CN103186886B - 磁共振成像的图像重建方法及图像重建装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及磁共振成像技术，并且公开了一种磁共振成像的图像重建方法和一种磁共振成像的图像重建装置。其中，所述磁共振成像的图像重建方法包括：利用平均滤波器对图像域的各个子厚层的片层进行滤波，得到对应各片层的蒙板；将各蒙板的像素值与一预先确定的噪声阈值进行比较，对于小于所述噪声阈值的像素值，将该蒙板所对应片层的相应位置像素值按照预设标准降低；对成像区域同一位置对应的各个子厚层的片层进行合并，得到成像区域的磁共振图像。本发明能够削弱了噪声的影响，提高磁共振图像的信噪比，从而提高图像质量。

Description

磁共振成像的图像重建方法及图像重建装置

技术领域

本发明涉及磁共振成像技术领域，尤其涉及一种磁共振成像的图像重建方法及图像重建装置。

背景技术

磁共振成像是利用磁共振现象进行成像的一种技术。磁共振现象的原理主要包括：包含单数质子的原子核，例如人体内广泛存在的氢原子核，其质子具有自旋运动，犹如一个小磁体，并且这些小磁体的自旋轴无一定的规律，如果施加外在磁场，这些小磁体将按外在磁场的磁力线重新排列，具体为在平行于或反平行于外在磁场磁力线的两个方向排列，将上述平行于外在磁场磁力线的方向称为正纵向轴，将上述反平行于外在磁场磁力线的方向称为负纵向轴，原子核只具有纵向磁化分量，该纵向磁化分量既具有方向又具有幅度。用特定频率的射频(RF，Radio Frequency)脉冲激发处于外在磁场中的原子核，使这些原子核的自旋轴偏离正纵向轴或负纵向轴，产生共振，这就是磁共振现象。上述被激发原子核的自旋轴偏离正纵向轴或负纵向轴之后，原子核具有了横向磁化分量。

停止发射射频脉冲后，被激发的原子核发射回波信号，将吸收的能量逐步以电磁波的形式释放出来，其相位和能级都恢复到激发前的状态，将原子核发射的回波信号经过空间编码等进一步处理即可重建图像。

现有的一种磁共振成像过程大致包括：首先将成像区域对应的厚层在片层(slice)方向划分为多个子厚层(sub-slab，SS)，每个子厚层包括多个片层。如图1所示，图1中以划分8个子厚层的情况为例。之后对每个子厚层，利用3D快速自旋回波进行成像扫描，得到每个子厚层对应的图像数据，对各个子厚层对应的图像数据进行傅里叶变换重建出各个子厚层的临时图像，在图像域对各个子厚层的临时图像进行合并，得到成像区域对应的磁共振图像。

其中，利用快速自旋回波进行成像扫描的具体方法可包括：在一个重复时间TR内发射不同角度的脉冲序列，同时在一定片层编码梯度下改变相位编码梯度，以便充满一个片层编码k空间；在另外一个重复时间TR内，保持射频脉冲不变，改变片层编码梯度，并在该片层编码梯度下改变相位编码梯度，得到另外一个片层编码的k空间；依次类推；直到采集完整个k空间数据。

在成像扫描过程中，为了克服片层变形，在相位编码时，通常需要在子厚层片层方向的两侧按照事先确定的扩展因子进行扩展，以得到大于激发厚度(Excited Thickness)的片层编码厚度(Slice Encoded Thickness)，并对该编码厚度对应的片层厚度进行编码。如图2所示，图2的中间填充区域对应的层厚TH为当前子厚层的激发厚度，图2的整个区域对应的层厚STH为当前子厚层的片层编码厚度。其中，激发厚度通常等于所对应的子厚层的厚度。

在图像域对各个子厚层的临时图像进行合并时，通常是对成像区域的每个位置，将同一位置所对应的各子厚层的片层进行合并。如图3所示，图3为对成像区域S位置所对应的各子厚层的片层进行合并的示意图。其中，对每个子厚层来说，除了激发厚度对应的片层(图3中所示S位置对应的子厚层2的片层)主要包含图像信息以外，其它扩展出来的片层中除个别片层中包含部分图像信息外，大部分都是包含的噪声。现有技术中，直接对成像区域同一位置对应的各子厚层的片层进行简单叠加时，会对噪声进行累加，从而降低磁共振图像的信噪比(SNR，Signal-to-Noise Ratio)，影响成像质量。

