[發明專利]基于非線性擴散模型的有限角CT圖像重建方法及裝置

有效

• 申請號: 202211276507.0
• 申請日: 2022-10-19
• 公開（公告）號: CN115359049B
• 公開（公告）日: 2023-03-24
• 發明（設計）人: 趙旭鷹;趙云松;郭文秀;章歆婷;蔣文錦
• 申請（專利權）人: 首都師范大學
• 主分類號: G06T7/00
• 分類號: G06T7/00;G06T5/00;G06T11/00
• 代理公司: 北京超凡宏宇專利代理事務所(特殊普通合伙) 11463
• 代理人: 劉攀

本申請提供了基于非線性擴散模型的有限角CT圖像重建方法及裝置，步驟如下：利用有限角CT掃描數據集，通過與掃描幾何參數集G相關的圖像重建算子對候選圖像進行更新后得到圖像；根據圖像中像素點的像素值，確定圖像的邊緣信息；對圖像的邊緣點進行賦值后得到邊緣指示符函數；根據邊緣指示符函數，利用二維非線性擴散模型對圖像進行更新后得到圖像；判斷，或是否達到迭代次數上限，若滿足，則終止迭代，輸出圖像。采用上述方法，以提高重建得到的CT圖像的準確性。

技術領域

本發明涉及CT圖像重建技術領域，具體而言，涉及基于非線性擴散模型的有限角CT圖像重建方法及裝置。

背景技術

X射線計算機斷層成像 (Computed Tomography, 簡稱CT) 在醫學、工業、安檢、考古等領域有廣泛的應用。受 X 射線高吸收、被掃描物體的結構特點、設備限制等很多因素的影響，通常無法做到全角度的掃描，導致采集不到全角度的數據，所以人們非常重視有限角 CT 圖像重建問題。

有限角 CT 圖像重建問題，其過程是通過利用有限角度掃描的投影數據，對被掃描物體的斷層圖像進行重建；發明人在研究中發現，在使用傳統的 CT 圖像重建算法重建圖像時，由于所獲取的投影數據為非全角度的投影數據，所以重建得到的圖像會出現偽影，這些偽影會造成圖像無法準確體現出被掃描物體的結構，即，降低了重建得到的CT圖像的準確性。

發明內容

有鑒于此，本發明的目的在于提供基于非線性擴散模型的有限角CT圖像重建方法及裝置，以提高重建得到的CT圖像的準確性。

第一方面，本申請實施例提供了一種基于非線性擴散模型的有限角CT圖像重建方法，所述方法包括：

步驟1，輸入已知數據集：有限角CT掃描獲得的數據集p，CT掃描幾何參數集G；

步驟2，初始化：初始候選圖像，確定迭代次數上限/和迭代終止閾值/；

步驟3，迭代處理候選圖像，/=0，1，2，···，/，利用有限角CT掃描數據集，通過與掃描幾何參數集G相關的圖像重建算子/對候選圖像/進行更新后得到圖像，其中，/表示掃描幾何參數集G相關的圖像重建算子；

步驟4，根據圖像中的每個像素點在預設八個方向上相鄰的八個像素點的像素值，確定出圖像/的邊緣信息；

步驟5，根據預設的賦值規則對圖像的邊緣信息中的邊緣點進行賦值后得到邊緣指示符函數；

步驟6，根據所述邊緣指示符函數，利用預設的二維非線性擴散模型對圖像進行更新后得到圖像/；

步驟7，判斷相鄰兩次迭代圖像間的差別是否小于所述迭代終止閾值，即，或是否達到迭代次數上限/，若不滿足，轉至步驟3，若滿足，則終止迭代，輸出圖像/。

可選地，所述步驟3中，在利用有限角CT掃描數據集，通過與掃描幾何參數集G相關的圖像重建算子/對候選圖像/進行更新后得到圖像/前，所述方法還包括：

將候選圖像的投影數據進行隨機化處理；

在利用有限角CT掃描數據集，通過與掃描幾何參數集G相關的圖像重建算子/對候選圖像/進行更新后得到圖像/后，所述方法還包括：

將圖像中的負像素賦值為0。

可選地，所述步驟4中，所述根據圖像中的每個像素點在預設八個方向上相鄰的八個像素點的像素值，確定出圖像/的邊緣信息，包括：

對于圖像中的每個像素點，根據該像素點在預設八個方向上相鄰的八個像素點的像素值確定出該像素點的梯度值；

判斷該像素點的梯度值是否超過預設的標準梯度值；

若該像素點的梯度值超過所述標準梯度值，則將該像素點標記為邊緣點；