共许可证第3版的条款,允许用户免费重新分发和修改该软件,并且在使用时无需提供保证或担保。 版权所有(c)2019 SLFisher, DJHolmes, JSJørgensen, PGajjar, JBehnsen, WRBLionheart 和PJWithers。程序由曼彻斯特大学开发,旨在为科研和教育目的服务,并且在遵循GNU通用公共许可证的前提下免费提供给用户使用。
  • Matlab-DeepReconstruction:深
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    DeepReconstruction是基于Matlab开发的一套深度学习框架下的图像灰度处理与重建代码库,适用于进行高级图像恢复和增强研究。 本项目使用基于深度学习的投影梯度下降方法进行图像重建,并提供了一个框架来完成以下任务: - 使用Pytorch训练神经网络(Unet)作为图像到图像的转换器,导出为.pth和.onnx格式。 - 应用松弛投影梯度下降(RPGD)算法进行图像重建。此部分提供了Python和Matlab两种语言实现。 在Matlab中执行本项目所需: - Python3.7 - Pytorch1.1.0 - Scipy1.2.1 - Matplotlib3.0.3 对于Matlab代码,需要使用: - Matlab R2019a版本及其深度学习工具箱。 数据集包含以下内容: - 位于train_target文件夹中的训练图像共200张。 - 位于test_target文件夹中的测试图像共计20张。 每幅图像是单通道灰度图像,尺寸为320x320像素。这些图像通过修改后的Shepp-Logan头部模型生成,并添加了随机噪声以增加变化性。 测量算子H是一个5x5的卷积核,其权重值全部设置为1/25。
  • MATLAB
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    本项目利用MATLAB软件平台进行灰度图像处理研究,涵盖图像增强、滤波及边缘检测等技术。通过代码实现算法优化与应用探索,旨在提升图像分析质量。 使用MATLAB实现了四种灰度处理的方法,代码详尽并附有注释。此外还提供了辅助文档以帮助理解灰度处理的基本概念,并包含示例图片以及可靠的运行结果。
  • MATLABSIRT CT
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    本研究在MATLAB环境下开发并优化了用于计算机断层扫描(CT)图像重建的SIRT算法,提升图像质量和重建效率。 基本的SIRT重建算法已经调试完毕并可以运行。目前实现得较为基础,如果有兴趣的话可以在现有基础上添加更多功能。欢迎交流讨论。
  • MATLAB——变换
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    本研究探讨了利用MATLAB平台实现多种灰度变换技术,旨在优化图像视觉效果和增强后续分析处理能力。通过实验验证了不同方法的有效性和适用场景。 在图像处理领域,灰度变换是一种基础且重要的技术,它用于改变图像的亮度层次,以增强图像的视觉效果或提取特定信息。本篇将详细探讨基于MATLAB的三种灰度变换算法:线性变换、非线性变换和分段线性变换。 1. 线性变换: 线性变换是最简单的灰度变换方式,通过一个一元一次方程来实现,通常形式为 `Y = aX + b` ,其中 X 是原始灰度值, Y 是变换后的灰度值,a 和 b 是常数。这种变换可以调整图像的整体亮度和对比度,例如当 a > 1 时,图像变亮;当 a < 1 时,图像变暗。在MATLAB中,可以使用 `imadjust` 函数实现线性变换,并通过指定输入和输出范围来调整图像灰度。 2. 非线性变换: 非线性变换则更为复杂,它可以更精细地调整图像的亮度分布。常见的非线性变换包括对数变换、指数变换和幂律变换。例如,对数变换 `Y = c * log(1 + d * X)` 可以增强图像的低灰度部分,提高细节显示。在MATLAB中,可以通过自定义函数实现这些非线性变换,或者使用 `histeq` 函数进行直方图均衡化,这是一种特殊的非线性变换,能够使图像的灰度分布更均匀。 3. 分段线性变换: 分段线性变换是线性变换的扩展。它将图像的灰度值划分为多个区间,并对每个区间应用不同的线性变换。这种方式可以针对不同灰度范围采取不同的处理策略,比如增强特定区域的对比度。在MATLAB中,可以通过编写自定义函数实现分段线性变换,通过设定各个区间的转换系数和截距来完成。 提供的压缩包包含了这三种灰度变换的MATLAB源代码。用户可以运行这些代码对测试图片进行相应的变换处理,并观察分析结果。对于学习和理解图像处理的初学者来说,这是一个很好的实践案例,有助于提升对灰度变换理论的理解以及编程技能。 由于其强大的图像处理功能和友好的编程环境,MATLAB成为了执行如灰度变换等任务的理想选择。通过掌握线性、非线性和分段线性变换,不仅可以优化图像质量还能为更复杂的图像分析与识别任务打下基础。在实际应用中,这些变换经常被用于增强图象效果、抑制噪声和提取特征等多个环节,在科研及工程领域具有广泛的应用价值。
  • MATLAB-Overcomplete ICA:超额独立分分
