一种图像重建方法、系统及计算机可读介质技术方案

本申请披露了一种用于图像重建方法、系统及计算机可读介质，所述方法包括可以获得图像数据，其中所述图像数据可以通过所述探测器阵列产生。可以基于所述探测器阵列的至少一个参数来确定一个加权窗。可以基于所述图像数据和所述加权窗来确定第一组数据。可以基于所述第一组数据来确定与目标图像相关的目标函数，其中所述目标函数可以包括一个第一模型，所述第一模型可以表示所述目标图像与所述第一组数据之间的差值，并且所述第一模型可以基于所述第一组数据而识别。可以基于所述目标函数，通过执行多次迭代来重建所述目标图像。

Image reconstruction method, system and computer-readable medium

The present application discloses an image reconstruction method, a system, and a computer readable medium comprising image data that can be obtained, wherein the image data can be generated by the detector array. A weighting window can be determined based on at least one parameter of the detector array. The first set of data can be determined based on the image data and the weighted window. A target function associated with the target image may be determined based on the first set of data, wherein the target function may include a first model that may represent the difference between the target image and the first set of data, and the first model may be identified based on the first set of data. Based on the objective function, the target image can be reconstructed by performing multiple iterations.

【技术实现步骤摘要】
一种图像重建方法、系统及计算机可读介质
本申请涉及图像重建，具体涉及一种基于计算机断层图像数据进行迭代重建的系统和方法。
技术介绍
计算机断层摄影(CT)利用计算机处理多个角度获得的X射线图像的组合产生断层图像。迭代重建技术广泛地用于CT图像重建。在扫描期间，物体的移动可能使得使用迭代重建技术重建的CT图像中产生运动伪影和/或噪声。因此，希望提供用于减少或消除图像重建中的运动伪影和/或噪声的系统和方法。
技术实现思路
本申请的一个方面涉及一种图像重建方法。所述方法包括获得图像数据，其中所述图像数据可以通过所述探测器阵列产生；基于所述探测器阵列的至少一个参数来确定一个加权窗；基于所述图像数据和所述加权窗来确定第一组数据；基于所述第一组数据来确定与目标图像相关的目标函数，其中所述目标函数可以包括一个第一模型，所述第一模型可以表示所述目标图像与所述第一组数据之间的差值，并且所述第一模型可以基于所述第一组数据确定；基于所述目标函数，通过执行多次迭代来重建所述目标图像。在一些实施例中，所述基于所述图像数据和所述加权窗确定第一组数据包括：基于所述图像数据矩阵和所述加权窗的点积确定所述第一组数据，所述图像数据矩阵包括多个图像数据子集。在一些实施例中，所述基于所述图像数据和所述加权窗确定第一组数据包括：确定加权矩阵，所述加权矩阵包括多个加权因子；以及基于所述图像数据、所述加权窗以及所述加权矩阵确定所述第一组数据。在一些实施例中，所述加权矩阵的多个加权因子在0到1之间。在一些实施例中，所述方法进一步包括：基于所述探测器阵列的一个参数确定所述加权矩阵的多个加权因子，所述参数包括所述探测器阵列中的探测器单元在排方向上的位置。在一些实施例中，确定所述多个加权因子包括：使用第一参数和第二参数，所述第一参数定义探测器单元在排方向上的位置的第一范围，所述第一范围对应第一集合的加权因子，所述第一集合的加权因子等于1，所述第二参数定义所述探测器单元在排方向上的所述位置的第二范围，所述第二范围对应第二集合的加权因子，所述第二集合的加权因子大于或等于0且小于1。在一些实施例中，所述第一参数或第二参数是0至10之间的常数值。在一些实施例中，所述目标函数包括用于对所述图像数据进行降噪的正则项，以及基于所述第一组数据确定所述目标函数包括：基于第二模型确定所述用于对所述图像数据进行去噪的正则项；以及基于所述第一模型以及所述正则项确定所述目标函数。在一些实施例中，基于所述第一数据集确定所述目标函数包括：基于所述加权矩阵确定第二模型，所述第二模型与对图像估计进行降噪的强度有关，所述图像估计产生于所述多次迭代操作中的迭代过程。在一些实施例中，所述目标函数为所述第一模型以及所述正则项的和。在一些实施例中，所述方法进一步包括：确定与所述目标函数有关的约束条件，所述约束条件用于确定所述目标函数的目标值，所述目标值对应所述目标图像。在一些实施例中，所述方法进一步包括：预处理所述图像数据，所述预处理包括基于第三模型对所述图像数据进行降噪，所述第三模型基于噪声统计模型产生。在一些实施例中，与所述探测器阵列有关的参数包括以下参数中的至少一个：所述探测器单元在排方向上的第一数量、所述探测器单元在通道方向上的第二数量、节距或探测器单元中的一个探测器单元相对于所述通道方向的角度。本申请的又一方面涉及一种图像重建系统。所述系统包括：获取模块和处理模块，其中：获取模块用于获取探测器阵列产生的图像数据；处理模块用于基于所述探测器阵列的至少一个参数确定加权窗、基于所述图像数据和所述加权窗确定第一组数据、基于所述第一组数据确定与目标图像有关的目标函数，以及基于所述目标函数执行多个迭代操作以重建所述目标图像。本申请的另一个方面涉及一种具有计算机程序产品的非暂时性计算机可读介质。所述计算机程序产品可以包括指令，所述指令经配置以使计算装置执行所述方法。因为采用了以上的技术方案，本专利技术具备以下的技术效果：一、根据噪声统计信息扩展加权窗，采用扩展后的加权窗选择用于重建图像的投影数据，通过减少与运动有关的投影数据参与图像重建，从而可以有效降低重建图像中的运动伪影，并降低噪声。二、在利用目标函数迭代重建图像中，通过扩展后的加权窗确定参与图像重建的投影数据，采用较少的数据参与图像重建可以降低运动伪影，但同时会使图像噪声增加。本申请可以基于扩展后的加权窗确定噪声预测模型，基于噪声预测模型控制噪声惩罚的力度，在降低伪影的同时增大去噪力度，从而使重建图像中的噪声与伪影达到平衡。附图说明图1为示出了根据本申请的一些实施例所示的一个示例性处理模块的框图；图2为根据本申请的一些实施例所示的处理图像数据的一个示例性流程图；图3为根据本申请的一些实施例所示的重建图像的一个示例性流程图；图4为根据本申请的一些实施例所示的重建图像的另一个示例性流程图；图5为根据本申请的一些实施例所示的确定目标函数的一个示例性流程图；图6为根据本申请的一些实施例所示的迭代重建的一个示例性流程图；图7为根据本申请的一些实施例所示的一个修正的Tam窗口的示意图；图8为根据本申请的一些实施例所示的一个加权矩阵的示意图；图9为为根据本申请的一些实施例所示的一个修正的Tam窗口和一个加权矩阵的组合的示意图；图10为根据本申请的一些实施例所示的基于原始数据重建的肠部的示例性图像；图11为根据本申请的一些实施例所示的基于加权矩阵和/或原始数据重建的肠部的示例性图像；图12为根据本申请的一些实施例所示的基于原始数据重建的肺部的示例性图像；图13为根据本申请的一些实施例所示的基于加权矩阵和/或原始数据重建的肺部的示例性图像；图14为根据本申请的一些实施例所示的基于加权矩阵和原始数据重建的示例性图像；图15为根据本申请的一些实施例所示的基于加权矩阵和原始数据重建的示例性图像；图16为根据本申请的一些实施例所示的基于加权矩阵和原始数据重建的示例性图像；图17为根据本申请的一些实施例所示的基于加权矩阵和原始数据重建的示例性图像；图18为根据本申请的一些实施例所示的关于正则化强度的第二模型的示例性图像；图19为根据本申请的一些实施例所示的关于正则化强度的第二模型，以及基于加权矩阵和原始数据重建的示例性图像；图20为根据本申请的一些实施例所示的关于正则化强度的第二模型的示例性图像；图21为根据本申请的一些实施例所示的关于正则化强度的第二模型，以及基于加权矩阵和原始数据重建的示例性图像；图22为根据本申请的一些实施例所示的基于加权矩阵和原始数据重建的示例性图像；图23为根据本申请的一些实施例所示的基于加权矩阵、原始数据和/或关于正则化强度的第二模型重建的示例性图像；图24为根据本申请的一些实施例所示的基于加权矩阵和原始数据重建的示例性图像；以及图25为根据本申请的一些实施例所示的基于加权矩阵、原始数据和/或关于正则化强度的第二模型重建的示例性图像。具体实施方式图1为根据本申请的一些实施例所示的一个示例性处理模块100的框图。处理模块100可以包括预处理单元102、数据加权单元104、降噪单元106、模型确定单元108以及图像重建单元110。预处理单元102可以预处理图像数据。在一些实施例中，图像数据可以包括原始数据(例如，投影数据)。在一些实施例中，预处本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种图像重建方法，所述方法包括：获取图像数据，所述图像数据由探测器阵列产生；基于所述探测器阵列的至少一个参数确定加权窗；基于所述图像数据和所述加权窗确定第一组数据；基于所述第一组数据确定与目标图像有关的目标函数，所述目标函数包括第一模型，所述第一模型表示所述目标图像与所述第一组数据集之间的差值，所述第一模型基于所述第一组数据确定；以及基于所述目标函数执行多个迭代操作以重建所述目标图像。

