一种基于紧小波框架的双正则化有限角CT图像重建方法技术

本发明专利技术涉及一种基于紧小波框架的双正则化有限角CT图像重建方法，属于图像处理领域。该方法包括以下步骤：S1：采集投影数据；S2：建立双正则化有限角CT重建模型；S3：有限角CT迭代重建；S4：输出重建图像；当步骤S3中的迭代重建算法收敛时，输出重建图像。本发明专利技术公开的基于紧小波框架的双正则化有限角CT图像重建方法包含对高频部分进行硬阈值处理，和对低频部分进行图像TV最小化光滑处理，经过这种双正则化机制处理后，不仅CT图像的有限角伪影和噪声能够有效地抑制，而且能够有效保护边界，从而提高CT重建图像的质量。

【技术实现步骤摘要】
一种基于紧小波框架的双正则化有限角CT图像重建方法
本专利技术属于图像处理领域，涉及一种基于紧小波框架的双正则化有限角CT图像重建方法。
技术介绍
受扫描环境、被扫描目标自身结构等因素限制，有时候只能够在一定的角度范围内对待检目标进行扫描，此时采集投影数据是不完备的。例如：在役管道成像、大尺寸物体检测、C型臂CT(ComputedTomography)等。这种扫描情形称为有限角CT扫描。针对有限角CT扫描的重建问题，采用传统的滤波反投影重建算法将使得重建图像出现许多伪影，导致有些重要结构信息丢失或被掩盖，严重地影响无损检测的精度或医生对于病症的诊断。因此针对有限角CT图像重建问题，如何重建出符合无损检测标准或医生诊断要求的高质量CT图像具有较大的实际意义。现有技术，传统的代数重建算法ART(AlgebraicReconstructionTechnique)、SART(SimultaneousAlgebraicReconstructionTechnique)和SIRT(SimultaneousIterativeReconstruc本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于紧小波框架的双正则化有限角CT图像重建方法，其特征在于：该方法包括以下步骤：/nS1：采集投影数据；/nS2：建立双正则化有限角CT重建模型；/nS3：有限角CT迭代重建；/nS4：输出重建图像；当步骤S3中的迭代重建算法收敛时，输出重建图像。/n

【技术特征摘要】
1.一种基于紧小波框架的双正则化有限角CT图像重建方法，其特征在于：该方法包括以下步骤：
S1：采集投影数据；
S2：建立双正则化有限角CT重建模型；
S3：有限角CT迭代重建；
S4：输出重建图像；当步骤S3中的迭代重建算法收敛时，输出重建图像。


2.根据权利要求1所述的一种基于紧小波框架的双正则化有限角CT图像重建方法，其特征在于：所述S1具体为：
在控制与图像处理系统的控制下，首先将射线源和线阵探测器绕待检的中心沿着轨道旋转有限的角度来获得不完备的投影数据，然后传送到控制与图像处理系统中存储。


3.根据权利要求2所述的一种基于紧小波框架的双正则化有限角CT图像重建方法，其特征在于：所述S2具体为：
采用离散模型进行重建时，首先需要将所有(x,y)对应的重建像素f(x,y)按照y的维度将其转变成一个长长的列向量f，列向量f的维数为N×1，其中N＝n1×n2，n1为f(x,y)在x方向的维数，n2为f(x,y)在y方向的维数；
然后，将所有投影视角指标s对应线阵探测器位置a的投影数据gδ(a,s)按照s的维度将其转变成一个长长的列向量gδ，列向量gδ的维数为M×1，其中M＝m1×m2，m1为gδ(a,s)在a方向的维数，m2为gδ(a,s)在s方向的维数，即总的投影视角数；
采用B样条紧小波框架变换将重建图像分解成低频部分和高频部分，使得图像进行多尺度、多分辨率分解；
为抑制高频中的噪声和伪影，通过对B样条紧小波框架变换高频部分进行L0稀疏正则化约束，为了使得重建图像变得光滑和抑制低频部分的伪影，对B样条紧小波框架变换的低频部分进行TV正则化约束；
建立的模型如下：



其中A∈RM×N是有限角CT系统矩阵，f∈RN×1是待重建图像，gδ∈RM×1是有限角CT投影数据，Ω是凸集(Ω:＝{f|f≥0})，||x||D＝<Dx,x>；D是一个对角矩阵，其对角元素为且对所有i′＝1,2,...,M，λi是正则化参数，W是B样条紧小波框架；Ω1是高频子带的指标集，Ω2是低频子带的指标集，Ω1∪Ω2表示所有B样条紧小波框架变换子带的指标集；||β||0是统计β的非0元素个数，
在B样条紧小波框架变换时，将f中(x,y)的y维度排成1个2维矩阵f(x,y)，然后对...

【专利技术属性】
技术研发人员：王成祥，王艳，赵克全，
申请(专利权)人：重庆师范大学，
类型：发明
国别省市：重庆;50