用于多能X射线层析成像的材料分离正则化子
数值分析
2025-01-23 v1 数值分析
医学物理
摘要
本文在目标成像体由两种不同材料组成的背景下考虑双能X射线层析成像。假设这两种材料在空间上可能相互交织，但在任意给定位置仅存在一种材料。此外，选取两种X射线能量，使得两种材料的衰减系数在谱依赖上具有明显差异。针对重建两种材料各自层析图像这一反问题，提出了一种新颖的正则化子。通过结合两方面：(a) 非负性约束，以及 (b) 包含两材料图像间内积的惩罚项，促使在给定像素中至多存在一种材料。推导了一种预处理内点法用于最小化该正则化泛函。基于数字体模的数值实验表明，在新算法在材料表征正确的像素比例上优于基线方法——联合全变分正则化。尽管该方法仅在二维设置下以两种材料和两种能量进行了测试，但其方法可轻易推广至三维及更多材料。材料数量只需与成像所用能量数相匹配即可。
引用
@article{arxiv.2107.03535,
title = {Material-separating regularizer for multi-energy X-ray tomography},
author = {Jacek Gondzio and Matti Lassas and Salla-Maaria Latva-Äijö and Samuli Siltanen and Filippo Zanetti},
journal= {arXiv preprint arXiv:2107.03535},
year = {2025}
}
备注
31 pages, 11 figures, 4 tables