[發明專利]斷層合成圖像重建方法和系統

有效

• 申請號: 201610796748.6
• 申請日: 2016-08-31
• 公開（公告）號: CN106373165B
• 公開（公告）日: 2017-11-28
• 發明（設計）人: 吳書裕;齊宏亮;李翰威;駱毅斌;徐月晉;王浩文;詹延義;馬鳳
• 申請（專利權）人: 廣州華端科技有限公司
• 主分類號: G06T11/00
• 分類號: G06T11/00
• 代理公司: 廣州華進聯合專利商標代理有限公司44224
• 代理人: 周清華

1.一種斷層合成圖像重建方法，其特征在于，包括如下步驟：

S10、獲取第n-1三維圖像的未更新區域，計算第m參考圖像與所述第n-1三維圖像的體素差值，根據體素差值對未更新區域進行插值擬合，得到所述未更新區域各體素的補償基值；其中，n為大于1且小于或等于n0的整數，n0為發射X射線的總角度數，m為當前迭代次數，初始值設定為1；對被測目標的投影數據進行重建，得到被測目標的初始參考圖像，即第一參考圖像；在第一次迭代過程時，對第一角度的投影數據進行重建，獲取第一三維圖像，利用光線投射關系和掃描幾何參數確定第一三維圖像的未更新區域，根據所述第一三維圖像和相應的未更新區域計算獲得第一補償圖像，并根據該補償圖像和第二角度下的投影數據進行第二三維圖像的重建；

所述計算第m參考圖像與所述第n-1三維圖像的體素差值的過程包括：

將所述第m參考圖像的體素值和第n-1三維圖像的體素值分別代入體素差公式計算第n-1三維圖像的體素差值；其中，所述體素差公式為：

Diff_n-1(i,j,k)＝Img_n-1(i,j,k)-Ref_m(i,j,k)；

其中，Img_n-1(i,j,k)表示第n-1三維圖像中第i行第j列第k層的體素值，Ref_m(i,j,k)表示第m參考圖像中第i行第j列第k層的體素值，Diff_n-1(i,j,k)表示第n-1三維圖像中第i行第j列第k層的體素差值，m表示當前迭代次數；

所述根據體素差值對未更新區域進行插值擬合，得到所述未更新區域各體素的補償基值的過程包括：

將所述體素差值代入鄰域均值公式計算未更新區域的鄰域修正值；

將所述未更新區域的鄰域修正值代入插值擬合公式計算未更新區域的補償基值；

所述鄰域均值公式為：

Ndiffn-1(i,k)=Σj=JBn-1(i,k)-N+1JBn-1(i,k)Diffn-1(i,j,k)/N]]>

所述插值擬合公式為：

Comn-1(i,j,k)=Ndiffn-1(i,k)j-JJBn-1(i,k)-J,j∈(JBn-1(i,k),J],]]>

其中，Ndiff_n-1(i,k)表示第n-1三維圖像中第i行第k層的鄰域修正值，J表示第n-1三維圖像中體素的邊界列數，JB_n-1(i,k)表示未更新區域的邊界在第n-1三維圖像第i行第k層所處的列數，N表示預設鄰域的體素列數，Com_n-1(i,j,k)表示第n-1三維圖像第i行第j列第k層的補償基值；

S20、根據所述補償基值對第n-1三維圖像的未更新區域體素值進行修正補償，根據修正補償得到的體素值獲取第n-1補償圖像；

S30、利用并行代數重建技術根據第n-1補償圖像對第n角度的投影數據進行重建，得到第n三維圖像；

S40、判斷n是否等于n0，若否，則將n更新為n+1，返回步驟S10，若是，則進入步驟S50；

S50、將第n三維圖像作為第m重建圖像結果，判斷m是否等于預設的迭代次數，若否，進入步驟S60，若是，則將第m重建圖像結果作為最終的斷層合成圖像；

S60、根據第m重建圖像結果和迭代次數m對第m參考圖像進行加權處理，獲得第m+1參考圖像，并將m更新為m+1，返回步驟S10；所述步驟S60包括：

對所述第m重建圖像結果的體素值和第m參考圖像的體素值代入加權更新公式，計算第m+1參考圖像的體素值；其中，所述加權更新公式為：

Ref_m+1(i,j,k)＝(Ref_m(i,j,k)+(m-1)^pRes_m(i,j,k))/(1+(m-1)^p)，

其中，Ref_m+1(i,j,k)表示第m+1參考圖像中第i行第j列第k層的體素值，Ref_m(i,j,k)表示第m參考圖像中第i行第j列第k層的體素值，Res_m(i,j,k)表示第m重建圖像結果中第i行第j列第k層的體素值，m表示當前迭代次數，p為更新權重系數。