[发明专利]一种复合影像成像系统及其三维图像重建算法

权利要求书

1.一种复合影像成像系统，其特征在于：包括

复合影像成像系统、车载锥束CT滑轨结构、车载X线影像信息处理系统、三维打印机和220V车载供电系统；所述复合影像成像系统包括车载锥束CT成像系统和内窥镜，所述车载锥束CT成像系统采用基于平板探测器的锥束CT成像模式，所述内窥镜具有导入到被检体内，对被检体的体内进行拍摄而生成内窥镜图像信号的摄像部，所述车载X线影像信息处理系统与内窥镜、光源装置、显示装置、车载锥束CT成像系统连接。

2.根据权利要求1所述的一种复合影像成像系统，该车载锥束CT成像系统生成X射线图像信号，且所述车载X线影像信息处理系统对从内窥镜输入的内窥镜图像信号实施规定的图像处理并且也对从车载锥束CT成像系统输入的X射线图像信号实施规定的图像处理，并使与合成图像信号对应的图像显示于显示装置，该合成图像信号是排列了图像处理后的内窥镜图像信号和X射线信号并合成而得到的；该合并的信号具有显现被摄体的影像部分和设置于所述影像部分的周围的余白部分，其特征在于：余白检测部，其检测所述第一图像信号中的所述余白部分；关注区域设定部，其根据所述余白检测部所检测出的余白部分，设定与所述第一图像信号中的所述影像部分对应的初始关注区域；以及关注区域图像生成部，其生成关注区域图像信号，该关注区域图像信号表示所述关注区域设定部所设定的所述初始关注区域。

3.根据权利要求2所述一种复合影像成像系统的三维图像重建算法，其特征在于：所述车载X线影像信息处理系统是基于压缩感知的三维CT图像重建算法其中x为待重建的三维图像，b为欠采样所得的投影数据，A为观测矩阵，D_i x指的是重建图像x上第i个像素的离散梯度。

4.根据权利要求3所述的一种复合影像成像系统的三维图像重建算法，其特征在于：所述关注区域图像生成部具有：切出部，其从所述第一图像信号中切出由所述关注区域设定部所设定的所述初始关注区域；以及放大缩小部，其生成对应于所述第一图像信号的显示对象而放大或缩小由所述切出部从所述第一图像信号中切出的所述初始关注区域后的图像，作为所述关注区域图像信号。

5.根据权利要求3所述的一种复合影像成像系统的三维图像重建算法，其特征在于：进一步对目标函数进行改造，通过引入shrink函数w_i代替图像梯度，同时得到其相关的增广拉格朗日函数：v_i，λ均为拉格朗日乘子。

6.根据权利要求5所述的一种复合影像成像系统的三维图像重建算法，其特征在于：其中对于重建图像x，用到了梯度下降法进行迭代更新；代入上次迭代所得到的参数，使得增广拉格朗日函数L_A(w_i，x，v_i，λ)变为一个关于x的二次方程，其梯度表达式如下：

7.根据权利要求5所述的一种复合影像成像系统的三维图像重建算法，其特征在于：通过选择合适的迭代步长，再代入交替方向法(ADM)的一般框架，对上述目标函数进行迭代，就可以实现对于真实重建图像的不断逼近；具体迭代步骤如下：

而针对不同的TV范数，其对应的shrink函数表达形式也不同，对于等距TV范数而言：

对于非等距TV范数而言：