发明内容

有鉴于此，本发明一方面提出了一种磁共振成像的图像重建方法，另一方面提出了一种磁共振成像的图像重建装置，用以提高磁共振图像的信噪比，从而提高图像质量。

本发明提出的磁共振成像的图像重建方法，包括：

A、利用平均滤波器对图像域的各个子厚层的片层进行滤波，得到对应各片层的蒙板；

B、将各蒙板的像素值与一预先确定的噪声阈值进行比较，对于小于所述噪声阈值的像素值，将该蒙板所对应片层的相应位置像素值按照预设标准降低；

C、对成像区域同一位置对应的各个子厚层的片层进行合并，得到成像区域的磁共振图像。

根据一个实施例，该方法进一步包括：

a1、分别从每个图像域的子厚层中选取出至少一个边缘片层；

b1、分别从每个边缘片层的四个角中选取出至少一个设定大小的矩形区域；

c1、计算每个矩形区域的灰度平均值及标准差，并将每个矩形区域的灰度平均值及标准差对应存储为一个数据对；

d1、将所述数据对按照灰度平均值的大小进行升序或降序的排序；

e1、将包含最小灰度平均值的数据对作为第一有效数据对，并执行步骤f1；或者，将包含最小灰度平均值的数据对作为检索数据对，计算该检索数据对与相邻的设定数目的数据对之间的灰度平均值之差及标准差之差，在两个差值分别小于各自对应的设定阈值时，将所述检索数据对作为第一有效数据对，并执行步骤f1，否则，将相邻的下一个数据对作为检索数据对，并返回执行本步骤的差值计算过程；

f1、将所述第一有效数据对作为当前有效数据对；

g1、计算当前有效数据对与相邻的下一个数据对之间的灰度平均值之差及标准差之差，在两个差值分别小于各自对应的设定阈值时，将所述相邻的下一个数据对作为当前有效数据对，并返回执行本步骤；否则，执行下一步骤；

h1、将所有有效数据对的灰度平均值的平均值作为所述噪声阈值，或将所有有效数据对的灰度平均值的平均值乘以预设系数后作为所述噪声阈值。

根据另一实施例，该方法进一步包括：

a2、分别从每个图像域的子厚层中选取出至少一个边缘片层；

b2、分别从每个边缘片层的四个角中选取出至少一个设定大小的矩形区域；

c2、计算每个矩形区域的灰度平均值；

d2、将所述灰度平均值进行升序或降序的排序；

e2、将最小灰度平均值作为第一有效灰度平均值，并执行步骤f2；或者，将最小灰度平均值作为检索灰度平均值，计算该检索灰度平均值与相邻的设定数目的灰度平均值之间的差值，在所述差值小于第一设定阈值时，将所述检索灰度平均值作为第一有效灰度平均值，并执行步骤f2，否则，将相邻的下一个灰度平均值作为检索灰度平均值，并返回执行本步骤的差值计算过程；

f2、将所述第一有效灰度平均值作为当前有效灰度平均值；

g2、计算当前有效灰度平均值与相邻的下一个灰度平均值之间的差值，在所述差值小于所述第一设定阈值时，将所述相邻的下一个灰度平均值作为当前有效灰度平均值，并返回执行本步骤；否则，执行下一步骤；

h2、将所有有效灰度平均值的平均值作为所述噪声阈值，或将所有有效灰度平均值的平均值乘以预设系数后作为所述噪声阈值。

根据再一实施例，该方法进一步包括：

a3、分别从每个图像域的子厚层中选取出至少一个边缘片层；

b3、分别从每个边缘片层的四个角中选取出至少一个设定大小的矩形区域；

c3、计算每个矩形区域的标准差；

d3、将所述标准差进行升序或降序的排序；

e3、将最小标准差作为第一有效标准差，并执行步骤f3；或者，将最小标准差作为检索标准差，计算该检索标准差与相邻的设定数目的标准差之间的差值，在所述差值小于第二设定阈值时，将所述检索标准差作为第一有效标准差，并执行步骤f3，否则，将相邻的下一个标准差作为检索标准差，并返回执行本步骤的差值计算过程；

