恭喜中国人民解放军网络空间部队信息工程大学李磊获国家专利权
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龙图腾网恭喜中国人民解放军网络空间部队信息工程大学申请的专利非局部相似性和空间稀疏性的多段能谱CT重建方法及装置获国家发明授权专利权,本发明授权专利权由国家知识产权局授予,授权公告号为:CN113963075B 。
龙图腾网通过国家知识产权局官网在2025-04-25发布的发明授权授权公告中获悉:该发明授权的专利申请号/专利号为:202111338046.0,技术领域涉及:G06F9/455;该发明授权非局部相似性和空间稀疏性的多段能谱CT重建方法及装置是由李磊;王毅忠;闫镔;蔡爱龙;梁宁宁;王林元;于小缓;仲心怡;孙艳敏设计研发完成,并于2021-11-12向国家知识产权局提交的专利申请。
本非局部相似性和空间稀疏性的多段能谱CT重建方法及装置在说明书摘要公布了:本发明属于能谱CT重建技术领域,特别涉及一种非局部相似性和空间稀疏性的多段能谱CT重建方法及装置,该方法包括首先分析有限角度重建图像的伪影特征,并生成融合CT图像,从融合CT图像中提取梯度图像的零值集位置;然后将零值集位置作为先验知识以等式约束的形式合并到TV最小化模型中得到重建模型;接着基于非局部相似性和空间稀疏性,对重建模型进行更新;最后利用交替方向乘子法迭代求解更新后的重建模型,获得重建图像。本发明能够减少有限角度伪影,提升重建图像的质量。
本发明授权非局部相似性和空间稀疏性的多段能谱CT重建方法及装置在权利要求书中公布了:1.一种非局部相似性和空间稀疏性的多段能谱CT重建方法,其特征在于,包含以下步骤:步骤1,分析有限角度重建图像的伪影特征,并生成融合CT图像,从融合CT图像中提取梯度图像的零值集位置;步骤2,将零值集位置作为先验知识以等式约束的形式合并到TV最小化模型中得到重建模型;重建模型表达式如下: 式中,向量表示s能量下CT图像的梯度图像,表示投影数据的不一致,并设置估计数据与可用数据之间允许偏差ε的上限,表示能量通道下的投影,A代表系统矩阵,Di表示水平和垂直方向上的离散梯度算子,Mi表示对角矩阵,如果梯度图像的像素位置属于已知的先验知识,则Mi设置为1,否则,Mi设置为0;表示s能量下的有限角度CT图像;步骤3,基于非局部相似性和空间稀疏性,对步骤2的重建模型进行更新;具体包含:通过在能谱CT图像中的空间域和谱域中匹配相似的图像块,组成不同通道的相似图像块集合,并将这些相似图像块集合向量化后按照通道的顺序堆叠形成非局部相似张量;按照Tucker的固有张量稀疏正则化和CP低秩张量分解技术提取相似图像块的稀疏性;融合通道间图像的非局部相似性和空间稀疏性,对公式1进行更新的表达式如下: 式中,是引入的辅助张量,α表示平衡两项的参数,表示能谱CT图像组合成的张量形式,表示从张量中提取非局部相似张量的操作,表示固有张量稀疏正则化,用于提取非局部相似张量的稀疏特性;步骤4,利用交替方向乘子法迭代求解步骤3中更新后的重建模型,获得重建图像,具体包含:步骤41、采用交替方向乘子法设计高效求解算法:采用增广拉格朗日乘子法将公式2转化为无约束的优化模型为: 式中,和η代表拉格朗日乘数;βi,ρi,μ和是惩罚系数;对无约束的优化模型利用交替方向法求近似最小值;步骤42、实现迭代算法,获得重建图像。
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