[发明专利]基于图像稀疏系数p范数和全变分参数的光声成像图像重建方法

权利要求书

1.基于图像稀疏系数p范数和全变分参数的光声成像图像重建方法，其特征在于其具体步骤为：

(1) 输入原始重建图像，设置各参数的初始值；其中，设定原始重建图像为                                                ，各参数的初始值设为：全变分参数在优化问题中所占的权重，p范数在优化问题中所占权重，限制条件在优化问题中所占的权重，初始的联合迭代步长参数、全变分参数迭代步长参数和p范数迭代步长参数，范数，迭代终止阈值；

(2) 根据上一次迭代得到的图像，分别计算图像的全变分参数和稀疏表示系数的p范数，0<p<1；

(3) 根据得到的全变分参数和稀疏表示系数的p范数，计算新的重建图像；

(4) 更新迭代中使用的步长参数；

(5) 判断是否达到迭代结束条件，若未达到则返回步骤(2)；若达到就结束迭代，得到重建图像。

2.根据权利要求1所述的图像稀疏系数p范数和全变分参数的光声成像图像重建方法，其特征在于步骤(2)中，所述使用的全变分参数迭代计算式为：

    (1)

其中，N是重建图像像素点的个数，是第k次迭代得到以矢量形式表示的重建图像，和分别是第k次和第k+1次迭代时第i个像素点的全变分参数；是第i个像素点的全变分参数计算矩阵；为第k次迭代时第i个像素点全变分参数迭代步长参数，为第k次迭代时联合迭代步长参数；α为表示全变分参数在优化问题中所占的权重，ρ为限制条件在优化问题中所占的权重；、、和是为了表达简洁所引入的中间变量；

       图像的稀疏系数的p范数的迭代计算式为：

  (2)

其中和为第k次和第k+1次迭代时第i个像素点的稀疏表示系数；是第i个像素点的稀疏变换矩阵，T表示矩阵的转置；为第k次迭代时p范数的迭代步长参数，β为p范数在优化问题中所占权重；、、和是为了表达简洁所引入的中间变量。

3.根据权利要求2所述的基于图像稀疏系数p范数和全变分参数的光声成像图像重建方法，其特征在于步骤(3)中，所述计算新的重建图像的公式为：

      (3)

其中，是第k+1次迭代得到以矢量形式表示的重建图像；为第k+1次迭代得到以矢量形式表示的整幅图像的全变分参数，由每个像素点的全变分参数组合而成；表示第k+1次迭代得到以矢量形式表示的整幅图像的稀疏表示系数，由每个像素点的稀疏表示系数组合而成；F为傅里叶变换矩阵，D为全变分参数计算矩阵，A为光声信号的采样矩阵，f是实际采样得到的光声信号的积分与采样时间的乘积矢量；I为单位阵。

4.根据权利要求1所述的基于图像稀疏系数的p范数和全变分参数的光声成像图像重建方法，其特征在于步骤(4)中，所述使用的对迭代步长的更新公式为：

   (4)

其中和分别为第k+1次迭代时第i个像素点全变分参数迭代步长参数和p范数迭代步长参数，为第k+1次迭代时的联合步长参数。