[发明专利]图像重建方法、计算机设备及计算机可读存储介质

权利要求书

1.一种图像重建方法，其特征在于，所述图像重建方法包括：

根据对目标对象进行扫描而采集的扫描投影数据获取初始重建图像；

对输入图像进行N次迭代处理，以获得重建图像，N≥2且N为正整数；

其中，第一次迭代处理中的输入图像为所述初始重建图像，第q次迭代处理中的输入图像为第q-1次迭代处理后的输出图像，N≥q≥2且q为正整数；

其中，所述迭代处理顺序包括：对输入图像进行降噪优化处理；根据降噪优化处理后的输入图像的各图像块生成各图像块对应的过渡字典和稀疏系数；根据过渡字典和稀疏系数生成新图像块；利用各新图像块更新输入图像，以得到输出图像；

其中，根据各新图像块并利用下面的式子更新输入图像，

其中，x_q表示第q次迭代处理后的输出图像，R_j表示从降噪优化处理后的输入图像中提取第j列的图像块的提取矩阵；表示R_j的转置矩阵，表示对角矩阵；表示第q次迭代处理中的降噪优化处理后的输入图像的第j个新图像块；

利用下面的式子对输入图像进行降噪优化处理，

其中，表示第q次迭代处理中的降噪优化处理后的输入图像，x_q-1表示第q-1次迭代处理后的输出图像，β表示梯度下降的步长，Δx＝x_q-1-x₀；

其中，表示TV最小化其中的梯度下降方法中的最陡下降法公式，具体地，

其中，及x_q-1均由n行m列的像素点组成，n＞0，m＞0，n、m为整数，表示x_q-1中第i行第j列的像素点的像素值，n≥j＞0，m≥i＞0；的含义以此类推， ε表示分母中的一个很小的正数，用于避免任何奇点，优选地，0＜ε＜10^-5， 表示x_q-1中第i行第j列的像素点的梯度的大小，

2.根据权利要求1所述的图像重建方法，其特征在于，根据降噪优化处理后的输入图像的各图像块生成各图像块对应的过渡字典和稀疏系数：

根据降噪优化处理的输入图像的各图像块获得各图像块的过渡字典；

根据降噪优化处理后的输入图像的各图像块和各图像块的过渡字典并采用以下公式获得各图像块的稀疏约束系数；

其中，表示第q次迭代处理中的降噪优化处理后的输入图像，由n行m列的像素点组成，n＞0，m＞0，n、m为整数，被按列顺序分割成m个图像块，表示提取矩阵，用于提取的第j个图像块，m＞j＞0，j为整数；为的第j个图像块的稀疏约束系数；ρ为稀疏度限制因子；为的第j个图像块的过渡字典。

3.根据权利要求1所述的图像重建方法，其特征在于，根据过渡字典和稀疏系数并利用下面的式子生成新图像块，

其中，第q次迭代处理中的降噪优化处理后的输入图像由n行m列的像素点组成，n＞0，m＞0，n、m为整数，第q次迭代处理中的降噪优化处理后的输入图像被按列顺序分割成m个图像块，表示第q次迭代处理中的降噪优化处理后的输入图像的第j个新图像块，表示第q次迭代处理中的降噪优化处理后的输入图像的第j个图像块的过渡字典；表示第q次迭代处理中的降噪优化处理后的输入图像的第j个图像块的稀疏系数。

4.根据权利要求1所述的图像重建方法，其特征在于，进一步地，200≤N≤500。

5.根据权利要求1所述的图像重建方法，其特征在于，根据对目标对象进行扫描而采集的扫描投影数据获取初始重建图像的方法包括：

以不同角度对目标对象进行扫描，以采集扫描投影数据；

采用滤波反投影的方法对采集的扫描投影数据进行处理，以获取初始重建图像。

6.根据权利要求1所述的图像重建方法，其特征在于，

采用CT扫描对所述目标对象进行扫描以获取所述扫描投影数据。