[发明专利]断层合成图像重建方法和系统

权利要求书

1.一种断层合成图像重建方法，其特征在于，包括如下步骤：

S10、获取第n-1三维图像的未更新区域，计算第m参考图像与所述第n-1三维图像的体素差值，根据体素差值对未更新区域进行插值拟合，得到所述未更新区域各体素的补偿基值；其中，n为大于1且小于或等于n0的整数，n0为发射X射线的总角度数，m为当前迭代次数，初始值设定为1；对被测目标的投影数据进行重建，得到被测目标的初始参考图像，即第一参考图像；在第一次迭代过程时，对第一角度的投影数据进行重建，获取第一三维图像，利用光线投射关系和扫描几何参数确定第一三维图像的未更新区域，根据所述第一三维图像和相应的未更新区域计算获得第一补偿图像，并根据该补偿图像和第二角度下的投影数据进行第二三维图像的重建；

所述计算第m参考图像与所述第n-1三维图像的体素差值的过程包括：

将所述第m参考图像的体素值和第n-1三维图像的体素值分别代入体素差公式计算第n-1三维图像的体素差值；其中，所述体素差公式为：

Diff_n-1(i,j,k)＝Img_n-1(i,j,k)-Ref_m(i,j,k)；

其中，Img_n-1(i,j,k)表示第n-1三维图像中第i行第j列第k层的体素值，Ref_m(i,j,k)表示第m参考图像中第i行第j列第k层的体素值，Diff_n-1(i,j,k)表示第n-1三维图像中第i行第j列第k层的体素差值，m表示当前迭代次数；

所述根据体素差值对未更新区域进行插值拟合，得到所述未更新区域各体素的补偿基值的过程包括：

将所述体素差值代入邻域均值公式计算未更新区域的邻域修正值；

将所述未更新区域的邻域修正值代入插值拟合公式计算未更新区域的补偿基值；

所述邻域均值公式为：

Ndiffn-1(i,k)=Σj=JBn-1(i,k)-N+1JBn-1(i,k)Diffn-1(i,j,k)/N]]>

所述插值拟合公式为：

Comn-1(i,j,k)=Ndiffn-1(i,k)j-JJBn-1(i,k)-J,j∈(JBn-1(i,k),J],]]>

其中，Ndiff_n-1(i,k)表示第n-1三维图像中第i行第k层的邻域修正值，J表示第n-1三维图像中体素的边界列数，JB_n-1(i,k)表示未更新区域的边界在第n-1三维图像第i行第k层所处的列数，N表示预设邻域的体素列数，Com_n-1(i,j,k)表示第n-1三维图像第i行第j列第k层的补偿基值；

S20、根据所述补偿基值对第n-1三维图像的未更新区域体素值进行修正补偿，根据修正补偿得到的体素值获取第n-1补偿图像；

S30、利用并行代数重建技术根据第n-1补偿图像对第n角度的投影数据进行重建，得到第n三维图像；

S40、判断n是否等于n0，若否，则将n更新为n+1，返回步骤S10，若是，则进入步骤S50；

S50、将第n三维图像作为第m重建图像结果，判断m是否等于预设的迭代次数，若否，进入步骤S60，若是，则将第m重建图像结果作为最终的断层合成图像；

S60、根据第m重建图像结果和迭代次数m对第m参考图像进行加权处理，获得第m+1参考图像，并将m更新为m+1，返回步骤S10；所述步骤S60包括：

对所述第m重建图像结果的体素值和第m参考图像的体素值代入加权更新公式，计算第m+1参考图像的体素值；其中，所述加权更新公式为：

Ref_m+1(i,j,k)＝(Ref_m(i,j,k)+(m-1)^pRes_m(i,j,k))/(1+(m-1)^p)，

其中，Ref_m+1(i,j,k)表示第m+1参考图像中第i行第j列第k层的体素值，Ref_m(i,j,k)表示第m参考图像中第i行第j列第k层的体素值，Res_m(i,j,k)表示第m重建图像结果中第i行第j列第k层的体素值，m表示当前迭代次数，p为更新权重系数。