f3、将所述第一有效标准差作为当前有效标准差；

g3、计算当前有效标准差与相邻的下一个标准差之间的差值，在所述差值小于所述第二设定阈值时，将所述相邻的下一个标准差作为当前有效标准差，并返回执行本步骤；否则，执行下一步骤；

h3、计算所有有效标准差对应的矩形区域的灰度平均值，将所述灰度平均值的平均值作为所述噪声阈值，或将所述灰度平均值的平均值乘以预设系数后作为所述噪声阈值。

可选地，所述将该蒙板所对应片层的相应位置像素值按照预设标准降低包括：

将该蒙板所对应片层的相应位置像素值设置为0；或者，

将该蒙板所对应片层的相应位置像素值乘以小于1的系数。

可选地，利用像素相加法或像素平方和法，对成像区域同一位置对应的各个子厚层的片层进行合并。

本发明提出的磁共振成像的图像重建装置，包括：

一个蒙板生成模块，用于利用平均滤波器对图像域的各个子厚层的片层进行滤波，得到对应各片层的蒙板；

一个噪声削弱模块，用于将各蒙板的像素值与一预先确定的噪声阈值进行比较，对于小于所述噪声阈值的像素值，将该蒙板所对应片层的相应位置像素值按照预设标准降低；

一个图像合并模块，用于对成像区域同一位置对应的各个子厚层的片层进行合并，得到成像区域的磁共振图像。

根据一个实施例，该装置进一步包括：

一个第一片层选取模块，用于对图像域的各个子厚层，分别从每个子厚层中选取出至少一个边缘片层；

一个第一区域选取模块，用于分别从每个边缘片层的四个角中选取出至少一个设定大小的矩形区域；

一个第一数据计算模块，用于计算每个矩形区域的灰度平均值及标准差，并将每个矩形区域的灰度平均值及标准差对应存储为一个数据对；

一个第一排序模块，用于将所述数据对按照灰度平均值的大小进行升序或降序的排序；

一个第一初始值确定模块，用于将包含最小灰度平均值的数据对作为第一有效数据对；或者从包含最小灰度平均值的数据对开始，将当前数据对作为检索数据对，计算该检索数据对与相邻的设定数目的数据对之间的灰度平均值之差及标准差之差，在两个差值分别小于各自对应的设定阈值时，将所述检索数据对作为第一有效数据对；

一个第一有效值确定模块，用于从所述第一有效数据对开始，将该第一有效数据对作为当前有效数据对；计算当前有效数据对与相邻的下一个数据对之间的灰度平均值之差及标准差之差，在两个差值分别小于各自对应的设定阈值时，将所述相邻的下一个数据对作为当前有效数据对，并继续查找下一个有效数据对，否则停止有效数据对的查找；

一个第一噪声阈值确定模块，用于将所有有效数据对的灰度平均值的平均值作为所述噪声阈值，或将所有有效数据对的灰度平均值的平均值乘以预设系数后作为所述噪声阈值。

根据另一个实施例，该装置进一步包括：

一个第二片层选取模块，用于对图像域的各个子厚层，分别从每个子厚层中选取出至少一个边缘片层；

一个第二区域选取模块，用于分别从每个边缘片层的四个角中选取出至少一个设定大小的矩形区域；

一个第二数据计算模块，用于计算每个矩形区域的灰度平均值；

一个第二排序模块，用于将所述灰度平均值进行升序或降序的排序；

一个第二初始值确定模块，用于将最小灰度平均值作为第一有效灰度平均值；或者从最小灰度平均值开始，将当前灰度平均值作为检索灰度平均值，计算该检索灰度平均值与相邻的设定数目的灰度平均值之间的差值，在所述差值小于第一设定阈值时，将所述检索灰度平均值作为第一有效灰度平均值；

