[发明专利]一种基于平板射线源的随机射线成像方法

权利要求书

1.一种基于平板射线源的随机射线成像方法，其特征在于：包括以下步骤：

(1)设置处于关闭状态的射线源单元数量和产生射线的射线源单元数量；

然后使用平板射线源随机产生射线分布，采集得到具有缺失数据的投影；

(2)使用霍夫变换找出每一张投影中的黑色圆圈区域，分割出投影中的黑色圆圈所代表的缺失数据；

(3)根据第(2)步霍夫变换分割出的结果，生成一个黑色圆圈的模具并从中提取出每个圆圈的中心；

(4)用第(3)步的圆圈分布结果标定出原始投影中黑色圆圈的范围，生成无效投影区域模板，并且分离出有效射线投影；

(5)利用有效射线投影，在最小二乘模型上加入一个全变差正则项，然后使用交替方向乘子算法求解最小二乘TV正则化模型，完成图像重建。

2.根据权利要求1所述的基于平板射线源的随机射线成像方法，其特征在于：所述步骤(5)具体包括：

(5.1)建立最小二乘模型，

其中A代表系统矩阵，x是需要求得的图像衰减系数，y是测量得到的有效射线投影；

(5.2)进行正则化处理，得到正则化模型；

(5.3)迭代求解，得到重建图像。

3.根据权利要求2所述的基于平板射线源的随机射线成像方法，其特征在于：所述步骤(5.2)采用非局部均值法、紧框架法或者全变差正则化处理。

4.根据权利要求2所述的基于平板射线源的随机射线成像方法，其特征在于：所述步骤(5.2)的正则化模型为，

其中是梯度算子，||·||₁代表1范数，β是用来平衡保真项和正则项的正常数。

5.根据权利要求4所述的基于平板射线源的随机射线成像方法，其特征在于：

采用交替方向乘子算法进行分解得到式(3)至式(5)，并进行迭代求解；

其中b和d是引入的辅助变量，k代表迭代次数，λ0是中间参数；

式(3)是一个最小二乘问题，用梯度下降法或是共轭梯度法来求解；

式(4)采用如下收缩算子解决：

6.根据权利要求5所述的基于平板射线源的随机射线成像方法，其特征在于：所述步骤(1)中采集得到具有缺失数据的投影具体步骤为平板射线源与探测器围绕待成像物体旋转360°，采集得到360个具有缺失数据的投影。