发明名称 任意扫描方式下光声成像的图像重建方法
摘要 本发明属于光声成像技术领域,具体为一种适用于任意扫描方式光声成像的图像重建方法。本发明通过计算重建图像的投影信号与实际信号的残差,对重建图像进行修正并迭代,在迭代过程中综合考虑了图像全变分稀疏的性质,结合全变分梯度下降法,获得重建图像。本发明能在任意扫描方式情况下精确地重建出光声图像,具有实际使用意义。
申请公布号 CN102306385A 申请公布日期 2012.01.04
申请号 CN201110169377.6 申请日期 2011.06.22
申请人 复旦大学 发明人 汪源源;张砚;李伟;张建秋;李旦;胡波
分类号 G06T11/00(2006.01)I;A61B8/00(2006.01)I 主分类号 G06T11/00(2006.01)I
代理机构 上海正旦专利代理有限公司 31200 代理人 陆飞;盛志范
主权项 1.一种适用于任意扫描方式光声成像的图像重建方法,其特征在于:通过上一次迭代的图像结果获得模拟光声信号,并计算模拟信号与实际信号的残差,利用此残差修正重建图像,对所有扫描点都进行此迭代;当所有扫描点完成迭代后,计算重建图像的全变分,并通过全变分梯度下降法对图像进行调整;设置误差大小为结束条件,重复上述迭代和梯度下降法两部分过程,重建光声图像;其中:所述迭代的算式为:<img file="2011101693776100001DEST_PATH_IMAGE001.GIF" wi="381" he="50" />(1)其中,<i>m</i>是采样点个数,<img file="126030DEST_PATH_IMAGE002.GIF" wi="45" he="26" />是重建图像,<img file="2011101693776100001DEST_PATH_IMAGE003.GIF" wi="21" he="25" />是第<i>i</i>个采样点的采样矩阵,<img file="282598DEST_PATH_IMAGE004.GIF" wi="18" he="25" />是第<i>i</i>点的实际信号;其中<img file="677807DEST_PATH_IMAGE004.GIF" wi="18" he="25" />的算式为:<img file="2011101693776100001DEST_PATH_IMAGE005.GIF" wi="170" he="28" />(5)<i>W</i><sub><i>i</i></sub>的算式为: <img file="2011101693776100001DEST_PATH_IMAGE007.GIF" wi="457" he="102" />(6)式(6)中,<img file="367546DEST_PATH_IMAGE008.GIF" wi="163" he="32" />,(<i>i</i>, <i>j</i>) 是<i>W</i><sub><i>i</i></sub>(<i>t</i>)中坐标,(<i>i</i><sub>0</sub>, <i>j</i><sub>0</sub>)是采样点坐标,<i>c</i>是声速,<i>dx</i>是像素之间的实际距离,<i>dt</i>是离散信号的时间步长;将计算结果重排为<img file="2011101693776100001DEST_PATH_IMAGE009.GIF" wi="45" he="20" />维的列向量,作为采样矩阵<i>W</i><sub><i>i</i></sub>的第<i>t</i>个列向量,计算<i>T</i>次得到<i>W</i><sub><i>i</i></sub>;将<img file="501593DEST_PATH_IMAGE010.GIF" wi="17" he="22" />恢复成图像矩阵<i>A,</i>所述的全变分梯度下降法算式为:<img file="2011101693776100001DEST_PATH_IMAGE011.GIF" wi="213" he="46" />(2)式(2)中<i>a</i>为常数,<img file="830943DEST_PATH_IMAGE012.GIF" wi="144" he="27" />,为所述迭代的重建初始值与重建结果的欧氏距离;公式(2)中全变分偏导的计算公式为:<img file="2011101693776100001DEST_PATH_IMAGE013.GIF" wi="289" he="166" />(3)。
地址 200433 上海市杨浦区邯郸路220号
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