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专利号: 2021114805612
申请人: 山东师范大学
专利类型:发明专利
专利状态:授权未缴费
更新日期:2025-02-06
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.一种CBCT图像重建方法,其特征在于:包括以下步骤:获取不同角度的CBCT图像投影数据;

利用投影数据形成的矩阵、CBCT图像中对应体素坐标的X射线衰减系数,和调节一阶与高阶全变分模型之间作用比例的联合因子构建CBCT图像重建模型;所述CBCT图像重建模型,包括:其中:A为系统矩阵,为CBCT图像且其维度为n*n*n,中的每一元素值为待重建CBCT图像中对应体素坐标的X射线衰减系数,为获取到的投影数据,gamma为联合因子;

将已构建的CBCT图像重建模型转化为无约束方程,输出重建后的图像;

所述输出重建后的图像的过程包括,对转化后的无约束方程进行初始化,利用OS‑SART算法对投影数据进行迭代更新,得到初始图像;对初始图像进行非负性约束,获得重建图像并计算误差;初始图像经非负性约束后,联合高阶全变分模型执行梯度下降;更新迭代步长与参数,判断是否达到停止准则的收敛条件,如果达到立即输出重建图像;如果未达到则继续执行迭代;

首先对图像重建模型进行参数设置;初始化操作,命令 开始对CBCT检测板接受到的投影数据进行操作,采用OS‑SART算法对投影数据进行迭代更新,得到初始图像;对初始图像进行非负性约束,确保重建后的每一维数据都不小于0;对梯度下降部分的参数进行初始化操作:如果第一次迭代,则dtv=α*dp;

执行联合高阶全变分模型梯度下降表达式如下:

检查是否满足迭代条件,通过执行以下:

如果dg>rmax*dp且εnow>ε,则dtv=dtv*αred;

判断是否达到停止准则的收敛条件,如果达到立即输出重建图像;

如果未达到则继续执行迭代算法;

停止准则如下:

计算迭代循环向量的余弦值:

如果(cosθ<‑0.995且εnow<ε)或β<0.005则停止执行迭代算法并输出重建图像。

2.一种CBCT图像重建系统,其特征在于:包括:

图像数据采集模块,被配置为:获取不同角度的CBCT图像投影数据;

模型构建模块,被配置为:利用投影数据形成的矩阵、CBCT图像中对应体素坐标的X射线衰减系数,和调节一阶与高阶全变分模型之间作用比例的联合因子构建如权利要求1所述的CBCT图像重建模型;所述CBCT图像重建模型,包括:其中:A为系统矩阵,为CBCT图像且其维度为n*n*n,中的每一元素值为待重建CBCT图像中对应体素坐标的X射线衰减系数,为获取到的投影数据,gamma为联合因子;

重构图像输出模块,被配置为:将已构建的CBCT图像重建模型转化为无约束方程,输出重建后的图像;所述输出重建后的图像的过程包括,对转化后的无约束方程进行初始化,利用OS‑SART算法对投影数据进行迭代更新,得到初始图像;对初始图像进行非负性约束,获得重建图像并计算误差;初始图像经非负性约束后,联合高阶全变分模型执行梯度下降;更新迭代步长与参数,判断是否达到停止准则的收敛条件,如果达到立即输出重建图像;如果未达到则继续执行迭代;

首先对图像重建模型进行参数设置;初始化操作,命令 开始对CBCT检测板接受到的投影数据进行操作,采用OS‑SART算法对投影数据进行迭代更新,得到初始图像;对初始图像进行非负性约束,确保重建后的每一维数据都不小于0;对梯度下降部分的参数进行初始化操作:如果第一次迭代,则dtv=α*dp;

执行联合高阶全变分模型梯度下降表达式如下:

检查是否满足迭代条件,通过执行以下:

如果dg>rmax*dp且εnow>ε,则dtv=dtv*αred;

判断是否达到停止准则的收敛条件,如果达到立即输出重建图像;

如果未达到则继续执行迭代算法;

停止准则如下:

计算迭代循环向量的余弦值:

如果(cosθ<‑0.995且εnow<ε)或β<0.005则停止执行迭代算法并输出重建图像。

3.一种计算机可读存储介质,其上存储有计算机程序,其特征在于,该程序被处理器执行时实现如权利要求1中所述的CBCT图像重建方法中的步骤。

4.一种计算机设备,包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序,其特征在于,所述处理器执行所述程序时实现如权利要求1中所述的CBCT图像重建方法中的步骤。