一个第二有效值确定模块，用于从所述第一有效灰度平均值开始，将该第一有效灰度平均值作为当前有效灰度平均值；计算当前有效灰度平均值与相邻的下一个灰度平均值之间的差值，在所述差值小于所述第一设定阈值时，将所述相邻的下一个灰度平均值作为当前有效灰度平均值，并继续查找下一个有效灰度平均值，否则停止有效灰度平均值的查找；

一个第二噪声阈值确定模块，用于将所有有效灰度平均值的平均值作为所述噪声阈值，或将所有有效灰度平均值的平均值乘以预设系数后作为所述噪声阈值。

根据再一实施例，该装置进一步包括：

一个第三片层选取模块，用于对图像域的各个子厚层，分别从每个子厚层中选取出至少一个边缘片层；

一个第三区域选取模块，用于分别从每个边缘片层的四个角中选取出至少一个设定大小的矩形区域；

一个第三数据计算模块，用于计算每个矩形区域的标准差；

一个第三排序模块，用于将所述标准差进行升序或降序的排序；

一个第三初始值确定模块，用于将最小标准差作为第一有效标准差；或者从最小标准差开始，将当前标准差作为检索标准差，计算该检索标准差与相邻的设定数目的标准差之间的差值，在所述差值小于第二设定阈值时，将所述检索标准差作为第一有效标准差；

一个第三有效值确定模块，用于从所述第一有效标准差开始，将该第一有效标准差作为当前有效标准差；计算当前有效标准差与相邻的下一个标准差之间的差值，在所述差值小于所述第二设定阈值时，将所述相邻的下一个标准差作为当前有效标准差，并继续查找下一个有效标准差，否则停止有效标准差的查找；

一个第三噪声阈值确定模块，用于计算所有有效标准差对应的矩形区域的灰度平均值，将所述灰度平均值的平均值作为所述噪声阈值，或将所述灰度平均值的平均值乘以预设系数后作为所述噪声阈值。

从上述方案中可以看出，本发明实施例中首先获取每个片层的蒙板，将该蒙板中的像素值逐一与预先确定的噪声阈值进行比较，以确定对应片层中是否存在纯噪声，在确定其存在纯噪声时，降低该噪声对应的像素值，之后再对降低了噪声像素值的片层进行合并，从而削弱了噪声的影响。

进一步地，噪声阈值可根据每个子厚层中最不可能存在图像信息的区域的灰度平均值来确定，使得对于不同的成像条件有针对其的具体噪声阈值，从而噪声阈值更有针对性，也更准确。

此外，将噪声所对应的像素值降低时，可直接设为0，也可将其乘以一个小于1的系数，方式灵活多样，可根据实际需要确定。

附图说明

下面将通过参照附图详细描述本发明的优选实施例，使本领域的普通技术人员更清楚本发明的上述及其它特征和优点，附图中：

图1为子厚层划分示意图。

图2为每个子厚层的激发层厚与扩展层厚的关系示意图。

图3为对成像区域S位置所对应的各子厚层的片层进行合并的示意图。

图4为本发明实施例中磁共振成像的图像重建方法的示例性流程图。

图5为本发明实施例中噪声阈值的一种确定方法的流程示意图。

图6为本发明实施例中噪声阈值的又一种确定方法的流程示意图。

图7为本发明实施例中噪声阈值的再一种确定方法的流程示意图。

图8a和图8b为本发明实施例中从图像域的子厚层中选取噪声区域的方法示意图；其中，图8a为从图像域的子厚层中选取片层的示意图；图8b为从片层中选取矩形区域的示意图。