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    本项目提供了一套基于MATLAB的代码实现,用于进行灰度图像处理中的超额独立成分分析(Overcomplete ICA)。通过此工具包,研究者和开发者能够对复杂图像数据集执行高效的非监督学习与特征提取任务。 该代码基于R语言编写,并旨在重现Podosinnikova等人在论文“通过SDP进行过度独立组件分析”(2019)中的研究结果。(相关参考文献包含在papers/文件夹中,img/文件夹内有部分复制的图形)。为了运行这些代码,需要安装一些R软件包,包括pracma, Matrix, R.matlab和imager。由于某些功能需调用MATLAB服务器进行数据处理,请按照“R.matlab”参考手册中的说明设置。 对于图2部分:可以复制该论文中前两幅图形。但此过程可能需要数小时时间完成。 关于图3的运行代码:能够再现原论文中第一和第二列的内容,同样也可能耗时几个小时来执行。 在处理图4相关数据时,首先将图像转换为灰度,并形成7×7色块以提取X矩阵。接下来会通过几种算法估计相应的混合矩阵。然而由于R语言的限制,无法像原文那样展示数字本身的结果,只能输出数值结果的形式。 对于生成图7部分:可以重现论文中的前两幅图形,同样可能需要数小时来完成运行过程。
  • inversecgls.zip_电容__电容_图
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    本资源包提供了一种基于逆向CGLS算法用于电容层析成像技术的图像重建方法,适用于研究与开发中复杂的电容数据处理。 电容层析成像(Electrical Capacitance Tomography, ECT)是一种非侵入式的成像技术,在工业过程监控、医疗诊断等领域得到广泛应用。该技术利用电容传感器阵列测量物体内部的电导率分布,并通过计算生成二维或三维图像来展示物体内部结构。 本压缩包文件“inversecgls.zip”包含了基于两相流的电容层析成像技术,涉及三种不同的算法实现及其运行结果。其中,“inversecgls.m”是一个MATLAB脚本,很可能用于解决逆问题并进行图像重建工作。在ECT中,图像重建是关键步骤之一,并且通常需要通过数值方法来求解非线性、病态的逆问题。 1. **逆问题求解算法**: - 最小二乘法(Least Squares, LS):一种常见的优化策略,旨在最小化残差平方和以找到最优解。 - 反演共轭梯度法(Conjugate Gradient Inversion, CGI):基于迭代的线性系统解决方案,适用于大规模稀疏矩阵问题,在图像重建中尤为有效。 - 正则化共轭梯度法(Regularized Conjugate Gradient, RCG):结合了正则化的原理来提高病态系统的稳定性,并防止过拟合现象。 2. **电容层析成像的数学模型**: ECT基于电磁场理论,通过测量传感器间的电容变化建立内部导电性的分布图。这通常被表示为一个离散化线性方程组,包含关于物体内部结构的信息。 3. **图像重建流程**: - 数据采集:从布置于待测区域周围的多个电容器获取数据。 - 前处理步骤:包括传感器校准、噪声过滤和边界条件的修正。 - 逆问题求解:应用CGI或RCG等算法,根据测量结果反推导出内部电导率分布情况。 - 后期处理:通过图像平滑及增强技术提高重建质量。 4. **两相流的应用**: 在涉及两种不同物理性质的流动体(如液体与气体)的情况下,ECT可以实时监测其动态变化和空间分布。这对于油气井、化工反应器等场景下的过程控制具有重要意义。 5. **MATLAB实现**: MATLAB提供了强大的科学计算能力和优化工具箱,非常适合处理电容层析成像中的逆问题。“inversecgls.m”文件可能就是利用这些功能编写的算法实现在MATLAB中运行不同的重建方法,并查看结果。这为科研人员和工程师们提供了一个研究ECT技术的重要平台。 通过深入理解此压缩包的内容,我们可以更好地掌握针对两相流情况下的电容层析成像图像重建方法,这对科学研究和技术应用都具有重要价值。
  • MATLAB二值化(迭)_二值化_图
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    本项目提供了一种基于MATLAB实现的图像二值化方法,采用迭代算法对灰度图像进行处理。通过不断优化阈值,使得二值化效果更佳,适用于多种复杂场景下的图像处理需求。 用于灰度图像二值化的MATLAB代码采用迭代法算法实现。
  • Matlab形态学
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    本项目提供了一系列用于在MATLAB环境下处理灰度图像的数学形态学操作代码,包括腐蚀、膨胀、开运算和闭运算等基础算法。 使用MATLAB语言实现灰度图像的形态学处理,包括腐蚀、膨胀及顶帽变换操作。
  • k均值聚类
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    本研究提出了一种基于K均值聚类算法改进灰度图像处理效果的方法,通过优化像素分类提升图像质量。 对灰度图像进行K均值聚类分析能够很好地实现图像的分类处理。