[发明专利]一种端对端的三维医学图像超分辨率重建方法及系统

权利要求书

1.一种端对端的三维医学图像超分辨率重建方法，其特征在于，包括以下步骤：

(1)将原始取得的各向异性的三维医学图像在矢状面和冠状面方向上进行切片，获得矢状面图像序列和冠状面图像序列；

(2)将步骤(1)中获取的矢状面图像序列和冠状面图像序列分别输入多通道超分辨率成像网络同时进行等比例的超分辨率重建、以及等比例高度方向重采样，从而获得高度方向分辨率调整后的超分辨率矢状面图像序列和超分辨率冠状面图像序列；步骤(2)中对于一副矢状面图像序列或冠状面图像序列中的原始低分辨率图像，按照以下方法同时进行等比例的二维超分辨率重建、以及等比例高度方向重采样具体包括：

(2-1)将所述宽为W、高为的矢状面或冠状面图像序列中的原始低分辨率图像，沿高度方向重采样获得宽为W、高为H的低分辨率图像；其中s为放大因子；

(2-2)将所述矢状面或冠状面图像序列中的原始低分辨率图像、以及其在所述图像序列中前后相邻的图像，按照其在所述图像序列中的顺序输入高频特征提取通道，获得宽为W、高为H的包含高频图像信息的图像；

(2-3)将步骤(2-1)低分辨率图像与步骤(2-2)获得的包含高频图像信息的图像进行逐像素相加，获得重建的高度方向分辨率调整后的高分辨率矢状面或冠状面图像；

(3)将步骤(2)中获得的高度方向分辨率调整后的超分辨率矢状面图像序列和超分辨率冠状面图像序列进行三维数据融合，获得分辨率各向同性的超分辨率重建三维图像。

2.如权利要求1所述的端对端的三维医学图像超分辨率重建方法，其特征在于，步骤(2-2)具体为：

(2-2-1)将所述矢状面或冠状面图像序列中的原始低分辨率图像、以及其在所述图像序列中前后相邻的图像，按照其在所述图像序列中的顺序输入到特征提取单元，所述特征提取单元包括一个卷积层，具有d个卷积核；获得宽为W、高为通道数为d的特征图像；

(2-2-2)将步骤(2-2-1)获得的所述特征图像输入到特征映射单元，实现低分辨率特征与高分辨率特征之间的非线性映射，获得高分辨率特征图像；

(2-2-3)将步骤(2-2-2)中获得的高分辨率特征图像输入到图像重建单元，获得宽为W、高为H的包含高频图像信息的图像。

3.如权利要求2所述的端对端的三维医学图像超分辨率重建方法，其特征在于，步骤(2-2-2)所述特征映射单元包括m个级联的卷积层。

4.如权利要求3所述的端对端的三维医学图像超分辨率重建方法，其特征在于，所述映射单元包括m个深度可分离卷积层，所述深度可分离卷积层包括输入特征图通道数量的通道分离卷积核和输出通道数量的1×1卷积核，依次对输入特征图像进行卷积运算获得输出特征图。

5.如权利要求1所述的端对端的三维医学图像超分辨率重建方法，其特征在于，步骤(2-1)与步骤(2-2)可并行执行或先后执行，执行顺序不影响本方法的实现。