耿凤欢 刘 慧 郭 强 尹义龙

1(山东财经大学计算机科学与技术学院 济南 250014) 2(山东省数字媒体技术重点实验室 济南 250014) 3 (山东大学计算机科学与技术学院 济南 250013) (gfh0928@outlook.com)

基于变分光流估计的肺部4D-CT图像超分辨率重建

耿凤欢1,2刘 慧1,2郭 强1,2尹义龙1,3

1(山东财经大学计算机科学与技术学院 济南 250014)2(山东省数字媒体技术重点实验室 济南 250014)3(山东大学计算机科学与技术学院 济南 250013) (gfh0928@outlook.com)

由于受到扫描时间和照射剂量的限制，肺部4D-CT数据中纵向采样率远小于面内采样率.为了得到更高质量的肺部图像，从医学图像固有的自相似性出发，提出了一种基于局部和全局相结合的变分光流估计的图像序列超分辨率重建技术，用于提高4D-CT图像重建质量.首先，构建了一个用于求解肺部4D-CT不同相位图像之间的光流场的变分光流模型；然后，利用快速交替方向乘子法求解该模型，得到不同相位图像之间的光流场；最后，基于光流场，并利用非局部迭代反投影超分辨率重建算法，实现了高分辨率肺部图像的重建.实验结果表明：与已有算法相比，本方法在增强图像纹理结构的同时更好地保留了图像的轮廓.

4D-CT图像；超分辨率重建；光流估计；交替方向乘子法；迭代反投影

放射治疗是医学上治疗肺癌最常用的手段.肺部4D-CT图像因其能够提供必要的呼吸运动信息来引导医生进行精确地放射治疗，从而得到越来越多的关注.肺部4D-CT图像是由呼吸运动周期中的多个相位各自对应的3D-CT图像按……