基于非线性扩散模型的有限角CT图像重建方法及装置

关注

联系合作

成果单位：首都师范大学

合作方式：技术转让技术许可合作开发

所处阶段：概念

关键词：医学工业安检考古非线性扩散有限角CT图像重建边缘信息迭代更新

成果评价

总得分（满分100）

资本强度（满分0）

该成果得分：0

小果解读

核心问题

在X射线计算机断层成像(CT)应用中，由于X射线高吸收、物体结构复杂性及设备限制，经常无法实现全角度扫描，导致数据不完整，进而影响图像重建质量。这一局限性在医学诊断、工业检测、安检及考古等领域均构成了重大挑战，亟需有效的有限角CT图像重建技术来解决这一痛点。

解决方案

本项目提出了一种基于非线性扩散模型的有限角CT图像重建方法。该方法首先利用有限角CT扫描数据集，通过图像重建算子对候选图像进行迭代更新。然后，根据更新后图像中的像素值确定边缘信息，并生成边缘指示符函数。接着，利用非线性扩散模型依据此函数进一步更新图像，直至满足收敛条件或达到迭代上限。此过程有效融合了非线性扩散与边缘检测技术，实现了从有限角数据中高质量重建CT图像。

竞争优势

该技术通过非线性扩散模型与边缘检测的有机结合，显著提高了有限角CT图像的重建精度与边缘清晰度。相比传统方法，它更能适应复杂结构与高吸收材料的成像需求，具有更强的鲁棒性与适应性。此外，该方法在小试阶段已展现出良好的性能潜力，为医学诊断、工业检测等领域提供了更为可靠的成像解决方案，具有显著的创新性与应用价值。

成果描述

成果公开日期

20241108

所属产业领域

公共管理、社会保障和社会组织

转化现有基础

前期有一系列CT产品，该成果也有较为夯实的研究基础

转化合作需求

转让、许可、合作等模式均可

转化意向范围

可国（境）内外转让

转化预期效益

满足市场上对于全角度扫描的需求，拓展不同的应用场景

项目名称

中关村火花活动

项目课题来源

北京市科学技术委员会;中关村科技园区管理委员会

摘要

X射线计算机断层成像 (Computed Tomography , 简称CT) 在医学、工业、安检、考古等领域有广泛的应用。受X射线高吸收、被扫描物体的结构特点、设备限制等很多因素的影响，通常无法做到全角度的扫描，导致采集不到全角度的数据，所以人们非常重视有限角CT图像重建问题。本项目基于非线性扩散模型，利用有限角CT扫描数据集p，通过与扫描参数集相关的图像重建算子R_G，对候选图像u^((k) )进行更新得到u^((k+1/2) )，根据图像u^((k+1/2) )中像素点的像素值，确定图像u^((k+1/2) )的边缘信息；对图像u^((k+1/2) )的边缘点进行赋值后得到边缘指示符函数；根据边缘指示符函数，利用非线性扩散模型对u^((k+1/2) )进行更新后得到图像u^((k+1) )，判断‖u^((k+1) )-u^((k) ) ‖≤ε，或者是否达到迭代上限k_max，如满足中止迭代，输出图像u^((k+1) )。