[发明专利]一种锥束CT三维重建方法及系统

权利要求书

1.一种锥束CT三维重建方法，其特征在于，包括下述步骤：

步骤S110：采集投影数据；

步骤S120：构建第一目标函数，F＝|(Ax-b)|²+λR(x)，其中，A为投影矩阵，x为待重建三维体数据，b为实际采集投影图像，b＝[b₀,b₁...b_i...b_N]^T，R为约束项，λ为调整系数，对每一帧图像b_i，计算对应帧图像的射线源所处三维位置坐标；

步骤S130：构建第二目标函数A^T(Ax_n-b)＝∑T_i，其中，T_i为每一帧图像i对应的分量，并根据计算x_n+1；

步骤S140：重复步骤S120至S130，直到达到终止条件；

在完成步骤S120后进行步骤S130前，还包括下述步骤：

步骤S121：对每一帧图像b_i在沿投影数据坐标系X轴左半轴的每一个像素点分配一个线程，计算该像素点在空间中的坐标，求得连接该坐标与该帧图像对应射线源坐标的直线方程；

步骤S122：判断该直线与待重建的三维体数据中位于X轴左半轴的每一个体素是否有相交；

若有相交，则计算该直线在该体素内部分的长度值，并记录该体素在三维体数据中的三维位置(x,y,z)，并计算该位置关于X轴的轴对称位置，对应的长度值保持不变；

若无相交，记录该体素在三维体数据中的三维位置(x,y,z)，设长度值为0，且该体素关于X轴的轴对称位置的对应长度也设置为0；

步骤S123：当所有线程执行完成后，即得到对应当前帧图像的所有像素点b_ij的投影矩阵A_ij，并计算对应分量M为图像所含像素数。

2.根据权利要求1所述的锥束CT三维重建方法，其特征在于，步骤S110中，所述投影数据以unsigned short类型数据保存在N*H*W三维数组中，其中N为投影数据帧数，H为投影数据高度，W为投影数据宽度。

3.一种锥束CT三维重建系统，其特征在于，包括：

投影数据采集单元，用于采集投影数据；

第一计算单元，构建第一目标函数，F＝|(Ax-b)|²+λR(x)，其中，A为投影矩阵，x为待重建三维体数据，b为实际采集投影图像，b＝[b₀,b₁...b_i...b_N]^T，R为约束项，λ为调整系数，对每一帧图像b_i，计算对应帧图像的射线源所处三维位置坐标；

第二计算单元，用于构建第二目标函数A^T(Ax_n-b)，其中，T_i为每一帧图像i对应的分量，并根据计算x_n+1；

迭代单元，重复所述第一计算单元及第二计算单元，直到达到终止条件；

该系统还包括位于所述第一计算单元和第二计算单元之间的线程分配单元，包括：

第一计算模块：对每一帧图像b_i在沿投影数据坐标系X轴左半轴的每一个像素点分配一个线程，计算该像素点在空间中的坐标，求得连接该坐标与该帧图像对应射线源坐标的直线方程；

判断模块：判断该直线与待重建的三维体数据中位于X轴左半轴的每一个体素是否有相交；

若有相交，则计算该直线在该体素内部分的长度值，并记录该体素在三维体数据中的三维位置(x,y,z)，并计算该位置关于X轴的轴对称位置，对应的长度值保持不变；

若无相交，记录该体素在三维体数据中的三维位置(x,y,z)，设长度值为0，且该体素关于X轴的轴对称位置的对应长度也设置为0；

第二计算模块：当所有线程执行完成后，即得到对应当前帧图像的所有像素点b_ij的投影矩阵A_ij，并计算对应分量M为图像所含像素数。