本技术属于人工智能和生物医学影像技术领域,具体涉及一种基于互补先验和隐式神经表示的稀疏CT重建方法,包括S1:将稀疏CT重建问题解耦为基于物理模型驱动的数据项子问题和基于先验驱动的先验项子问题;S2:通过去噪正则化方法将隐式的深度图像先验和显示的自相似性、稀疏性先验知识相结合,构造为互补先验模型以求解先验项子问题;S3:将互补先验模型嵌入到隐式神经表示的网络结构中,通过使用带有先验嵌入的隐式神经表示来求解数据项子问题;S4:在半二次分裂法的基础上,本发明通过引入超参数细化区间平衡两个子问题在整体过程中的权重,从而在数据保真度和分布先验两个子问题之间进行高效的优化,确保在逆问题求解过程中逐步收敛到最佳解。
背景技术
计算机断层扫描作为一种常见的医学成像技术,已经在临床诊断中得到了广泛应用,然而,在CT成像过程中由X射线产生的辐射会给患者带来潜在的健康风险,在现有的CT成像中,采用稀疏采样技术是降低X射线辐射量的主要手段之一,然而,由于稀疏测量数据的缺失特性,采用传统重建算法(如FBP、SART等)必然会导致重建图像质量下降,CT图像面临伪影和噪声等挑战,现有基于正则化的方法利用先验信息能够在一定程度上提升图像的重建质量,但在极度稀疏采样下仍然表现不佳,因此,需要一种更高效的方法来改善稀疏CT重建的图像质量;
近年来,基于自监督的深度学习方法在CT重建中取得了可喜的进展,然而,在实际医学成像应用中,缺乏高质量训练集用作标签非常具有挑战性,深度图像先验是一种无监督方法,表明神经网络本质上对自然信号具有低阻抗而对噪声具有高阻抗,DIP无需训练集,只需要单独的一张稀疏采样正弦图即可实现CT重建任务,DIP为反问题的正则化提供了一种新的方法,但是使用单一的深度图像先验在成像质量和速度方面还有待提高;
现有的神经隐式表示技术在CT重建中展现了一定的潜力,但其无监督的特点导致解空间的约束不足,特别是在高度病态的重建任务中表现有限;
为了克服这些挑战,本发明提出了一种可以增强解空间的可行性,提高重建的稳定性和精度得结合互补先验模型的神经表示方法。
实现思路