基于迭代特征修正的磁共振快速成像方法及系统的制作方法
【专利摘要】本发明提供了一种基于迭代特征修正的磁共振快速成像方法和系统，其方法包括：对获得的K空间的欠采样数据f进行重建得到初始重建图像；对初始重建图像进行基于稀疏约束的去噪处理得到噪声图；对噪声图进行特征修正，得到包含细节特征的修正图像；利用Tikhonov正则方法对修正图像进行优化，得到最终重建图像。本发明通过对初始重建图像进行特征修正，得到包含细节特征的修正图像，再对修正图像进行优化而获得最终重建图像。采用本发明的方法比较容易的获得细节特征，有效的解决了重建图像的细节特征容易丢失的问题，通过细节特征修正技术，有效地提高了重建图像的质量，缩短了重建时间。
【专利说明】基于迭代特征修正的磁共振快速成像方法及系统
【技术领域】
[0001] 本发明涉及磁共振成像领域，尤其是涉及一种基于迭代特征修正的磁共振快速成 像方法及系统。
【背景技术】
[0002] 为了缩短磁共振图像采集时间，压缩感知理论被成功应用到磁共振成像中。压缩 感知理论利用数据在某个基下的稀疏性实现了一种在非相干采样矩阵中采集少量信号即 可高质量重构数据的方法，而且该数据在某个基下越稀疏，那么需要采样的量就可以越少。 传统的压缩感知磁共振成像中主要是利用图像在某个固定的变换域中的稀疏性来重构图 像，公式如下：
[0003]
【权利要求】
1. 一种基于迭代特征修正的磁共振快速成像方法，其特征在于，包括以下步骤： 初始重建步骤，对获得的K空间的欠采样数据f进行重建得到初始重建图像； 去噪步骤，对所述初始重建图像进行基于稀疏约束的去噪处理得到噪声图； 特征修正步骤，对所述噪声图进行特征修正，得到包含细节特征的修正图像； 优化步骤，利用Tikhonov正则方法对所述修正图像进行优化，得到最终重建图像。
2. 如权利要求1所述的基于迭代特征修正的磁共振快速成像方法，其特征在于，在所 述初始重建步骤之前，还包括： 迭代步骤，将基于稀疏约束的压缩感知磁共振快速成像模型 i =irgmiii |/-IW|【+1|/|Μ，简化为迭代优化问题，具体为： I ' 对稀疏约束的压缩感知磁共振快速成像模型
引入辅助变量U二I，得到一个带有约束的优化问题：
s. t. u 二 I ; 利用变量分裂和二次惩罚函数法，将所述优化问题简化为迭代优化问题：
；：> 其中，所述迭代优化问题的子问题
为基于稀疏约束的 图像去噪问题，获得的图像U为初始重建图像I的去噪图，所述迭代优化问题的子问题
为Tikhonov正则问题。
3. 如权利要求2所述的基于迭代特征修正的磁共振快速成像方法，其特征在于，所述 特征修正步骤具体包括： 滤波步骤，使用高斯滤波器对所述去噪图u进行滤波，得到降质图； 特征描述子计算步骤，利用从去噪图u和对应的降质图中提取相同位置的图像块p和 q，通过公式
得到一个特征描述子ut，其中，统计变量σ ρ，σ pq和μ p定 义为為=(..L: 巧2^_ ，)齡和芦, 细节特征修正步骤，通过求解公式It = u+vt = u+v Θ ut，得到修正图像It，其中Vt为 检测到的细节特征图像，v为噪声图，符号0为点乘操作。
4.如权利要求3所述的基于迭代特征修正的磁共振快速成像方法，其特征在于，所述 特征描述子计算步骤之后，还包括： 细节特征选取步骤，选取所述特征描述子的图像中像数点的值最接近1的点为细节特 征。 …、
5·如权利要求4所述的基于迭代特征修正的磁共振快速成像方法，其特征在于，所述 优化步骤，通过求解公式-得到最终重建图像I。 I - ，
6. -种基于迭代特征修正的磁共振快速成像系统，其特征在于，包括： 初始重建模块，用于对获得的K空间的欠采样数据f进行重建得到初始重建图像； 去噪模块，用于对所述初始重建图像进行基于稀疏约束的去噪处理得到噪声图； 特征修正模块，用于对所述噪声图进行特征修正，得到包含细节特征的修正图像； 优化模块，用于利用Tikhonov正则方法对所述修正图像进行优化，得到最终重建图 像。
7. 如权利要求6所述的基于迭代特征修正的磁共振快速成像系统，其特征在于，还包 括： 迭代模块，用于将基于稀疏约束的压缩感知磁共振快速成像模型 对稀疏约束的压缩感知磁共振快速成像模型
引入辅助变量U = I，得到一个带有约束的优化问题：
s. t. u = I ; 利用变量分裂和二次惩罚函数法，将所述优化问题简化为迭代优化问题：
.. 其中，所述迭代优化问题的子问题丨11 Ik 一 繼为基于稀疏约束的 .Μ. 图像去噪问题，获得的图像U为初始重建图像I的去噪图，所述迭代优化问题的子问题 - .;丨气 mm 丨/ζ 为 Tikhonov 正则问题。 j *
8.如权利要求7所述的基于迭代特征修正的磁共振快速成像系统，其特征在于，所述 特征修正模块包括： 滤波单元，用于使用高斯滤波器对所述去噪图u进行滤波，得到降质图； 特征描述子计算单元，用于利用从所述去噪图u和对应的降质图中提取相同位置的图 像块P和q，通过公式Μ, = 1- 1·^]广:得到一个特征描述子ut，其中，统计变量σ ρ，σ pq 和 μp 定义为) A，...."f)和 A =i細A' c 为常数； f 细节特征修正单兀，用于通过求解公式It = u+vt = u+v Θ ut，得到修正图像It，其中vt 为检测到的细节特征图像，v为噪声图，符号Θ为点乘操作。
9·如权利要求8所述的基于迭代特征修正的磁共振快速成像系统，其特征在于，还包 括： 细节特征选取模块，用于选取所述特征描述子的图像中像素点的值最接近1的点为细 节特征。
10.如权利要求9所述的基于迭代特征修正的磁共振快速成像系统，其特征在于，所述 优化模块，通过求解公式議^ -/亡+，/ - Α匕得到最终重建图像工。 J 1 ,
【文档编号】G06T11/00GK104217448SQ201410452350
【公开日】2014年12月17日 申请日期:2014年9月5日 优先权日:2014年9月5日
【发明者】梁栋, 刘建博, 王珊珊, 刘新, 郑海荣 申请人:中国科学院深圳先进技术研究院