[发明专利]基于有限角度迭代重建超视野CT图像的方法

权利要求书

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：

S1:获取CT机系统参数和扫描的原始数据P0；

S2：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；

S3：判断各扫描视角下的投影数据P1是否被截断？

S4：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；

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；

S5：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；

S6：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；

S7：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；

迭代重建公式如下：I_k+1＝I_k-α(k₁(M'(M*I_k-P₃)+k₂*||I||_TV))；

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；

S8：对每次迭代得到的新的图像I_k+1进行非负性约束处理；

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；

S9：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；

S10：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。

2.根据权利要求1所述的基于有限角度迭代重建超视野CT图像的方法，其特征在于：所述CT机系统参数包括但不限于CT机光源到探测器的距离、光源到选择中心的距离、探测器的大小和数量，以及图像重建时设定的相关参数。

3.根据权利要求2所述的基于有限角度迭代重建超视野CT图像的方法，其特征在于：所述步骤S3判断各扫描视角下的投影数据P1是否被截断的方法：设定一阈值，判断投影数据P1边缘通道的数字是否大于该阈值？如果大于该阈值，说明该视角的投影数据P1被截断；否则，说明该投影数据P1没有被截断。

4.根据权利要求3所述的基于有限角度迭代重建超视野CT图像的方法，其特征在于：所述步骤S7迭代重建的迭代步长α为1.0e-8。

5.根据权利要求4所述的基于有限角度迭代重建超视野CT图像的方法，其特征在于：所述步骤S10误差要求为1.0e-10。