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DFT的Matlab源代码-MRI重建与稀疏优化: 磁共振成像(...)

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简介:
这段内容介绍了一个基于MATLAB环境的开源项目,专注于利用密度泛函理论(DFT)进行MRI图像重建及稀疏优化研究。该项目致力于开发高效算法以改善磁共振成像的质量和速度,通过探索并应用先进的数学方法来解决医学影像中的挑战性问题。 磁共振成像(MRI)图像重建通常需要稀疏优化技术来提高图像质量和减少采集时间。本段落介绍了一种使用非凸罚函数的方法,该方法通过最小最大凹惩罚(MCP)促进稀疏性,并采用通用迭代收缩和阈值算法(GIST)。具体实现包括龚平华、张长水、卢兆松等人提出的优化技术。 运行主文件main.m可以观察到流行方法与该实现之间的比较。Randon变换代码及DFT反投影由Mark Bangert编写,解算器位于单独的文件夹内,请根据需要选择合适的解算器使用。 GIST_MCP.m采用了Barzilai-Borwein步长的近端梯度法;而GIST_MCP_Nesterov.m则结合了Nesterov加速技术。在实施过程中请确保将相应的子例程放入求解器中。另外,还提供了一种使用重启机制增强Nesterov加速效果的方法,并且该方法能够保证收敛性。 这项研究于2017年春季完成,部分得到了香港研究资助局对PolyU项目(编号:253008/15)的赞助支持。

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客服
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  • DFTMatlab-MRI: (...)
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    这段内容介绍了一个基于MATLAB环境的开源项目,专注于利用密度泛函理论(DFT)进行MRI图像重建及稀疏优化研究。该项目致力于开发高效算法以改善磁共振成像的质量和速度,通过探索并应用先进的数学方法来解决医学影像中的挑战性问题。 磁共振成像(MRI)图像重建通常需要稀疏优化技术来提高图像质量和减少采集时间。本段落介绍了一种使用非凸罚函数的方法,该方法通过最小最大凹惩罚(MCP)促进稀疏性,并采用通用迭代收缩和阈值算法(GIST)。具体实现包括龚平华、张长水、卢兆松等人提出的优化技术。 运行主文件main.m可以观察到流行方法与该实现之间的比较。Randon变换代码及DFT反投影由Mark Bangert编写,解算器位于单独的文件夹内,请根据需要选择合适的解算器使用。 GIST_MCP.m采用了Barzilai-Borwein步长的近端梯度法;而GIST_MCP_Nesterov.m则结合了Nesterov加速技术。在实施过程中请确保将相应的子例程放入求解器中。另外,还提供了一种使用重启机制增强Nesterov加速效果的方法,并且该方法能够保证收敛性。 这项研究于2017年春季完成,部分得到了香港研究资助局对PolyU项目(编号:253008/15)的赞助支持。
  • MRI-T2中Matlab存档算法:核
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    这段简介可以描述为:“MRI-T2中的Matlab存档算法代码”提供了一套用于处理和分析T2加权磁共振图像的数据处理工具,利用MATLAB编程语言实现高效的数据管理和图像重建功能。 该MatLab代码旨在模拟自旋回波序列中质子在90度脉冲后的T2移相现象,这是由于质子扩散以及与纳米粒子产生的磁场不均匀性相互作用的结果。 算法主要基于PA Hardy和RM Henkelman的论文“由磁性微粒引起的横向弛豫速率增强”。 安装步骤如下: 1. 假设您已经设置了Linux环境并安装了Git。 2. 复制存储库: ``` $ git clone https://github.com/rubel75/MRI-T2 ``` 或者,您可以直接下载zip文件。 编译(可选) 对于多任务和高性能计算,建议编译代码以创建独立应用程序。此步骤不是强制性的;您也可以直接在MatLab中运行仿真。 以下是编译的详细步骤: 1. 导航到源目录 ``` $ cd MRI-T2 ``` 2. 打开MatLab并执行以下命令进行编译(需要使用MatLab编译器): ```matlab >> mcc -m main ``` 3. 退出MatLab,然后检查是否生成了新的可执行文件。 ``` $ ls -ltr ... -rwxrw-r-- 1 oleg oleg 60230 Feb 3 2014 main ```
