[發(fā)明專利]一種自適應(yīng)的錐束CT三維圖像快速重建方法

無(wú)效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 200910021912.6
• 申請(qǐng)日: 2009-04-08
• 公開（公告）號(hào): CN101567090A
• 公開（公告）日: 2009-10-28
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 張定華;黃魁東;卜昆;李明君
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 西北工業(yè)大學(xué)
• 主分類號(hào): G06T11/00
• 分類號(hào): G06T11/00;G06T1/00;G06T1/60
• 代理公司: 西北工業(yè)大學(xué)專利中心
• 代理人: 顧潮琪

1.一種自適應(yīng)的錐束CT三維圖像快速重建方法，其特征在于包括下述步驟：

(1)對(duì)試件進(jìn)行圓周錐束CT掃描，采集一組用于重建的投影圖像；

(2)在投影圖像中選取一個(gè)邊長(zhǎng)為E個(gè)象素的正方形區(qū)域，將該組所有投影圖像按該正方形區(qū)域裁剪為邊長(zhǎng)為E個(gè)象素的正方形圖像，該正方形區(qū)域的中心位于整幅投影圖像的中心，并將所有裁剪后的投影圖像進(jìn)行對(duì)數(shù)運(yùn)算，裁剪后的投影圖像的象素灰度為單精度浮點(diǎn)型；

(3)對(duì)步驟(2)得到的投影圖像進(jìn)行FDK算法中的濾波處理，濾波函數(shù)采用S-L濾波器、R-L濾波器或SL-W濾波器；

(4)設(shè)置需要重建的切片圖像起止層號(hào)，這段連續(xù)的切片圖像即為重建任務(wù)；

(5)根據(jù)計(jì)算機(jī)當(dāng)前的可用內(nèi)存數(shù)對(duì)重建任務(wù)進(jìn)行自適應(yīng)分割，得到若干個(gè)相同大小的子重建任務(wù)；

(6)根據(jù)子重建任務(wù)的層數(shù)m，從計(jì)算機(jī)中分配一個(gè)E×E×m大小的單精度浮點(diǎn)型內(nèi)存空間，此內(nèi)存空間稱為部分重建空間；

(7)判斷：是否還有未重建的子重建任務(wù)，若是，則繼續(xù)執(zhí)行下一步，若否，則轉(zhuǎn)第(9)步；

(8)在部分重建空間中進(jìn)行下一個(gè)子重建任務(wù)的重建計(jì)算，完成后轉(zhuǎn)第(7)步；

(9)釋放部分重建空間所占內(nèi)存，完成重建任務(wù)。

2.?根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種自適應(yīng)的錐束CT三維圖像快速重建方法，其特征在于：所述的第(5)步中，根據(jù)計(jì)算機(jī)當(dāng)前的可用內(nèi)存數(shù)對(duì)重建任務(wù)進(jìn)行自適應(yīng)分割的具體步驟如下：

1)獲取計(jì)算機(jī)物理內(nèi)存當(dāng)前的可用數(shù)，將該可用內(nèi)存數(shù)減去50～150M，作為實(shí)際可用的最大內(nèi)存數(shù)；

2)由重建任務(wù)的切片圖像起止層號(hào)得到重建任務(wù)的總層數(shù)為N，設(shè)實(shí)際可用的最大內(nèi)存數(shù)為T，重建任務(wù)所需的內(nèi)存數(shù)R＝濾波后的投影圖像大小×N，則需要將重建任務(wù)分割為S個(gè)子重建任務(wù)，S＝int(R/T)+1；

3)使各子重建任務(wù)重建的切片層數(shù)相同，子重建任務(wù)的切片層數(shù)m＝int(N/S+0.5)，將m取為m′，m′為大于或等于m的整數(shù)中能被4整除的最小數(shù)；?

4)計(jì)算各子重建任務(wù)的起止層號(hào)，設(shè)重建任務(wù)的起始層號(hào)為L(zhǎng)_s，則第i個(gè)子重建任務(wù)的起始層號(hào)為L(zhǎng)_s+(i-1)m，終止層號(hào)為L(zhǎng)_s+i·m-1，其中i的取值為1～S。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種自適應(yīng)的錐束CT三維圖像快速重建方法，其特征在于：所述的第(8)步具體步驟如下：

1)選取部分重建空間的內(nèi)切圓柱為感興趣重建空間ROI，即每一層切片圖像的重建區(qū)域只局限于切片圖像的內(nèi)切圓中；

2)計(jì)算子重建任務(wù)的起止層切片圖像在濾波后的投影圖像中對(duì)應(yīng)位置，分以下兩種情況：

對(duì)于起始層切片圖像在濾波后的投影圖像中對(duì)應(yīng)位置OZ_s，按以下公式計(jì)算：

對(duì)于終止層切片圖像在濾波后的投影圖像中對(duì)應(yīng)位置OZ_e，按以下公式計(jì)算：

其中，h_s為起始層切片圖像到中心切片圖像的層數(shù)，h_e為終止層切片到中心切片圖像的層數(shù)，r為子重建空間內(nèi)切圓柱半徑，dso為射線源焦點(diǎn)到工作臺(tái)旋轉(zhuǎn)中心的距離，dsd為射線源焦點(diǎn)到探測(cè)器的距離；將OZ_s取整得到P_s，PZ_e取整得到P_e，并設(shè)中心切片層號(hào)為P₀，子重建任務(wù)所需的重建數(shù)據(jù)位于濾波后的投影圖像中的第P₀±P_s-1行至第P₀±P_e+1行，當(dāng)所計(jì)算層位于中心層之下時(shí)取一號(hào)，反之取+號(hào)；

3)判斷：是否還有未讀入的濾波后的投影圖像，若是，則繼續(xù)進(jìn)行下一步，若否，則轉(zhuǎn)第6步；

4)讀入下一幅濾波后的投影圖像中與子重建任務(wù)相對(duì)應(yīng)的部分?jǐn)?shù)據(jù)；

5)按Z線優(yōu)先重建算法并采用單指令多數(shù)據(jù)技術(shù)進(jìn)行加速計(jì)算，完成后轉(zhuǎn)第3)步；

6)將子重建空間的重建結(jié)果存儲(chǔ)為Z向的序列切片圖像，結(jié)束。?