图9为本发明实施例中磁共振成像的图像重建装置的一个结构示意图。

图10为本发明实施例中磁共振成像的图像重建装置的又一个结构示意图。

图11为本发明实施例中磁共振成像的图像重建装置的再一个结构示意图。

图12为本发明实施例中磁共振成像的图像重建装置的再一个结构示意图。

图中，附图标记如下：

SD-片层方向 TH-激发厚度 STH-编码厚度

SS1-子厚层1 SS2-子厚层2 SS3-子厚层3 SS4-子厚层4

401-生成对应每个片层的蒙板 402-利用蒙板中的像素值与噪声阈值的比较结果，确定并调低相应片层中的噪声像素值 403-对降低了噪声像素值的片层进行合并

501-从子厚层中选择边缘片层 502-从边缘片层中选择矩形区域503-计算矩形区域的由灰度平均值及标准差构成的数据对 504-将数据对按照灰度平均值的大小进行排序 505-从数据对中确定第一个有效数据对 506-从数据对中确定所有有效数据对507-根据所有有效数据对中的灰度平均值确定噪声阈值

601-从子厚层中选择边缘片层 602-从边缘片层中选择矩形区域 603-计算矩形区域的灰度平均值 604-将灰度平均值进行排序 605-确定第一个有效灰度平均值606-确定所有有效灰度平均值 607-根据所有有效灰度平均值确定噪声阈值

701-从子厚层中选择边缘片层 702-从边缘片层中选择矩形区域 703-计算矩形区域的标准差 704-将标准差进行排序 705-确定第一个有效标准差 706-确定所有有效标准差 707-根据所有有效标准差对应的矩形区域的灰度平均值确定噪声阈值

901-蒙板生成模块 902-噪声削弱模块 903-图像合并模块

1001-第一片层选取模块 1002-第一区域选取模块 1003-第一数据计算模块1004-第一排序模块 1005-第一初始值确定模块 1006-第一有效值确定模块 1007-第一噪声阈值确定模块

1101-第二片层选取模块 1102-第二区域选取模块 1103-第二数据计算模块1104-第二排序模块 1105-第二初始值确定模块 1106-第二有效值确定模块 1107-第二噪声阈值确定模块

1201-第三片层选取模块 1202-第三区域选取模块 1203-第三数据计算模块1204-第三排序模块 1205-第三初始值确定模块 1206-第三有效值确定模块 1207-第三噪声阈值确定模块

具体实施方式

本发明实施例中，为了降低噪声的累积效应，削弱各片层中纯噪声的影响，考虑在对各片层进行合并之前，降低各片层中的噪声像素值。为此，本发明实施例中，首先确定一个用于标志噪声水平的噪声阈值，之后利用该噪声阈值检测各片层中的噪声像素值，进而降低该噪声像素值的值，最后再对降低了噪声像素值的片层进行合并。

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，以下举实施例对本发明进一步详细说明。

图4为本发明实施例中磁共振成像的图像重建方法的示例性流程图。如图4所示，该流程包括如下步骤：

步骤401，对图像域的各个子厚层，利用平均滤波器对各子厚层的片层进行滤波，得到对应各片层的蒙板。

步骤402，对每个蒙板，将该蒙板的像素灰度值逐一与预先确定的噪声阈值进行比较，对于小于所述噪声阈值的像素灰度值，将该蒙板所对应片层的相应位置像素值按照预设标准降低。

本实施例中，噪声阈值用以标志噪声水平，低于该噪声阈值的像素值可认为是噪声像素值，进而可降低其取值；高于该噪声阈值的像素值可认为是有用的图像像素值，可保持其取值不变。本步骤中，主要是根据蒙板中的像素值(即像素灰度值)与噪声阈值的比较结果，确定相应片层中的噪声像素值，并调低该噪声像素值。其中，噪声阈值可以根据经验值或仿真值确定，也可以根据每个子厚层中最不可能存在图像信息的区域的灰度平均值来确定。其中，对于根据每个子厚层中最不可能存在图像信息的区域的灰度平均值来确定噪声阈值的方法将在后面的图5至图7中详细介绍。

其中，将该蒙板所对应片层的相应位置像素值按照预设标准降低的方式可有很多。例如，可将该蒙板所对应片层的相应位置像素值设置为0；或者也可将该蒙板所对应片层的相应位置像素值乘以小于1的系数，例如，0.1，0.2，0.3，0.4，0.5等。

