[發明專利]圖像重建方法、計算機設備及計算機可讀存儲介質

有效

• 申請號: 201811529828.0
• 申請日: 2018-12-14
• 公開（公告）號: CN109685871B
• 公開（公告）日: 2020-07-24
• 發明（設計）人: 胡戰利;梁棟;趙獻昱;楊永峰;劉新;鄭海榮
• 申請（專利權）人: 深圳先進技術研究院
• 主分類號: G06T11/60
• 分類號: G06T11/60;G06T5/00
• 代理公司: 深圳市銘粵知識產權代理有限公司 44304
• 代理人: 孫偉峰

本發明公開了一種圖像重建方法，所述圖像重建方法包括：根據對目標對象進行掃描而采集的掃描投影數據獲取初始重建圖像；對輸入圖像進行N次迭代處理，以獲得重建圖像。其中，所述迭代處理順序包括：對輸入圖像進行降噪優化處理；根據降噪優化處理后的輸入圖像的各圖像塊生成各圖像塊對應的過渡字典和稀疏系數；根據過渡字典和稀疏系數生成新圖像塊；利用各新圖像塊更新輸入圖像，以得到輸出圖像。本發明還公開了一種計算機設備。本發明還公開了一種計算機可讀存儲介質。本發明通過對目標對象進行掃描而采集的掃描投影數據獲取初始重建圖像，并對初始圖像采用降噪優化結合字典學習進行迭代處理，從而優化迭代處理的方法，獲得更好的重建效果。

技術領域

本發明屬于圖像重建的技術領域，具體地，涉及一種圖像重建方法、計算機設備及計算機可讀存儲介質。

背景技術

CT(計算機斷層成像)能夠在毫米尺度上清晰的獲得人體不同組織對于X射線的衰減信息，從而為臨床醫生的診斷和預防提供豐富的三維人體器官組織信息。今天，作為一種技術成熟并在臨床上被普遍認可的檢查方法，CT已經成為放射診斷領域內不可缺少的主要工具之一。然而，由于CT掃描過程中需要使用X射線，隨著人們對輻射潛在危害的逐步了解，CT輻射劑量問題越來越受到人們的重視。

在CT掃描時，進行欠采樣數據采集可以有效縮短CT掃描時間、減少圖像偽影并降低CT的輻射劑量，低劑量CT可以通過調低X射線的能量來減少帶給病人的輻射。

中國專利申請號201210140841.3提出的“一種稀疏角度CT圖像的重建方法”。獲取CT機的系統參數和一周期內的稀疏角度投影數據，并應用重建模型采用輔助函數法求解得到要求的迭代運算方法進行循環迭代運算，當循環次數達到預設的次數時即停止迭代運算，并將當前所得到的迭代運算結果作為重建圖像。但是該方法僅采用輔助函數法對待重建圖像進行迭代計算，重建效果仍存在一定的誤差。

因此，如何優化現有技術的重建圖像的方法以獲得更好的重建效果是本領域技術人員亟待解決的技術問題。

發明內容

為解決上述現有技術存在的問題，本發明提供了一種結合降噪優化處理和字典學習進行圖像重建的圖像重建方法、計算機設備及計算機可讀存儲介質。

為了達到上述發明目的，本發明采用了如下的技術方案：

根據本發明的一方面，提供了一種圖像重建方法，所述圖像重建方法包括：

根據對目標對象進行掃描而采集的掃描投影數據獲取初始重建圖像；

對輸入圖像進行N次迭代處理，以獲得重建圖像，N≥2且N為正整數；

其中，第一次迭代處理中的輸入圖像為所述初始重建圖像，第q次迭代處理中的輸入圖像為第q-1次迭代處理后的輸出圖像，N≥q≥2且q為正整數；

其中，所述迭代處理順序包括：對輸入圖像進行降噪優化處理；根據降噪優化處理后的輸入圖像的各圖像塊生成各圖像塊對應的過渡字典和稀疏系數；根據過渡字典和稀疏系數生成新圖像塊；利用各新圖像塊更新輸入圖像，以得到輸出圖像。

進一步地，利用下面的式子對輸入圖像進行降噪優化處理，

其中，表示第q次迭代處理中的降噪優化處理后的輸入圖像，x_q-1表示第q-1次迭代處理后的輸出圖像，β表示梯度下降的步長，Δx＝x_q-1-x₀。

進一步地，根據降噪優化處理后的輸入圖像的各圖像塊生成各圖像塊對應的過渡字典和稀疏系數：

根據降噪優化處理的輸入圖像的各圖像塊獲得各圖像塊的過渡字典；

根據降噪優化處理后的輸入圖像的各圖像塊和各圖像塊的過渡字典并采用以下公式獲得各圖像塊的稀疏約束系數；