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    磁共振影像重建是指通过先进的数学算法和计算机技术,从原始数据中恢复出高质量的医学图像的过程,对于疾病的诊断与治疗具有重要意义。 关于磁共振图像重建的代码,希望对大家有用。
  • 匹配追踪算法_分解__分解_分解_分解
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    本文探讨了匹配追踪算法在信号处理中的应用,特别关注于稀疏分解、共振稀疏及共振稀疏分解等技术。通过优化算法,实现更高效的信号分析与重构。 共振稀疏分解(Resonant Sparse Decomposition, RSD)是一种在信号处理与数据分析领域广泛应用的技术,在故障诊断方面尤其突出,如轴承故障的检测和分离。本段落将详细介绍这一技术的核心概念、匹配追踪算法的工作原理及其在轴承故障诊断中的应用。 首先理解“共振稀疏分解”。它是指复杂信号被拆分为少数几个简单且易于理解的基本函数(基函数)的过程。而在共振稀疏分解中,特别考虑了信号的某些频率成分会在特定条件下增强的现象。这种技术能够高效识别并分离出具有特殊频率特征的信号,比如机械设备中的故障特征频率。 接下来介绍“匹配追踪算法”(Matched Pursuit Algorithm, MP),这是实现共振稀疏分解的一种方法。该算法基于贪婪策略,通过逐步选择最能解释当前残差信号的基本函数,并从信号中扣除这些已选成分来达到目的。每次迭代过程中,选取与剩余未处理部分最为相似的原子作为下一次处理对象,直至满足预定终止条件(如所需基本函数的数量或残留误差的能量水平)。 在轴承故障诊断领域,振动数据是关键监测参数。由于机械设备中的轴承故障通常会产生特定频率的振动信号,这些频率可能与其固有属性和运行速度相关联。通过使用匹配追踪算法进行共振稀疏分解,可以将上述故障特征从复杂的背景噪声中分离出来,并更准确地识别出潜在问题。 具体应用步骤如下: 1. 数据采集:收集轴承在工作状态下的振动数据。 2. 预处理:对原始信号执行滤波、降噪等操作以提高其质量。 3. 分解过程:利用匹配追踪算法将预处理后的信号进行共振稀疏分解,从而获得一系列基本函数(原子)。 4. 故障特征识别:分析所得的这些原子信息,寻找与故障相关的特定频率。 5. 故障诊断:依据所发现的特征频率,并结合轴承工作原理及振动理论知识,判断其具体故障类型和位置。 实践中匹配追踪算法的优势在于计算效率高且适用于实时监测系统。此外,它能够精确提取出细微机械问题产生的信号特性,在早期检测小规模设备损坏方面尤其重要。然而也需根据实际情况选择合适的方法组合使用,如与小波分析或正交频分复用技术结合以增强诊断精度和可靠性。 总之,共振稀疏分解及匹配追踪算法在轴承故障诊断中发挥着重要作用,为从复杂振动信号中提取出关键的故障特征提供了有效手段。这不仅有助于保障机械设备的安全运行和维护工作,同时也提升了问题解决的速度与准确性,在实际工程应用中有重要价值。
  • 掌握MRI基本原理
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    本课程旨在深入浅出地讲解MRI(磁共振成像)技术的基础理论和工作原理,包括人体磁场环境、射频脉冲的应用以及图像生成过程等核心概念。适合医学影像及相关领域的初学者学习参考。 这段文字介绍了一本关于MRI磁共振成像基本原理的通俗易懂的学习资料,非常适合初学者阅读。这本书由外国人编写,内容浅显易懂,是学习MRI基础知识的好书。
  • 原理详解《MRI Made Easy》pdf
    优质
    《MRI Made Easy》是一本关于磁共振成像的PDF书籍,深入浅出地解释了MRI的基本原理和应用技术,适合医学专业人员及爱好者阅读学习。 作者运用了大量的比喻和漫画来帮助读者更好地理解MRI成像的物理含义和工作原理。
  • MRiLab:MRI数值仿真平台
