[发明专利]一种基于几何结构约束的PET图像增强的方法及系统

说明书

本申请公开了一种基于几何结构约束的PET图像增强的方法，包括：建立基于几何结构约束的PET图像增强模型；获取观测到的PET图像；利用B样条小波紧框架对PET图像进行域变换，得到对应转换域下的PET图像结构；利用PET图像增强模型对转换域上的PET图像结构进行增强，得到最优PET增强图像。该方法令PET图像增强模型在对PET图像进行增强时，能够利用图像中几何结构的连通特征来准确定位非平滑区域并确定PET图像的边界，完成了对退化PET图像的修补增强任务，提高了PET图像的质量。本申请同时还提供了一种基于几何结构约束的PET图像增强的系统、设备及计算机可读存储介质，具有上述有益效果，在此不再赘述。

技术领域

本申请涉及PET图像处理领域，特别涉及一种基于几何结构约束的PET图像增强的方法、系统、设备及计算机可读存储介质。

背景技术

PET正电子发射断层成像(Positron Emission Tomography，PET)可提供人体内组织代谢功能的特异性影像信息，反映了体内组织的生理或病理变化，因此也被称为“活体生化显像”。通过使用正电子核素标记的放射性示踪剂，来采集人体内的投影数据，再利用相关数学方法进行模型求解，从而构建得到人体中放射性物质的空间浓度分布图。

临床PET成像通常采用动态扫描模式，即在固定时间段内获取连续时间点的示踪剂活度图像，然而动态扫描易导致单帧图像的扫描时间较短，可探测光子计数极少，这使得PET图像质量严重退化，针对于该问题，研究人员提出了多种不同的图像恢复方法，如针对测量函数构建目标函数，通过最优化目标函数求得恢复图像。构建的目标函数通常包含数据拟合项和约束项，前者用于描述图像数据的统计特性，后者用于修正解的特性。然而，常用的有界变差函数在作为约束项进行图像恢复时，容易导致恢复图像边缘信息丢失，甚至产生虚假边缘。

因此，如何有效增强PET图像是本领域技术人员目前需要解决的技术问题。

发明内容

本申请的目的是提供一种基于几何结构约束的PET图像增强的方法、系统、设备及计算机可读存储介质，用于有效增强PET图像。

为解决上述技术问题，本申请提供一种基于几何结构约束的PET图像增强的方法，该方法包括：

根据输入的几何结构约束条件建立基于几何结构约束的PET图像增强模型；其中，所述几何结构约束条件用于确定图像的边界及平滑区域；

获取观测到的PET图像；

利用B样条小波紧框架对所述PET图像进行域变换，得到对应转换域下的PET图像结构；

利用所述PET图像增强模型对所述转换域上的PET图像结构进行增强，得到最优PET增强图像。

可选的，所述根据输入的几何结构约束条件建立基于几何结构约束的PET图像增强模型，包括：

接收输入的几何结构约束条件O＝{Ω:C(Ω,H)＝Ω}及稀缺参数t₀；

根据所述几何结构约束条件O＝{Ω:C(Ω,H)＝Ω}及所述稀缺参数t₀建立基于几何结构约束的PET图像增强模型

其中，Ω为图像的不平滑区域，为Ω的互补集合，表示图像的平滑区域，O为Ω的可行域，Λ为修正后的图像的平滑区域，C为“闭”操作算子，H为“闭”操作中使用的结构元素模板，g_i为观测到的转换域上的第i帧PET图像，f_i为第i帧PET增强图像，A为线性算子，λ为正则化参数，W为B样条小波紧框架的分析算子，t₀为稀疏参数。

可选的，利用所述PET图像增强模型对所述转换域上的PET图像结构进行增强，得到最优PET增强图像，包括：