[发明专利]一种基于自适应有限元的多光谱重建方法

权利要求书

1.一种基于自适应有限元的多光谱重建方法，其特征在于：

基于自发荧光光源的多谱信息、重建目标区域的解剖结构以及光学特性参数的先验信息，结合自适应有限元理论，用后验可行光源区域选择的策略，进行基于自适应有限元的多光谱重建。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤S1：在重建目标区域的第l-1(l＞1)层剖分网格上，利用有限元理论把单谱段扩散方程离散为线性方程；

步骤S2：基于后验可行光源区域的选择，在单谱段上建立未知光源变量与边界测量数据之间的线性关系，并利用自发光光源光谱性质，把单谱段组合成含有多个谱段的统一方程；

步骤S3：利用正则理论确立优化的目标函数，然后利用谱投影梯度基的大尺度优化算法对目标函数进行优化，以获得l-1层上的重建结果；

步骤S4：利用重建结果求解单谱段上的光密度分布，用评判准则评判重建是否停止，如果满足准则中的任意一个，重建停止；

步骤S5：如果不能满足评判准则的任意一个，利用后验的测度算法，对可行光源区域进行选择，并对可行光源区域和禁止光源区域进行自适应的网格细分；

步骤S6：从第l-1层向第l层转换，完成必要的参数调整，然后转到第一步，继续重建。

3.如权利要求2所述的方法，其特征在于，利用光源的谱特性和后验可行光源区域的策略，组合成含有多个谱段的统一方程包括：

Φlmeas=FlWlSSl]]>

其中Φ_l^meas和S_l表示多谱下第l离散层上的边界测量值和光源未知量；F_l表示多谱下的边界测量值与光源未知量之间的关系；W_l^S用于后验可行光源区域的选择；它们的具体形式如下：

Φlmeas=Φlmeas(wb1)Φlmeas(wb2)...Φlmeas(wbK),]]>Fl=ω(wb1)fl(wb1)ω(wb2)fl(wb2)...ω(wbK)fl(wbK)]]>

WlS=Diag(wl(11)S,wl(22)S,...,wl(ii)S,...,wl(NPlNPl)S),]]>wl(ii)S0{S′l(i)<γsp(l)Sl′max,l>1}1{l=1}or{S′l(i)≥γsp(l)Sl′max,l>1}]]>

其中，ω(wb_k)是离散的第k谱段在整个自发荧光光源谱段上占有的能量比，满足ω(wb_k)≥0和Σk=1Kω(wbk)≈1;]]>Φ_l^meas(wb_k)和f_l(wb_k)表示在第l层上第k谱段上的边界测量值和光源未知量；s′_l(i)和s_l′^max是l-1层重建结果在网格细分的基础上插值得到的l层上的初始重建结果以及结果中的最大值，即：

S′l=Il-1lSl-1r,(l>1)]]>

γ_sp^(l)是比例因子，用来确定所要选择在l层上的可行光源区域的大小。