[发明专利]有限角CT扫描的图像重建方法、系统、装置和存储介质

权利要求书

1.一种有限角CT扫描的图像重建方法，其特征在于，包括：

S1:采集目标对象的投影数据，建立投影数据集；

S2:根据所述投影数据集，获得待重建图像；

S3:根据所述投影数据集以及待重建图像，引入L₀范数正则项，建立L₀范数正则化目标优化方程；

S4:通过SART重建算法对所述目标优化方程进行迭代运算，得到重建图像；

S5:对所述重建图像梯度进行L₀范数的最小化运算，得到优化更新后的重建图像；

S6:判定重建图像是否满足迭代收敛条件，如果满足，则输出优化更新后的重建图像，结束图像重建；否则，调整正则化参数，进入S4进行下一轮迭代重建，直至满足收敛条件。

2.根据权利要求1所述的有限角CT扫描的图像重建方法，其特征在于，所述L₀范数正则化目标优化方程为：

其中，A为系统投影矩阵，P为投影数据集，X为待重建图像，X'为优化输出的重建图像，λ₀为正则化参数，是图像X梯度的L₀范数正则项。

3.根据权利要求2所述的有限角CT扫描的图像重建方法，其特征在于，对于部分，采用SART重建算法进行迭代运算。

4.根据权利要求2所述的有限角CT扫描的图像重建方法，其特征在于，对所述重建图像梯度进行L₀范数的最小化运算的方法为：

对部分的最小化采用了近似处理的方式进行求解，即：

其中，β为梯度控制参数，λ为松弛因子，X_q为重建点q处优化更新后的重建图像，I_q为重建点q处的输入图像，分别为重建点q处x方向和y方向的梯度分量，h和v分别表示重建图像在x方向和y方向上梯度分量对应的辅助变量，h_q和v_q分别为对应的辅助变量，*表示复共轭。

5.一种有限角CT扫描的图像重建系统，其特征在于，包括：

数据采集模块，用于目标对象的投影数据，建立投影数据集；

初始化模块，用于根据所述投影数据集，获得待重建图像；

优化目标建立模块，用于根据所述投影数据集以及待重建图像，引入L₀范数正则项，建立L₀范数正则化目标优化方程；

重建图像模块，用于通过SART重建算法对所述目标优化方程进行迭代运算，得到重建图像；

重建图像优化模块，用于对所述重建图像梯度进行L₀范数的最小化运算，得到优化更新后的重建图像；

收敛性判定模块，用于判定重建图像是否满足迭代收敛条件，如果满足，则输出优化更新后的重建图像，结束图像重建；否则，调整正则化参数，进行下一轮迭代重建，直至满足收敛条件。

6.一种存储介质，其上存储有计算机程序，其特征在于，所述计算机程序在被处理器执行时，用以实现权利要求1-4任一项所述的图像重建方法。

7.一种有限角CT扫描的装置，其特征在于，包括射线源组件、探测器组件和弧形支架，所述射线源组件和探测器组件安装在弧形支架内侧，且相对设置，所述弧形支架用以保证射线源组件和探测器组件的弧形运动轨迹；

还包括驱动装置，所述驱动装置用于驱动射线源组件和探测器组件绕目标对象沿预定的弧形运动轨迹做扫描运动，且扫描运动的角度范围在180度以内，通过X射线源进行有限角CT扫描，实现多个角度收集目标对象的DR图像。

8.根据权利要求7所述的有限角CT扫描的装置，其特征在于，还包括固定架，所述驱动装置安装在固定架上，且所述固定架上开设有与弧形支架间隙配合的通孔，所述驱动装置用于驱动所述弧形支架沿所述通孔在竖直方向的转动。