一種圖像重建方法、裝置及設(shè)備的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及圖像處理技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種圖像重建方法、裝置及設(shè)備。
【背景技術(shù)】
[0002]目前，在醫(yī)療成像領(lǐng)域中，利用如計算機(jī)層析成像(Computed Tomography，CT)或 核磁共振成像(Magnetic Resonance Imaging，MRI)等醫(yī)療設(shè)備對病人進(jìn)行掃描檢查后，通 常需要對掃描數(shù)據(jù)進(jìn)行圖像重建，以生成可供醫(yī)生查看的圖像。
[0003] 基于投影的方式實現(xiàn)圖像重建的方法有很多，例如直接反投影法、濾波反投影法 (Filtered Back Projection，F(xiàn)BP)或傅立葉直接變換法等，其實質(zhì)是按照采集的投影數(shù) 據(jù)，求解圖像矩陣中的像素值，以重新構(gòu)造圖像的過程。CT、磁共振接收器在運(yùn)行過程中由 于電磁干擾等原因?qū)е履硞€或某些投影角度的一個或一些投影角度的投影數(shù)據(jù)發(fā)生移動， 從而在圖像重建后圖像中出現(xiàn)明顯的放射狀偽影，影響MRI圖像或CT圖像的質(zhì)量，從而也影 響醫(yī)生根據(jù)獲得的MRT或CT圖像進(jìn)行診斷的準(zhǔn)確性。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 為了解決現(xiàn)有技術(shù)中存在的圖像重建后生成的圖像中出現(xiàn)明顯的放射狀偽影，而 且對比度較低，影響圖像質(zhì)量的技術(shù)問題，本發(fā)明提供了一種圖像重建方法、裝置和設(shè)備， 實現(xiàn)了減少圖像中放射狀偽影，提高圖像對比度，改善圖像質(zhì)量的目的。
[0005] 本發(fā)明實施例提供了一種圖像重建方法，所述方法包括：
[0006] 獲取對被掃描對象進(jìn)行掃描得到的第一投影數(shù)據(jù)組，所述第一投影數(shù)據(jù)組包括每 個投影角度各自對應(yīng)的第一投影數(shù)據(jù)；
[0007] 利用所述第一投影數(shù)據(jù)組進(jìn)行圖像重建，得到第一重建數(shù)據(jù)；
[0008] 根據(jù)所述第一重建數(shù)據(jù)進(jìn)行投影計算，得到第二投影數(shù)據(jù)組，所述第二投影數(shù)據(jù) 組包括每個投影角度各自對應(yīng)的第二投影數(shù)據(jù)；
[0009] 針對每個投影角度分別計算對應(yīng)的所述第一投影數(shù)據(jù)偏移所述第二投影數(shù)據(jù)的 距離，并利用所述偏移距離對所述第一投影數(shù)據(jù)進(jìn)行修正，實現(xiàn)對第一投影數(shù)據(jù)組的優(yōu)化；
[0010] 利用優(yōu)化后的第一投影數(shù)據(jù)組進(jìn)行重建，得到第二重建數(shù)據(jù)；
[0011] 根據(jù)所述第二重建數(shù)據(jù)生成圖像，實現(xiàn)圖像重建。
[0012] 優(yōu)選的，所述針對每個投影角度分別計算對應(yīng)的所述第一投影數(shù)據(jù)偏移所述第二 投影數(shù)據(jù)的距離包括：
[0013] 針對每個投影角度分別構(gòu)建關(guān)于對應(yīng)的所述第一投影數(shù)據(jù)和所述第二投影數(shù)據(jù) 的互相關(guān)函數(shù)，并根據(jù)所述互相關(guān)函數(shù)的最大值得到所述第一投影數(shù)據(jù)偏移所述第二投影 數(shù)據(jù)的距離。
[0014] 優(yōu)選的，所述互相關(guān)函數(shù)的計算公式為：
[0015] Corre(r) = iFFT{FFT[S0(r)] · conj[FFT(Te(r))]}
[0016] 其中，CorreW為投影角度Θ對應(yīng)的互相關(guān)函數(shù)的值，所述Se(r)為投影角度Θ對應(yīng) 的第一投影數(shù)據(jù)，所述Te(r)為投影角度Θ對應(yīng)的第二投影數(shù)據(jù)，所述r為所述第一投影數(shù)據(jù) 偏移的距離，所述FFT為傅里葉函數(shù)，所述iFFT為反傅里葉函數(shù)，所述conj為求取共輒。 [0017]優(yōu)選的，所述互相關(guān)函數(shù)的計算公式為：
