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Image Optimization of Fast Non Local Means Noise Reduction Algorithm using Various Filtering Factors with Human Anthropomorphic Phantom : a Simulation Study KCI 등재
인체모사 팬텀 기반 Fast non local means 노이즈 제거 알고리 즘의 필터링 인자 변화에 따른 영상 최적화: 시뮬레이션 연구
- 언어KOR
- URLhttps://db.koreascholar.com/Article/Detail/374376
pp.453-458
본 연구에서는 Geant4 application for tomographic emission (GATE) 시뮬레이션 프로그램을 통해 설계 된 male adult mesh (MASH) 팬텀의 영상을 획득한 후 다양한 필터링 인자가 설정된 FNLM 노이즈 제거 알고리즘을 적용함으로써 그에 따른 영상 특성의 경향성을 알아보고자 한다. 이를 위해 GATE 시뮬레이션 프로그램을 통해 인체를 모사할 수 있는 MASH 팬텀을 설계하였다. 또한, 설계된 MASH 팬텀을 기반으로 MAT LAB 프로그램을 통해 복부영상을 획득한 후 0.005의 σ 값을 갖는 Gaussian noise를 추가하여 열화영상을 모델링하였다. 모델링 된 열화영상으로부터 제안하는 FNLM 노이즈 제거 알고리즘의 필터링 인자를 각각 0.005, 0.01, 0.05, 0.1, 0.5, 1.0 으로 설정하여 적용하였으며, 정량적 평가를 위해 FNLM 노이즈 제거 알고리즘이 적용된 영상들로부터 각각의 coefficient of variation (COV), signal to noise ratio (SNR) 그리고 contrast to noise ratio (CNR)을 측정하였다. 결과적으로, 0.05의 필터링 인자가 적용된 영상에서 가장 개선된 COV, SNR 그리고 CNR 값을 보였다. 특히, COV는 설정된 필터링 인자가 증가함에 따라 감소하였으며, 0.05 값 이후부터 거의 일정한 값을 나타내었다. 또한, SNR 및 CNR의 경우 필터링 인자가 증가함에 따라 증가하였으며, 0.05 값 이후부터 감소하는 경향을 보였다. 결론적으로, 열화 영상으로부터 FNLM 노이즈 제거 알고리즘 적용 시 적합한 필터링 인자를 설정해야 함이 증명되었다.
In this study we analyzed the tendency of the image characteristic by changing filtering factor for the proposed fast non local means (FNLM) noise reduction algorithm with designed Male Adult mesh (MASH) phantom through Geant4 application for tomographic emission (GATE) simulation program. To accomplish this purpose, MASH phantom for human copy was designed through the GATE simulation program. In addition, we acquired degraded image by adding Gaussian noise with a value of 0.005 using the MATALB program in MASH phantom. Moreover, in degraded image, the FNLM noise reduction algorithm was applied by changing the filtering factors, which set to 0.005, 0.01, 0.05, 0.1, 0.5, and 1.0 value, respectively. To quantitatively evaluate, the coefficient of variation (COV), signal to noise ratio (SNR), and contrast to noise ratio (CNR) were calculated in reconstructed images. Results of the COV, SNR and CNR were most improved in image with a filtering factor of 0.05 value. Especially, the COV was decreased with increasing filtering factor, and showed nearly constant values after 0.05 value of the filtering factor. In addition, SNR and CNR were showed that improvement with increasing filtering factor, and deterioration after 0.05 value of the filtering factor. In conclusion, we demonstrated the significance of setting the filtering factor when applying the FNLM noise reduction algorithm in degraded image.
Ⅰ. INTRODUCTION
Ⅱ. MATERIAL AND METHODS
1. MASH 팬텀 모델링 및 abdominal image획득
2. Fast non local means (FNLM) 노이즈 제거알고리즘 모델링
3. 정량적 평가
Ⅲ. RESULTS AND DISCUSSION
Ⅳ. CONCLUSION
Reference
