[發明專利]一種基于重采樣和稀疏分解的磁共振圖像降噪方法

有效

• 申請號: 201410749066.0
• 申請日: 2014-12-09
• 公開（公告）號: CN104376541B
• 公開（公告）日: 2017-09-19
• 發明（設計）人: 周欣;肖灑;呂植成;孫獻平;葉朝輝;劉買利
• 申請（專利權）人: 中國科學院武漢物理與數學研究所
• 主分類號: G06T5/00
• 分類號: G06T5/00
• 代理公司: 武漢宇晨專利事務所42001
• 代理人: 李鵬,王敏鋒

1.一種基于重采樣和稀疏分解的磁共振圖像降噪方法，其特征在于，包括以下步驟：

步驟1、對單一成像層面通過單次掃描獲得的單個K空間數據進行多次欠采樣或對多次掃描獲得的多個K空間數據分別進行多次欠采樣，獲得K空間數據的對應的互不相同的數據子集，將數據子集中未采樣數據點對應的數據全部填充為零，將填充后的數據子集通過傅里葉變換得到一組成像層面圖像；

步驟2、對步驟1中獲得的一組成像層面圖像，統計每個相同位置像素點在這組圖像中像素值的均方差；

步驟3、根據步驟2中獲得的各像素點像素值的均方差，結合衰減函數，確定各像素點像素值的修正系數；

步驟4、將成像層面的單次掃描得到的K空間數據或多次掃描得到的多個K空間數據的平均值，通過傅里葉變換得到成像層面圖像，并通過步驟3中得到的修正系數對成像層面圖像進行第一次降噪；

步驟5、將二次降噪后的成像層面圖像的K空間限定在一次降噪后的成像層面圖像的K空間的一定范圍內，通過迭代修正的方式，以二次降噪后的成像層面圖像在稀疏變換域內的1范數最小為優化目標，進行第二次降噪。

2.根據權利要求1所述的一種基于重采樣和稀疏分解的磁共振圖像降噪方法，其特征在于，所述的步驟1中的欠采樣次數范圍為100～1000，欠采樣率范圍為50％～80％。

3.根據權利要求1所述的一種基于重采樣和稀疏分解的磁共振圖像降噪方法，其特征在于，所述的步驟2中均方差基于以下公式：

D(xi)=1N-1Σi=1N(xi-x‾)2;]]>

其中，D(x_i)為第i個像素點像素值的均方差，N為總欠采樣次數，x_i為欠采樣圖像的第i個像素點的像素值，為第i個像素點全部欠采樣圖像對應點像素值的平均值。

4.根據權利要求1所述的一種基于重采樣和稀疏分解的磁共振圖像降噪方法，其特征在于，所述的步驟3中的衰減函數為：其中w_i為第i個像素點的衰減函數，α為衰減函數的下限值，D(x_i)為步驟2中統計得到的第i個點在欠采樣圖像組中的均方差值，β、ε為衰減曲線形狀控制常數。

5.根據權利要求1所述的一種基于重采樣和稀疏分解的磁共振圖像降噪方法，其特征在于，所述的步驟5中稀疏變換包括離Karhunen-Loeve變換、Haar變換和有限差分變換。

6.根據權利要求1所述的一種基于重采樣和稀疏分解的磁共振圖像降噪方法，其特征在于，所述的步驟5中將二次降噪后的成像層面圖像的K空間限定在一次降噪后的成像層面圖像的K空間的一定范圍內的標準為：二次降噪后的成像層面圖像的K空間數據和一次降噪后的成像層面圖像的K空間數據之差的2范數小于預定值。