【技术特征摘要】
2017.08.18 CN PCT/CN2017/0980251.一种图像重建方法，所述方法包括：获取图像数据，所述图像数据由探测器阵列产生；基于所述探测器阵列的至少一个参数确定加权窗；基于所述图像数据和所述加权窗确定第一组数据；基于所述第一组数据确定与目标图像有关的目标函数，所述目标函数包括第一模型，所述第一模型表示所述目标图像与所述第一组数据集之间的差值，所述第一模型基于所述第一组数据确定；以及基于所述目标函数执行多个迭代操作以重建所述目标图像。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，基于所述图像数据和所述加权窗确定第一组数据包括：基于所述图像数据矩阵和所述加权窗的点积确定所述第一组数据，所述图像数据矩阵包括多个图像数据子集。3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，基于所述图像数据和所述加权窗确定第一组数据包括：基于所述探测器阵列的一个参数确定加权矩阵，所述参数包括所述探测器阵列中的探测器单元在排方向上的位置，所述加权矩阵包括多个加权因子，所述加权矩阵的多个加权因子在0到1之间；以及基于所述图像数据、所述加权窗以及所述加权矩阵确定所述第一组数据。4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，确定所述多个加权因子包括：使用第一参数和第二参数，所述第一参数定义探测器单元在排方向上的位置的第一范围，所述第一范围对应第一集合的加权因子，所述第一集合的加权因子等于1，所述第二参数定义所述探测器单元在排方向上的所述位置的第二范围，所述第二范围对应第二集合的加权因子，所述第二集合的加权因子大于或等于0且小于1。...

【专利技术属性】
技术研发人员：曹文静，
申请(专利权)人：上海联影医疗科技有限公司，
类型：发明
国别省市：上海,31