[发明专利]一种自适应的锥束CT三维图像快速重建方法

权利要求书

1.一种自适应的锥束CT三维图像快速重建方法，其特征在于包括下述步骤：

(1)对试件进行圆周锥束CT扫描，采集一组用于重建的投影图像；

(2)在投影图像中选取一个边长为E个象素的正方形区域，将该组所有投影图像按该正方形区域裁剪为边长为E个象素的正方形图像，该正方形区域的中心位于整幅投影图像的中心，并将所有裁剪后的投影图像进行对数运算，裁剪后的投影图像的象素灰度为单精度浮点型；

(3)对步骤(2)得到的投影图像进行FDK算法中的滤波处理，滤波函数采用S-L滤波器、R-L滤波器或SL-W滤波器；

(4)设置需要重建的切片图像起止层号，这段连续的切片图像即为重建任务；

(5)根据计算机当前的可用内存数对重建任务进行自适应分割，得到若干个相同大小的子重建任务；

(6)根据子重建任务的层数m，从计算机中分配一个E×E×m大小的单精度浮点型内存空间，此内存空间称为部分重建空间；

(7)判断：是否还有未重建的子重建任务，若是，则继续执行下一步，若否，则转第(9)步；

(8)在部分重建空间中进行下一个子重建任务的重建计算，完成后转第(7)步；

(9)释放部分重建空间所占内存，完成重建任务。

2. 根据权利要求1所述的一种自适应的锥束CT三维图像快速重建方法，其特征在于：所述的第(5)步中，根据计算机当前的可用内存数对重建任务进行自适应分割的具体步骤如下：

1)获取计算机物理内存当前的可用数，将该可用内存数减去50～150M，作为实际可用的最大内存数；

2)由重建任务的切片图像起止层号得到重建任务的总层数为N，设实际可用的最大内存数为T，重建任务所需的内存数R＝滤波后的投影图像大小×N，则需要将重建任务分割为S个子重建任务，S＝int(R/T)+1；

3)使各子重建任务重建的切片层数相同，子重建任务的切片层数m＝int(N/S+0.5)，将m取为m′，m′为大于或等于m的整数中能被4整除的最小数； 

4)计算各子重建任务的起止层号，设重建任务的起始层号为L_s，则第i个子重建任务的起始层号为L_s+(i-1)m，终止层号为L_s+i·m-1，其中i的取值为1～S。

3.根据权利要求1所述的一种自适应的锥束CT三维图像快速重建方法，其特征在于：所述的第(8)步具体步骤如下：

1)选取部分重建空间的内切圆柱为感兴趣重建空间ROI，即每一层切片图像的重建区域只局限于切片图像的内切圆中；

2)计算子重建任务的起止层切片图像在滤波后的投影图像中对应位置，分以下两种情况：

对于起始层切片图像在滤波后的投影图像中对应位置OZ_s，按以下公式计算：

对于终止层切片图像在滤波后的投影图像中对应位置OZ_e，按以下公式计算：

其中，h_s为起始层切片图像到中心切片图像的层数，h_e为终止层切片到中心切片图像的层数，r为子重建空间内切圆柱半径，dso为射线源焦点到工作台旋转中心的距离，dsd为射线源焦点到探测器的距离；将OZ_s取整得到P_s，PZ_e取整得到P_e，并设中心切片层号为P₀，子重建任务所需的重建数据位于滤波后的投影图像中的第P₀±P_s-1行至第P₀±P_e+1行，当所计算层位于中心层之下时取一号，反之取+号；

3)判断：是否还有未读入的滤波后的投影图像，若是，则继续进行下一步，若否，则转第6步；

4)读入下一幅滤波后的投影图像中与子重建任务相对应的部分数据；

5)按Z线优先重建算法并采用单指令多数据技术进行加速计算，完成后转第3)步；

6)将子重建空间的重建结果存储为Z向的序列切片图像，结束。