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原文传递一种基于压缩感知的CT成像方法和装置

专利名称：	一种基于压缩感知的CT成像方法和装置
摘要：	本发明涉及一种基于压缩感知的CT成像方法和装置，方法具体包括以下步骤：CT机采用角度压缩比进行物体扫描，获取投影数据；采集投影数据输入至CT逆成像模型；基于ADMM算法求解CT逆成像模型；根据求解结果构建二维图像。与现有技术相比，本发明基于lasso模型构建了全新的CT逆成像模型，因为该模型具有稀疏性，所以CT机能够采用一定的角度压缩比进行投影采集，显著提高了CT机的扫描速度，减少数据的采集量，使其能够满足运动性大的器官的扫描。同时，本发明采用ADMM算法对CT逆成像模型进行求解，减少了数据计算量，减轻计算机系统的计算负荷，极大提高了成像速度。
专利类型：	发明专利
国家地区组织代码：	上海;31
申请人：	上海工程技术大学
发明人：	廖海涛;李路;秦镛淇
专利状态：	有效
申请日期：	2019-04-18T00:00:00+0800
发布日期：	2019-07-23T00:00:00+0800
申请号：	CN201910313465.5
公开号：	CN110044937A
代理机构：	上海科盛知识产权代理有限公司
代理人：	陈源源
分类号：	G01N23/046(2018.01);G;G01;G01N;G01N23
申请人地址：	201620 上海市松江区龙腾路333号
主权项：	1.一种基于压缩感知的CT成像方法，其特征在于，具体包括以下步骤： S1、CT机采用角度压缩比进行物体扫描，获取投影数据； S2、采集投影数据输入至CT逆成像模型，该CT逆成像模型表达式如下：式中，E为第二矩阵，x为求解量，b为投影数据中的射线吸收量，δ为预设参数； S3、基于ADMM算法求解CT逆成像模型； S4、根据求解结果构建二维图像。 2.根据权利要求1所述的基于压缩感知的CT成像方法，其特征在于，所述的第二矩阵E获取步骤如下： A1、根据CT机参数获取第一矩阵D(α,k)，其中，α为CT机的扫描角度，k为CT机发出射线的数量，第一矩阵D(α,k)表示α角度,第k条射线穿过扫描区域距离矩阵； A2、将矩阵D(α,k)按列连接转换成行向量d(α,k)； A3、按照α和k的顺序，将行向量d(α,k)重新组合成第二矩阵E，其表达式为： 3.根据权利要求1所述的基于压缩感知的CT成像方法，其特征在于，步骤S3中，基于ADMM算法求解CT逆成像模型步骤为：首先，将CT逆成像模型表达式转化为： s.t.x＝y； x,y∈Rn；然后采用如下迭代公式进行求解：式中，ρ为惩罚参数，τ为正则化变量。 4.根据权利要求1所述的基于压缩感知的CT成像方法，其特征在于，步骤S1中，角度压缩比大于等于4。 5.一种CT成像装置，其特征在于，所述的装置包括处理器以及存储器，所述处理器调用存储器中的程序，用于实现以下步骤： S1、CT机采用角度压缩比进行物体扫描，获取投影数据； S2、采集投影数据输入至CT逆成像模型，该CT逆成像模型表达式如下：式中，E为第二矩阵，x为求解量，b为投影数据中的射线吸收量，δ为预设参数； S3、基于ADMM算法求解CT逆成像模型； S4、根据求解结果构建二维图像。 6.根据权利要求5所述的CT成像装置，其特征在于，所述的第二矩阵E获取步骤如下： A1、根据CT机参数获取第一矩阵D(α,k)，其中，α为CT机的扫描角度，k为CT机发出射线的数量，第一矩阵D(α,k)表示α角度,第k条射线穿过扫描区域距离矩阵； A2、将矩阵D(α,k)按列连接转换成行向量d(α,k)； A3、按照α和k的顺序，将行向量d(α,k)重新组合成第二矩阵E，其表达式为： 7.根据权利要求5所述的CT成像装置，其特征在于，步骤S3中，基于ADMM算法求解CT逆成像模型步骤为：首先，将CT逆成像模型表达式转化为： s.t.x＝y； x,y∈Rn；然后采用如下迭代公式进行求解：式中，ρ为惩罚参数，τ为正则化变量。 8.根据权利要求5所述的CT成像装置，其特征在于，步骤S1中，角度压缩比大于等于4。
所属类别：	发明专利