[0019] 其中，C〇rre(r)為投影角度Θ的互相關(guān)函數(shù)的值，所述Se(m)為投影角度Θ對應(yīng)的第m 個第一投影數(shù)據(jù)，所述Te(m)為投影角度Θ對應(yīng)的第m個第二投影數(shù)據(jù)，所述conj為求取共 輒，所述N為所述投影角度Θ對應(yīng)的第一投影數(shù)據(jù)或第二投影數(shù)據(jù)的個數(shù)，所述m為第一投影 數(shù)據(jù)和第二投影數(shù)據(jù)中各投影數(shù)據(jù)的編號，所述r為所述第一投影數(shù)據(jù)偏移的距離。
[0020] 優(yōu)選的，所述針對每個投影角度分別計算對應(yīng)的所述第一投影數(shù)據(jù)偏移所述第二 投影數(shù)據(jù)的距離包括：
[0021] 針對每個投影角度分別以預(yù)設(shè)偏移距離為單位連續(xù)偏移所述第一投影數(shù)據(jù)，每次 偏移都計算所述第一投影數(shù)據(jù)在偏移后與所述第二投影數(shù)據(jù)的相關(guān)性，將相關(guān)性最高時對 應(yīng)的所述第一投影數(shù)據(jù)偏移原始位置的距離作為所述第一投影數(shù)據(jù)偏移所述第二投影數(shù) 據(jù)的距離。
[0022] 優(yōu)選的，所述每次偏移都計算所述第一投影數(shù)據(jù)在偏移后與所述第二投影數(shù)據(jù)的 相關(guān)性，將相關(guān)性最高時所述第一投影數(shù)據(jù)偏移原始位置的距離作為所述第一投影數(shù)據(jù)偏 移所述第二投影數(shù)據(jù)的距離包括：
[0023]每次偏移都計算所述第一投影數(shù)據(jù)在偏移后與所述第二投影數(shù)據(jù)的相關(guān)系數(shù)，將 相關(guān)系數(shù)最大時對應(yīng)的所述第一投影數(shù)據(jù)偏移原始位置的距離作為所述第一投影數(shù)據(jù)偏 移所述第二投影數(shù)據(jù)的距離。
[0024]優(yōu)選的，所述每次偏移都計算所述第一投影數(shù)據(jù)在偏移后與所述第二投影數(shù)據(jù)的 相關(guān)性，將相關(guān)性最高時所述第一投影數(shù)據(jù)偏移原始位置的距離作為所述第一投影數(shù)據(jù)偏 移所述第二投影數(shù)據(jù)的距離包括：
[0025] 每次偏移都計算所述第一投影數(shù)據(jù)在偏移后與所述第二投影數(shù)據(jù)的范數(shù)，將范數(shù) 最小時對應(yīng)的所述第一投影數(shù)據(jù)偏移原始位置的距離作為所述第一投影數(shù)據(jù)偏移所述第 二投影數(shù)據(jù)的距離。
[0026] 優(yōu)選的，在得到第二重建數(shù)據(jù)之后，所述方法還包括：
[0027] 若不滿足迭代完成條件，則返回執(zhí)行根據(jù)所述第一重建數(shù)據(jù)進(jìn)行投影計算的步 驟，并將該步驟中的第一重建數(shù)據(jù)替換為所述第二重建數(shù)據(jù)，以進(jìn)行迭代；
[0028] 所述根據(jù)所述第二重建數(shù)據(jù)生成圖像包括：
[0029] 利用迭代完成后最終得到的重建數(shù)據(jù)生成圖像。
[0030] 優(yōu)選的，所述迭代條件包括達(dá)到迭代次數(shù)或上一輪迭代的得到重建數(shù)據(jù)與本輪迭 代得到的重建數(shù)據(jù)之間的差異小于或等于預(yù)設(shè)限值。
[0031] 本發(fā)明實施例還提供了一種圖像重建裝置，所述裝置包括:獲取單元、第一圖像重 建單元、投影單元、修正單元、第二圖像重建單元和圖像生成單元;其中，所述獲取單元與所 述第一圖像重建單元連接，所述第一圖像重建單元和所述投影單元連接，所述投影單元和 所述修正單元連接，所述修正單元和所述第二圖像重建單元連接，所述第二圖像重建單元 和所述圖像生成單元連接；
[0032] 所述獲取單元，用于獲取對被掃描對象進(jìn)行掃描得到的第一投影數(shù)據(jù)組，所述第 一投影數(shù)據(jù)組包括每個投影角度各自對應(yīng)的第一投影數(shù)據(jù)；