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    MRiLab是一款专为科研人员和工程师设计的软件工具,用于进行磁共振成像技术的高级模拟与研究。它提供了强大的数值仿真功能,帮助用户深入理解MRI的工作原理和技术细节,推动医学影像领域的创新和发展。 MRiLab是一个数字MRI仿真程序包,旨在模拟MR信号形成、k空间采集及MR图像重建过程。该平台提供了多个专用工具箱,可用于分析射频脉冲、设计磁共振序列、配置发射与接收线圈,并研究磁场特性以及评估实时成像技术。主要的MRiLab仿真平台可以结合这些工具箱使用,以定制各种虚拟MRI实验,在原型阶段测试新的技术和应用。 基于广义多池交换组织模型的快速逼真的MRI仿真实验已被发表在IEEE Transactions on Medical Imaging上(2016年)。该文章引用信息为:doi:10.1109/TMI.2016.2620961。 MRiLab提供了三个示例视频演示: - 示例一展示了MRI中的梯度回波图像形成过程。 - 示例二介绍了回波平面成像(EPI)技术。 - 示例三则没有具体说明,但可以推测其内容同样与MRI相关的实验或应用有关。 以上就是关于MRiLab的主要介绍和使用指南。
  • 基于MATLAB算法图恢复-SparseOptimizationPack
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    简介:SparseOptimizationPack是一款利用MATLAB开发的软件包,专门用于通过稀疏优化技术进行图像恢复。该工具集成了多种先进的数学模型与高效算法,旨在解决成像系统中的欠定方程问题,有效减少噪声干扰并提升图像清晰度和细节表现力。 在现代图像处理领域,算法图像恢复是一项至关重要的技术。它通过利用特定的数学模型和优化算法从失真、噪声或不完整的数据中重建高质量的图像。SparseOptimizationPack提供了一系列用于MATLAB中的实现,并包括支持GPU与MPI的C语言版本。这个开源项目为研究者及开发者提供了强大的工具箱,以解决各种图像恢复问题。 理解“稀疏优化”概念是关键:在处理过程中,寻找简洁且非零元素较少的方式来描述图像是目标之一。通常情况下,可以通过特定变换(如小波或离散余弦转换)来表示一张图片,并使其具有大量的零系数。因此,“稀疏优化”的核心在于找到最佳的低密度解以最小化重建误差并去除噪声。 SparseOptimizationPack包含了一系列算法实现,例如LASSO、basis pursuit和elastic net等。这些方法基于正则化的线性回归模型,能够有效地进行特征选择与参数估计。其中,LASSO通过引入L1范数惩罚项来自动执行特征选择;而basis pursuit侧重于寻找最稀疏的解决方案。 在MATLAB环境中,实现过程提供了直观易用的接口和灵活可调的参数设置,便于研究人员实验并比较不同方法的效果。同时,C语言版本考虑了大规模计算与分布式的需求,并通过支持GPU加速及MPI(消息传递界面)来显著提升算法效率,在处理高分辨率或大数据量图像时尤为明显。 项目中的每个子文件通常对应一个特定实现方式,包含函数定义、参数设置和示例代码等信息。用户可以根据需求选择合适的算法并根据提供的实例修改以适应自身问题。此外,由于开源特性,研究者可以深入源码了解具体细节,并进一步学习与扩展优化方法。 综上所述,SparseOptimizationPack不仅为图像恢复提供了高效的解决方案集合,还为研究人员提供了一个深入了解和拓展相关技术的平台,在学术及工业应用中均具有重要价值。
  • 基本原理《Handbook of Functional MRI Data Analysis》
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    本书《磁共振脑成像数据分析手册》深入探讨了磁共振脑成像技术的核心理论,特别是其基本物理与数学原理,为研究者和临床医生提供详尽指导。 磁共振成像入门书籍介绍了脑成像的基础内容,并包含了许多数据处理方法。
  • 基于ADMMTV正则最小MATLAB实现.zip
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    本资源提供了一种基于交替方向乘子法(ADMM)和总变差(TV)正则化的图像重建算法,适用于处理稀疏数据,并附有详细MATLAB代码。 版本:MATLAB 2019a 领域:图像重建 内容:基于ADMM的TV正则化最小化稀疏实现图像重建附带MATLAB代码.zip 适合人群:本科、硕士等教研学习使用