(19)国家知识产权局 (12)发明 专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请 号 202211276507.0 (22)申请日 2022.10.19 (71)申请人 首都师范大学 地址 100048 北京市海淀区西三环北路10 5 号 (72)发明人 赵旭鹰　赵云松　郭文秀　章歆婷　 蒋文锦　 (74)专利代理 机构 北京超凡宏宇专利代理事务 所(特殊普通 合伙) 11463 专利代理师 刘攀 (51)Int.Cl. G06T 7/00(2017.01) G06T 5/00(2006.01) G06T 11/00(2006.01) (54)发明名称 基于非线性扩散模型的有限角 CT图像重建 方法及装置 (57)摘要 本申请提供了基于非线性扩散模型的有限 角CT图像重建方法及装置， 步骤如下： 利用有限 角CT扫描数据集 ， 通过与扫描几何参数集G相关 的图像重建算子 对候选图像 进行更新后 得到图像 ； 根据图像 中像素点的 像素值， 确定图像 的边缘信息； 对图像 的边缘点进行赋值后得到边缘指示符函 数； 根据边缘指示符函数， 利用二维非线性扩散 模型对图像 进行更新后得到图像 ； 判断 ， 或是否达到迭代次数上 限 ， 若满足， 则终止迭代， 输出图像 。 采用上述方法， 以提高重建得到的CT图像的准确 性。 权利要求书4页 说明书18页 附图8页 CN 115359049 A 2022.11.18 CN 115359049 A 1.一种基于非线性扩散模型的有限角CT图像重建方法， 其特 征在于， 所述方法包括： 步骤1， 输入已知数据集： 有限角CT扫描获得的数据集p， CT扫描几何参数集G； 步骤2， 初始化： 初始候选图像 ， 确定迭代次数 上限 和迭代终止阈值 ； 步骤3， 迭代处理候选图像 ， =0， 1， 2，···， ， 利用有限角CT扫描数据集 ， 通 过与扫描几何参数集G相关的图像重建算子 对候选图像 进行更新后得到图像 ， 其中， 表示扫描几何参数集G相关的图像重建算子； 步骤4， 根据图像 中的每个像素点在预设八个方向上相邻的八个像素点的像素 值， 确定出图像 的边缘信息； 步骤5， 根据预设的赋值规则对图像 的边缘信息中的边缘点进行赋值后得到边 缘指示符函数； 步骤6， 根据所述边缘指示符函数， 利用预设的二维非线性扩散模型对图像 进行 更新后得到图像 ； 步骤7， 判断相邻两次迭代图像间的差别是否小于所述迭代终止阈值 ， 即 ， 或是否达到迭代次数上限 ， 若不满足， 转至步骤3， 若满足， 则终止 迭代， 输出图像 。 2.根据权利要求1所述的方法， 其特征在于， 所述步骤3中， 在利用有限角CT扫描数据集 ， 通过与扫描几何参数集G相关的图像重建算子 对候选图像 进行更新后得到图像 前， 所述方法还 包括： 将候选图像 的投影数据进行随机化处 理； 在利用有限角CT扫描数据集 ， 通过与扫描几何参数集G相关 的图像重建算子 对候 选图像 进行更新后得到图像 后， 所述方法还 包括： 将图像 中的负像素 赋值为0。 3.根据权利要求1所述的方法， 其特征在于， 所述步骤4 中， 所述根据图像 中的每 个像素点在预设八个方向上相邻的八个像素点的像素值， 确定出图像 的边缘信息， 包括： 对于图像 中的每个像素点， 根据该像素点在 预设八个方向上相邻的八个像素点 的像素值确定出 该像素点的梯度值； 判断该像素点的梯度值是否超过 预设的标准梯度值； 若该像素点的梯度值超过 所述标准梯度值， 则将该像素点标记为 边缘点； 将图像 中的所有边 缘点的坐标进行集 合得到图像 的边缘信息。 4.根据权利要求1所述的方法， 其特征在于， 所述步骤6 中， 所述根据 所述边缘指示符函 数， 利用预设的二维 非线性扩散模型对图像 进行更新后得到图像 ， 包括： 利用下述 二维非线性扩散模型确定出图像 ： ； 其中， 为预设的加权参数， 为所述边缘指示符函数， 为图像 ， 权　利　要　求　书 1/4 页 2 CN 115359049 A 2为图像 ， ， 为图像 的在 方向上的偏微分， 为图像 的在 方向上的偏微分， 为图像 的 在 方向上的二阶偏微分,   为图像 的在 方向上的二阶偏微分, 为图像 的在 和 方向上的二阶混合偏微分， 为图像的像素点坐标， 表示 轴坐标值， 表示 轴坐标值， 表示“被定义为”。 5.一种基于非线性扩散模型的有限角CT图像重建装置， 其特 征在于， 所述装置包括； 数据集输入模块， 用于输入已知数据集： 有限角CT扫描获得的数据集p， CT扫描几何参 数集G； 初始化模块， 用于初始候选图像 ， 确定迭代次数 上限 和迭代终止阈值 ； 第一图像更新模块， 用于迭代处理候选图像 ， =0， 1， 2，···， ， 利用有限角CT 扫描数据集 ， 通过与扫描几何参数集G相关的图像重建算子 对候选图像 进行更新 后得到图像 ， 其中， 表示扫描几何参数集G相关的图像重建算子； 边缘信息确定模块， 用于根据图像 中的每个像素点在 预设八个方向上相邻的八 个像素点的像素值， 确定出图像 的边缘信息； 边缘指示符函数确定模块， 用于根据预设的赋值规则 对图像 的边缘信息中的边 缘点进行赋值后得到边 缘指示符函数； 第二图像更新模块， 用于根据所述边缘指示符函数， 利用预设的二维非线性扩散模型 对图像 进行更新后得到图像 ； 图像输出模块， 用于判断相邻两次迭代图像间的差别是否小于所述迭代终止阈值 ， 即 ， 或是否达到迭代次数上限 ， 若不满足， 转至步骤3， 若满足， 则终止 迭代， 输出图像 。 6.一种基于非线性扩散模型的有限角CT图像重建方法， 其特 征在于， 所述方法包括： 步骤1， 输入已知数据集： 有限角CT扫描获得的数据集p， CT扫描几何参数集G； 步骤2， 初始化： 初始候选图像 ， 确定迭代次数 上限 和迭代终止阈值 ； 步骤3， 迭代处理候选图像 ， =0， 1， 2，···， ， 根据图像 中的每个像素点在 预设八个方向上相邻的八个 像素点的像素值， 确定出图像 的边缘信息； 步骤4， 根据预设的赋值规则对图像 的边缘信息中 的边缘点进行赋值后得到边缘指 示符函数； 步骤5， 根据所述边缘指示符函数， 利用预设的二维非线性扩散模型对图像 进行更 新后得到图像 ； 步骤6， 利用有限角CT扫描数据集 ， 通过与扫描几何参数集G相关的图像重建算子 对图像 进行更新后得到图像 ， 其中， 表示扫描几何参数集G 相关的图像重建算子； 步骤7， 判断相邻两次迭代图像间的差别是否小于所述迭代终止阈值 ， 即权　利　要　求　书 2/4 页 3 CN 115359049 A 3