基于稀疏张量的核磁共振成像算法

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动态核磁共振成像作为现代医学成像中一种重要的成像技术被广泛应用于临床医学诊断方面。但当前的成像技术很难保证重建精度跟重建效率的双赢。更短的成像时间和更好的成像质量是动态核磁成像研究领域追求的目标。为了使得重建质量和效率两者兼具,我们做了以下工作:我们提出了一种基于周期时变下采样和多方向全变分的混合并行动态核磁共振成像。首先采用一种周期时变采样率的伪径向采样方法来获取下采样数据,在平均采样率固定的情况下,一个较高的子采样率被用于参考帧,其余帧采用一个较低的子采样率。然后利用重建得到的质量较好的参考帧来获得其余时刻的预测帧,通过采用周期双向参考帧可以更充分的利用图像序列在空时域的相关性。最后通过所设计的重建模型及算法来得到残差帧的恢复。我们提出了一种新颖的多方向全变分稀疏正则项,可以从多个方向来探索图像序列在空域和时域内的冗余性。所提出的模型同时对残差帧和图像帧在各个方向的有限差分域内做稀疏约束。我们使用基于预条件共轭梯度的迭代重加权最小二乘法来求解所提出的模型。将所提出的方法与当前一些流行方法进行比较,实验结果表明,所提出的方法能提供比当前离线模型更好的重建质量,重建效率也大大的提高了。提出了一种多低秩加稀疏张量模型来重建动态核磁序列。我们将图像序列表示成低秩成分?和稀疏成分的线性和。对低秩成分采用了基于CP和Tucker分解的联合核范数进行约束,可以充分探索数据的多维结构。对稀疏成分我们使用各向异性的张量全变分正则项进行约束。我们将重建模型转变为两个子问题来分别求解?和,对求解?的子问题我们利用秩1张量更新和核范数最小化来分别求解,并使用原对偶方法来求解。我们将所提出的方法与当前较为流行的几个方法进行比较,实验结果证明所提出方法能够重建得到精度更高的图像。
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