[0033] 所述第一圖像重建單元，用于利用第一投影數(shù)據(jù)組進(jìn)行圖像重建，得到第一重建 數(shù)據(jù)，所述第一投影數(shù)據(jù)組包括每個投影角度各自對應(yīng)的第一投影數(shù)據(jù)；
[0034] 所述投影單元，用于根據(jù)所述第一重建數(shù)據(jù)進(jìn)行投影計算，得到第二投影數(shù)據(jù)組， 所述第二投影數(shù)據(jù)組包括每個投影角度各自對應(yīng)的第二投影數(shù)據(jù)；
[0035] 所述修正單元，用于針對每個投影角度分別計算對應(yīng)的所述第一投影數(shù)據(jù)偏移所 述第二投影數(shù)據(jù)的距離，并利用所述偏移距離對所述第一投影數(shù)據(jù)進(jìn)行修正，實現(xiàn)對第一 投影數(shù)據(jù)組的優(yōu)化；
[0036] 所述第二圖像重建單元，用于利用優(yōu)化后的第一投影數(shù)據(jù)組進(jìn)行圖像重建，得到 第二重建數(shù)據(jù)；
[0037] 所述圖像生成單元，用于根據(jù)所述第二重建數(shù)據(jù)生成圖像，實現(xiàn)圖像重建。
[0038]優(yōu)選的，所述修正單元，具體用于：
[0039]針對每個投影角度分別構(gòu)建關(guān)于對應(yīng)的所述第一投影數(shù)據(jù)和所述第二投影數(shù)據(jù) 的互相關(guān)函數(shù)，并根據(jù)所述互相關(guān)函數(shù)的最大值得到所述第一投影數(shù)據(jù)偏移所述第二投影 數(shù)據(jù)的距離。
[0040] 優(yōu)選的，所述修正單元，具體用于：
[0041] 針對每個投影角度分別以預(yù)設(shè)偏移距離為單位連續(xù)偏移所述第一投影數(shù)據(jù)，每次 偏移都計算所述第一投影數(shù)據(jù)在偏移后與所述第二投影數(shù)據(jù)的相關(guān)性，將相關(guān)性最高時對 應(yīng)的所述第一投影數(shù)據(jù)偏移原始位置的距離作為所述第一投影數(shù)據(jù)偏移所述第二投影數(shù) 據(jù)的距離。
[0042]優(yōu)選的，所述裝置還包括：
[0043] 迭代判斷單元，分別與所述第二圖像重建單元和投影單元連接，用于判斷是否滿 足迭代完成條件，若否，則將所述第二重建數(shù)據(jù)發(fā)送至所述投影單元，以進(jìn)行迭代，并激活 所述投影單元;若是，則激活所述圖像生成單元；
[0044] 所述投影單元，還用于根據(jù)所述第二重建數(shù)據(jù)進(jìn)行投影計算，得到第二投影數(shù)據(jù) 組；
[0045] 所述圖像生成單元，具體用于利用迭代完成后最終得到的重建數(shù)據(jù)生成圖像，以 實現(xiàn)圖像重建。
[0046] 本發(fā)明實施例還提供了一種圖像重建設(shè)備，所述設(shè)備包括：
[0047] 處理器；
[0048]用于存儲所述處理器可執(zhí)行指令的存儲器；
[0049]其中，所述處理器被配置為：
[0050] 獲取對被掃描對象進(jìn)行掃描得到的第一投影數(shù)據(jù)組，所述第一投影數(shù)據(jù)組包括每 個投影角度各自對應(yīng)的第一投影數(shù)據(jù)；
[0051] 利用所述第一投影數(shù)據(jù)組進(jìn)行圖像重建，得到第一重建數(shù)據(jù)；
[0052] 根據(jù)所述第一重建數(shù)據(jù)進(jìn)行投影計算，得到第二投影數(shù)據(jù)組，所述第二投影數(shù)據(jù) 組包括每個投影角度各自對應(yīng)的第二投影數(shù)據(jù)；
[0053]針對每個投影角度分別計算對應(yīng)的所述第一投影數(shù)據(jù)偏移所述第二投影數(shù)據(jù)的 距離，并利用所述偏移距離對所述第一投影數(shù)據(jù)進(jìn)行修正，實現(xiàn)對第一投影數(shù)據(jù)組的優(yōu)化；
[0054] 利用優(yōu)化后的第一投影數(shù)據(jù)組進(jìn)行重建，得到第二重建數(shù)據(jù)；
[0055] 根據(jù)所述第二重建數(shù)據(jù)生成圖像，實現(xiàn)圖像重建。
[0056] 本發(fā)明利用掃描得到的第一投影數(shù)據(jù)組進(jìn)行圖像重建，得到第一重建數(shù)據(jù)，然后 將第一重建數(shù)據(jù)進(jìn)行投影計算得到第二投影