【技术实现步骤摘要】
三维CT层间图像插值修复与超分辨处理方法及装置
本专利技术涉及CT图像处理
，尤其涉及三维CT层间图像插值修复与超分辨处理方法及装置。
技术介绍
电子计算机断层扫描(computedtomography,CT)图像是探测器与X线束、超声波等一起围绕人体的某一部位作连续的断面扫描得到的。CT作为一种常用的医学成像方法,因其能够显示人体内某一部位的细节,近年来在中枢神经系统疾病、胸部疾病等的诊断治疗中发挥着极其重要的作用,但是CT图像的分辨率与X射线剂量的多少有着紧密的联系。如果减少X射线剂量,就很有可能出现严重的伪影,病灶部位也很难在CT图像上清楚地呈现出来,降低了诊断的可靠性；如果增加X射线剂量,可能造成免疫系统的损伤,有诱发癌症的潜在风险。其中CT图像超分辨率重建方法发展迅速,近年来的方法主要分为以下两种:1)单个图像超分辨(singleimagesuperresolution,SISR)。它只参考当前低分辨率图像,而不依赖其他相关图像。例如Ledig等人使用生成对抗性网络的真实感进行单幅图像超分辨。Lim等人将增强的深度残差网络用于单幅图像超分辨。使用反...
【技术保护点】
1.三维CT层间图像插值修复与超分辨处理方法，其特征在于，方法包括：步骤一，通过CLG‑TV光流估计模型求解CT图像相邻切片间像素的对应关系；步骤二，通过像素间对应关系的映射函数找到目标位置，并用图像翘曲方式来插值出中间切片；步骤三，利用4D‑CT图像固有的帧间非局部自相似性,对插值过程中产生的细小孔洞和模糊进行图像修复。
【技术特征摘要】
1.三维CT层间图像插值修复与超分辨处理方法，其特征在于，方法包括：步骤一，通过CLG-TV光流估计模型求解CT图像相邻切片间像素的对应关系；步骤二，通过像素间对应关系的映射函数找到目标位置，并用图像翘曲方式来插值出中间切片；步骤三，利用4D-CT图像固有的帧间非局部自相似性,对插值过程中产生的细小孔洞和模糊进行图像修复。2.根据权利要求1所述的三维CT层间图像插值修复与超分辨处理方法，其特征在于，步骤一还包括：通过CLG算法将全局算法中对单个像素点使用亮度守恒假设扩展到它的邻域内,平滑项不做改变,得到更加准确致密的光流场；CLG光流估计模型为：ECLG＝∫Ω(W2(x,y)·(Ixvx+Iyvy+It)2+S)dxdy.(1)其中,W(x,y)是以点(x,y)为中心的邻域Ω内每个点的权重系数,Ix、Iy、It是像素点的灰度沿x、y、t方向的偏导数为平滑项；对于CLG光流估计模型中L2范数对图像噪声敏感的问题,引入对光流的L1范数约束,使估计模型具有更加鲁棒的抗噪性能同时引入双边滤波技术和各向异性扩散的平滑策略；给数据项添加双边滤波约束和各向异性正则化增强了特定的填充过程,得到CLG-TV变分光流估计模型:上式中,为数据项,ω为数据项与平滑项之间的权重系数,bfw表示对数据项进行平滑滤波,region代表双边滤波器的作用域；平滑项Esmooth使用图像驱动的各向异性扩散因子数据项的定义如下：其中,X＝(x,y)为像素点坐标,F＝(vx,vy)为二维方向上的光流，x表示x方向和y表示y方向,F0为光流场的初始估计。3.根据权利要求2所述的三维CT层间图像插值修复与超分辨处理方法，其特征在于，步骤一还包括：在求解光流模型过程中,采用纹理结构分解方法和由粗到精的高斯金字塔算法，对图像进行结构纹理分解,将输入图像I分解为包含图像结构信息的部分Is和包含图像纹理信息的部分It,It＝I-Is,由于It基本上没有受到阴影、遮挡等的影响,将It作为新的输入图像,初始化F0；由图像大小确定金字塔层数每一层光流有是从低精度的k层传向k+1层的光流,是从k层传向k+1层的光流增量；利用交替方向乘子法(ADMM)快速迭代求解光流,直至k＝n-1。4.根据权利要求1所述的三维CT层间图像插值修复与超分辨处理方法，其特征在于，步骤二还包括：在三维CT图像层间插值过程中,将传统方法中的翘曲操作引入到算法中，取得插值结果；基于图像翘曲计算原图像中的每个像素与其运动矢量之间的映射函数,实现像素点的位移，得到目标图像；对两幅图像之间的中间层进行插值是对发生的运动进行插值,使运动物体沿运动轨迹...
【专利技术属性】
技术研发人员：刘慧，林毓秀，郭强，张彩明，
申请(专利权)人：山东财经大学，
类型：发明
国别省市：山东,37
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