[發明專利]一種基于TV最小化模型的CT圖像分布式重建方法

在審

• 申請號: 201410359101.8
• 申請日: 2014-07-25
• 公開（公告）號: CN104143201A
• 公開（公告）日: 2014-11-12
• 發明（設計）人: 閆鑌;王林元;蔡愛龍;張瀚銘;曹鴻濤;李磊;席曉琦;陳建林
• 申請（專利權）人: 中國人民解放軍信息工程大學
• 主分類號: G06T11/00
• 分類號: G06T11/00
• 代理公司: 鄭州大通專利商標代理有限公司 41111
• 代理人: 陳大通

1.一種基于TV最小化模型的CT圖像分布式重建方法，其特征在于：包含如下步驟：

步驟1、確定CT圖像分布式算法的數據劃分策略，輸入已經獲取的CT投影數據向量及預先產生的CT系統投影矩陣W，建立TV最小化模型，即：f→*=argminf→||f→||TVs.tp→=Wf→.,]]>其中為待重建二維圖像的各個像素排列成的一維向量，D₁和D₂分別表示橫向和縱向的差分算子，和分別表示向量和的l₁-范數；

步驟2、根據步驟1中的數據劃分策略，將TV最小化模型轉化為多子塊TV最小化模型；

步驟3、利用ADM交替方向法推導CT圖像分布式重建算法；

步驟4、進行CT圖像分布式重建算法的分布式實現及性能驗證。

2.根據權利要求1所述的基于TV最小化模型的CT圖像分布式重建方法，其特征在于：所述步驟1還包含如下步驟：步驟1.1、確定待重建CT圖像的數據劃分策略，將重建CT圖像劃分為N塊；步驟1.2、確定CT系統投影矩陣W的劃分策略，將CT系統投影矩陣劃分為MN個小塊，其中，N為CT系統投影矩陣按列劃分的數量，M為CT系統投影矩陣按行劃分的數量。

3.根據權利要求2所述的基于TV最小化模型的CT圖像分布式重建方法，其特征在于：所述的N與CT重建圖像分塊數量相等，CT系統投影矩陣W的各列與CT重建圖像的各個像素對應，M的取值由能夠用于分布式計算的總節點數與列分塊數量N共同決定。

4.根據權利要求2所述的基于TV最小化模型的CT圖像分布式重建方法，其特征在于：CT投影數據向量的各行與CT系統投影矩陣W的各行對應，并按照CT系統投影矩陣W的行劃分方式劃分為M塊。

5.根據權利要求2所述的基于TV最小化模型的CT圖像分布式重建方法，其特征在于：所述步驟2包含具體內容如下：將重建圖像劃分成的N塊，分別記為j＝1,…,N，將CT系統投影矩陣W劃分成的MN個小塊記為W_jk，j＝1,…,N；k＝1,…,M，將CT投影數據向量劃分成M塊，記為k＝1,…,M，其中，k＝1,…,M，表示與W_jk對應的第(k,j)子塊，且i＝1,2，j＝1,…,N，k＝1,…,M，即原始的TV最小化模型轉化為多子塊TV最小化模型。

6.根據權利要求5所述的基于TV最小化模型的CT圖像分布式重建方法，其特征在于：所述步驟3包含具體內容如下：利用步驟2得到的多子塊TV最小化模型對應的增廣Lagrangian函數，再根據ADM方法求解得到CT圖像分布式重建方法。

7.根據權利要求6所述的基于TV最小化模型的CT圖像分布式重建方法，其特征在于：根據步驟4包含具體內容如下：在MN個計算節點上對CT圖像分布式重建算法進行分布式計算，在迭代停止時將求得j＝1,…,N的結果記為j＝1,…,N，則分布式重建算法求得的最終重建圖像為