[发明专利]PET图像的重建方法、计算机存储介质、计算机设备

权利要求书

1.一种PET图像的重建方法，其特征在于，包括如下步骤：

步骤一：获取PET图像的投影数据Y和系统矩阵P；

步骤二：构建成像模型方程Y＝PX，X为重建的PET图像；

步骤三：获取初始重建图像X，并根据第一目标函数迭代更新初始重建图像X以获得第一重建图像，第一目标函数为：

其中，Q_L(X；Xⁿ)为基于泊松随机分布变量构建的似然代理函数，为基于邻域块先验构建的惩罚代理函数，Xⁿ为第n次迭代后得到的重建图像，β为正则化参数；

步骤四：根据第二目标函数迭代更新第一重建图像以获得第二重建图像，其中所述第二目标函数为基于字典学习构建的函数；

步骤五：判断是否满足迭代条件，若是，则输出本轮迭代得到第二重建图像作为最终的PET重建图像；若否，则返回步骤三，并将本轮迭代的第二重建图像作为下一轮迭代时的初始重建图像。

2.根据权利要求1所述的PET图像的重建方法，其特征在于，所述似然代理函数的表达式为：

其中，其中，n_j表示像素的总量，p_ij表示第j个像素被第i个探测器探测到概率，n_i表示探测器的总数，p_j表示第j个像素被n_i个探测器探测到总概率值，X_j表示重建图像X的第j个像素的值，表示经过第n次迭代后的重建图像Xⁿ的第j个像素的值，y_i表示第i个探测器探测到的投影数据，表示期望投影数据，表示期望最大化图像的第j个像素的值。

3.根据权利要求2所述的PET图像的重建方法，其特征在于，所述惩罚代理函数的表达式：

其中，表示第j个像素的权重，w_jk表示重建图像Xⁿ的第j个像素与第k个像素之间的权重，表示中间图像的第j个像素的值，N_j表示以第j个像素为中心的邻域块，表示经过第n次迭代后的重建图像Xⁿ的第j个像素的邻域块中的第k个像素的值，j_l为邻域块f_j(X)中的第l个像素，k_l为邻域块f_k(X)中的第l个像素，h_l为正权重向量。

4.根据权利要求1所述的PET图像的重建方法，其特征在于，所述根据第一目标函数迭代更新初始化重建图像X以获得第一重建图像的方法包括：

根据所述初始化重建图像X、投影数据Y和系统矩阵P获取期望最大化图像；

对所述初始化重建图像X进行图像平滑处理以获取中间图像；

根据所述期望最大化图像和所述中间图像生成第一重建图像。

5.根据权利要求1所述的PET图像的重建方法，其特征在于，所述第二目标函数的表达式为：

其中，X表示步骤三重建得到的第一重建图像，R_ij是从X中获得图像块的操作，D是以图像块为基的字典，α_ij是关于字典D的X_ij的稀疏表示，T₀表示所要达到的稀疏水平。

6.根据权利要求1至5任一项所述的PET图像的重建方法，其特征在于，所述根据第二目标函数迭代更新第一重建图像以获得第二重建图像的方法包括：

对第一重建图像进行图像分割，生成多个图像块；

根据每个所述图像块、和预先训练好的低分辨率字典和高分辨率字典生成每个图像块的稀疏系数；

根据所述每个图像块的稀疏系数、和所述高分辨率字典生成所述第一重建图像对应的高分辨率图像；

根据所述第一重建图像、所述高分辨率图像、预设的模糊矩阵和预设的下采样矩阵，生成并输出第二重建图像。