步骤403，对成像区域的每个位置，将同一位置对应的各个子厚层的片层进行合并，得到成像区域的磁共振图像。

本步骤中，是对降低了噪声像素值的片层进行的合并。其中，对片层进行合并的方法可有多种，例如，可以是像素相加法，也可以是像素平方和法等。

由于本实施例中是对降低了噪声像素值的片层进行的合并，因此削弱了噪声累积的影响，提高了磁共振图像的信噪比，进而提高了图像质量。

对于步骤402中提到的噪声阈值，在根据每个子厚层中最不可能存在图像信息的区域的灰度平均值来确定时，可有多种实现方式。本实施例中，每个子厚层中最不可能存在图像信息的区域可以认为是其边缘片层的四个边角的区域，当然也可以根据具体情况选择其他区域。图5至图7中给出了三种噪声阈值的确定过程。

图5为噪声阈值的一种确定方法的流程示意图。如图5所示，该方法包括如下步骤：

步骤501，对图像域的各个子厚层，分别从每个子厚层中选取出至少一个边缘片层。

本实施例中，可从每个子厚层中选取片层方向最外侧的两个片层，如图8a所示，片层方向的上下两个边缘片层。

实际应用中，也可只选取其中一个片层；或者，也可选取上面两个片层和/或下面两个片层等。

步骤502，分别从每个边缘片层的四个角中选取出至少一个设定大小的矩形区域。

本实施例中，可如图8b所示，从每个边缘片层的四个角中分别选取出一个设定大小的矩形区域。当然也可以从上述四个角的任一个或任两个或任三个角中分别选取出一个设定大小的矩形区域。并且该矩形区域的大小可根据经验值或仿真值预先设定，也可根据其它方法确定。

步骤503，计算每个矩形区域的灰度平均值及标准差，并将每个矩形区域的灰度平均值及标准差对应存储为一个数据对。

具体实现时，可将各矩形区域的灰度平均值及标准差分别存储在两个队列中，即将各矩形区域的灰度平均值存储在一个队列中，将各矩形区域的标准差存储在另一个队列中，但二者的位置存在一一对应的关系。或者，也可将各矩形区域的灰度平均值及标准差对应存储在一张表格中等。具体实现方式可根据实际需要确定，此处不对其进行限制。

步骤504，将所述数据对按照灰度平均值的大小进行升序或降序的排序。

步骤505，从包含最小灰度平均值的数据对开始，将该数据对作为检索数据对，计算该检索数据对与相邻的设定数目的数据对之间的灰度平均值之差及标准差之差，在两个差值分别小于各自对应的设定阈值时，将所述检索数据对作为第一有效数据对；否则，将相邻的下一个数据对作为检索数据对，并重复执行上述求差及比较过程，直到找到第一有效数据对。

本步骤中，有效数据对指的是能表示纯噪声矩形区域的数据对。设定数目可以是根据经验值或仿真值等确定的数值，如可以是相邻的1个、2个、3个或4个等。

本步骤中，灰度平均值之差对应的设定阈值和标准差之差对应的设定阈值均可根据经验值或仿真值确定，也可根据其它方法确定。

步骤506，从所述第一有效数据对开始，将该第一有效数据对作为当前有效数据对，计算当前有效数据对与相邻的下一个数据对之间的灰度平均值之差及标准差之差，在两个差值分别小于各自对应的设定阈值时，将所述相邻的下一个数据对作为当前有效数据对，并重复执行上述求差及比较过程，直到找出所有有效数据对。

步骤507，将所有有效数据对的灰度平均值的平均值作为噪声阈值，或将所有有效数据对的灰度平均值的平均值乘以预设系数后的值作为噪声阈值。

本步骤中，该预设系数可根据经验值或仿真值确定，也可根据其它方法确定。

实际应用中，也可不采用上述步骤505中描述的过程，而是直接将包含最小灰度平均值的数据对作为第一个有效数据对。

图5中所示的噪声阈值确定方法，在确定表示纯噪声的有效数值时，是采用的灰度平均值和标准差的双项判断标准。实际应用中，也可采用二者之一进行单项的判断标准。如图6和图7所示。

