[发明专利]基于有限角度迭代重建超视野CT图像的方法

摘要

一种基于有限角度迭代重建超视野CT图像的方法，即：扫描原始数据P0；对原始数据P0进行预处理和取负对数得到投影数据P1；判断各扫描视角下的投影数据P1是否被截断，将没有截断的有限角度投影数据集和截断进行余弦滤波处理后的数据集进行滤波反投影重建得到初始化图像I0；根据已标定没有截断数据的视角，模拟CT机系统几何关系在不同视角下的投影，生成有限角度正投影系统矩阵M；基于全变分最小化约束的有限角度迭代重建算法，以初始化图像I0作为迭代的初始值，对有限角度没有被截断的投影数据进行图像迭代重建；对每次迭代得到新的图像Ik+1进行非负性约束处理；直到mean(|Ik+1‑Ik|)＜ε迭代满足误差要求结束迭代，得到的目标图像即为重建得到截断补偿后的超视野CT图像。

主权项

1.一种基于有限角度迭代重建超视野CT图像的方法，其特征在于：它包括如下步骤：/nS1:获取CT机系统参数和扫描的原始数据P0；/nS2：对扫描的原始数据P0进行预处理和取负对数得到投影数据P1；/nS3：判断各扫描视角下的投影数据P1是否被截断？/nS4：如果投影数据P1被截断，则对截断部分的数据进行余弦滤波处理，并且标定该视角下的投影数据不参与后面的迭代运算，将通过余弦滤波后的数据和没有截断的数据组成新的数据集P2，跳转执行步骤S5；/n如果投影数据P1没有被截断，则标定该视角下的数据可用于迭代重建，并将该数据拷贝到迭代重建投影数据的缓冲区中,将没有截断的有限角度投影数据集记为P3；/nS5：重复执行步骤S3-S4把完整扫描一圈的各视角下的投影数据是否被截断全部判断完成后，将没有截断的有限角度投影数据集P3和截断进行余弦滤波处理后的数据集P2进行滤波反投影重建得到初始化图像I0；/nS6：根据已标定没有截断数据的视角，模拟CT机系统几何关系在不同视角下的投影，生成有限角度正投影系统矩阵M；/nS7：基于全变分最小化约束的有限角度迭代重建算法，以初始化图像I0为迭代的初始值，对有限角度没有被截断的投影数据进行图像迭代重建；/n迭代重建公式如下：I_k+1＝I_k-α(k₁(M'(M*I_k-P₃)+k₂*||I||_TV))；/n其中：α为迭代的步长；k₁、k₂为松弛因子，根据对图像的要求取值(0，1]；M为有限角度正投影系统矩阵；M'为正投影系统矩阵的转置矩阵；||I||_TV目标图像全变分正则约束项；P3为没有截断的有限角度投影数据集；I_k、I_k+1分别为第k次与第k+1次的迭代结果；/nS8：对每次迭代得到的新的图像I_k+1进行非负性约束处理；/n 其中，i是指图像像素点的序号，i的取值范围是[0，N-1]，N为重建图像的总像素点个数；I_k+1(i)为第k+1迭代所得图像第i个像素点CT值；/nS9：将非负性约束处理后的图像I_k+1代替图像I_k，重复执行步骤S7～S8；/nS10：直到mean(|I_k+1-I_k|)＜ε迭代满足误差要求结束迭代，得到的目标图像即为重建得到截断补偿后的超视野CT图像。/n