基于双向流场引导投影补全的稀疏角度锥束CT重建算法

摘要

目的 为解决稀疏角度锥束CT成像面临的不适定反问题求解问题，提出基于双向流场引导投影补全的稀疏角度锥束CT重建算法（BBC-Recon）。方法 BBC-Recon方法包含两个主要模块：投影补全模块和图像恢复模块。投影补全模块基于流场估计的思想，通过设计的双向和多尺度关联体，充分计算投影之间的相关性信息和冗余信息，用以精确指导双向流场和缺失帧的生成，实现对缺失投影的高精度补全，获得伪完备投影；图像恢复模块对获得的伪完备投影进行重建，然后对图像进行细化，去除伪影残留，进一步提升图像质量。结果 在Mayo和桂林医学院公开数据集上的实验结果表明，对比现有算法，BBC-Recon方法在稀疏4倍角度的情形下，较次优方法：PSNR指标提升1.80%,SSIM指标提升0.29%,RMSE指标降低4.12%；在稀疏8倍角度的情形下，较次优方法：PSNR指标提升1.43%,SSIM指标提升1.49%,RMSE指标降低0.77%。结论 BBC-Recon充分挖掘了投影之间的相关性信息，不仅能在保持图像结构信息的前提下有效去除条纹伪影，而且在层间一致性的保持上发挥了极大优势。

关键词

稀疏角度锥束CT / 双向多尺度关联性 / 双向流场估计 / 双域训练