图6为噪声阈值的又一种确定方法的流程示意图。如图6所示，该方法包括如下步骤：

步骤601～步骤602的具体实现过程与步骤501～步骤502的具体实现过程一致。

步骤603，计算每个矩形区域的灰度平均值。

步骤604，将所述灰度平均值进行升序或降序的排序。

步骤605，从最小灰度平均值开始，将其作为检索灰度平均值，计算该检索灰度平均值与相邻的设定数目的灰度平均值之间的差值，在所述差值小于第一设定阈值时，将所述检索灰度平均值作为第一有效灰度平均值；否则，将相邻的下一个灰度平均值作为检索灰度平均值，并重复执行上述求差及比较过程，直到找到第一有效灰度平均值。

本步骤中，第一有效灰度平均值指定是能表示纯噪声矩形区域的灰度平均值。设定数目可以是根据经验值或仿真值等确定的数值，如可以是相邻的1个、2个、3个或4个等。

本步骤中，第一设定阈值可根据经验值或仿真值确定，也可根据其它方法确定。

步骤606，从所述第一有效灰度平均值开始，将该第一有效灰度平均值作为当前有效灰度平均值，计算当前有效灰度平均值与相邻的下一个灰度平均值之间的差值，在所述差值小于所述第一设定阈值时，将所述相邻的下一个灰度平均值作为当前有效灰度平均值，并重复执行上述求差及比较过程，直到找出所有有效标准差。

步骤607，将所有有效灰度平均值的平均值作为噪声阈值，或将所有有效灰度平均值的平均值乘以预设系数后的值作为噪声阈值。

本步骤中，该预设系数可根据经验值或仿真值确定，也可根据其它方法确定。

实际应用中，也可不采用上述步骤605描述的过程，而是直接将最小灰度平均值作为第一个有效灰度平均值。

图7为噪声阈值的再一种确定方法的流程示意图。如图7所示，该方法包括如下步骤：

步骤701～步骤702的具体实现过程与步骤501～步骤502的具体实现过程一致。

步骤703，计算每个矩形区域的标准差。

步骤704，将所述标准差进行升序或降序的排序。

步骤705，从最小标准差开始，将其作为检索标准差，计算该检索标准差与相邻的设定数目的标准差之间的差值，在所述差值小于第二设定阈值时，将所述检索标准差作为第一有效标准差；否则，将相邻的下一个标准差作为检索标准差，并重复执行上述求差及比较过程，直到找到第一有效标准差。

本步骤中，第一有效标准差指定是能表示纯噪声矩形区域的标准差。设定数目可以是根据经验值或仿真值等确定的数值，如可以是相邻的1个、2个、3个或4个等。

本步骤中，第二设定阈值可根据经验值或仿真值确定，也可根据其它方法确定。

步骤706，从所述第一有效标准差开始，将该第一有效标准差作为当前有效标准差，计算当前有效标准差与相邻的下一个标准差之间的差值，在所述差值小于所述第二设定阈值时，将所述相邻的下一个标准差作为当前有效标准差，并重复执行上述求差及比较过程，直到找出所有有效标准差。

步骤707，计算所有有效标准差对应的矩形区域的灰度平均值，将所述灰度平均值的平均值作为噪声阈值，或将所述灰度平均值的平均值乘以预设系数后的值作为噪声阈值。

本步骤中，该预设系数可根据经验值或仿真值确定，也可根据其它方法确定。

实际应用中，也可不采用上述步骤705中描述的过程，而是直接将最小标准差作为第一个有效标准差。

本发明实施例中，根据每个子厚层中最不可能存在图像信息的区域的灰度平均值来确定噪声阈值时，使得对于不同的成像条件有针对其的具体噪声阈值，从而噪声阈值更有针对性，也更准确。

以上对本发明实施例中的磁共振成像的图像重建方法进行了详细描述，下面再对本发明实施例中磁共振成像的重建装置进行详细描述。

图9为本发明实施例中磁共振成像的图像重建装置的一个结构示意图。如图9所示，该装置包括：一个蒙板生成模块901、一个噪声削弱模块902和一个图像合并模块903。

其中，蒙板生成模块901用于对图像域的各个子厚层，利用平均滤波器对成像区域同一位置对应的各个子厚层的片层进行滤波，得到对应各片层的蒙板。

噪声削弱模块902用于对每个蒙板，将该蒙板的像素灰度值逐一与预先确定的噪声阈值进行比较，对于小于所述噪声阈值的像素灰度值，将该蒙板所对应片层的相应位置像素值按照预设标准降低。其中，噪声削弱模块902的具体操作过程可与图4所示步骤402中的具体操作过程一致。例如，可将该蒙板所对应片层的相应位置像素值设置为0；或者也可将该蒙板所对应片层的相应位置像素值乘以小于1的系数，例如，0.1，0.2，0.3，0.4，0.5等。噪声阈值可以根据经验值或仿真值确定，也可以根据每个子厚层中最不可能存在图像信息的区域的灰度平均值来确定。

图像合并模块903用于对成像区域同一位置对应的各个子厚层的片层进行合并，得到成像区域的磁共振图像。图像合并模块903的具体操作过程可与图4所示步骤403中的具体操作过程一致。例如，可以是像素相加法，也可以是像素平方和法等。

本发明实施例中，由于是对降低了噪声像素值的片层进行的合并，因此削弱了噪声累积的影响，提高了磁共振图像的信噪比，进而提高了图像质量。

在根据每个子厚层中最不可能存在图像信息的区域的灰度平均值来确定时，可有多种实现方式。相应地，本实施例中的磁共振成像的图像重建装置可进一步包括如图10至图12中的任一附图所示的功能模块。

图10示出了本发明实施例中磁共振成像的图像重建装置的又一个结构示意图。如图10所示，该装置除包括蒙板生成模块901、噪声削弱模块902和图像合并模块903之外，进一步还包括：一个第一片层选取模块1001、一个第一区域选取模块1002、一个第一数据计算模块1003、一个第一排序模块1004、一个第一初始值确定模块1005、一个第一有效值确定模块1006和一个第一噪声阈值确定模块1007。

其中，第一片层选取模块1001用于对图像域的各个子厚层，分别从每个子厚层中选取出至少一个边缘片层。

第一区域选取模块1002用于分别从每个边缘片层的四个角中选取出至少一个设定大小的矩形区域。

第一数据计算模块1003用于计算每个矩形区域的灰度平均值及标准差，并将每个矩形区域的灰度平均值及标准差对应存储为一个数据对。

第一排序模块1004用于将所述数据对按照灰度平均值的大小进行升序或降序的排序。

第一初始值确定模块1005用于从包含最小灰度平均值的数据对开始，将该数据对作为检索数据对，计算该检索数据对与相邻的设定数目的数据对之间的灰度平均值之差及标准差之差，在两个差值分别小于各自对应的设定阈值时，将所述检索数据对作为第一有效数据对；否则，将相邻的下一个数据对作为检索数据对，并重复执行上述求差及比较过程，直到找到第一有效数据对。

第一有效值确定模块1006用于从所述第一有效数据对开始，将该第一有效数据对作为当前有效数据对；计算当前有效数据对与相邻的下一个数据对之间的灰度平均值之差及标准差之差，在两个差值分别小于各自对应的设定阈值时，将所述相邻的下一个数据对作为当前有效数据对，并继续查找下一个有效数据对；否则，停止有效数据对的查找。

第一噪声阈值确定模块1007用于将所有有效数据对的灰度平均值的平均值作为噪声阈值，或将所有有效数据对的灰度平均值的平均值乘以预设系数后的值作为噪声阈值。

其中，各新增功能模块的具体操作过程可与图5所示各相应步骤中的具体实现过程一致，此处不再一一赘述。

实际应用中，所述第一初始值确定模块1005也可不采用上述描述的确定第一有效数据对的过程，而是直接将包含最小灰度平均值的数据对作为第一有效数据对。

图11示出了本发明实施例中磁共振成像的图像重建装置的再一个结构示意图。如图11所示，该装置除包括蒙板生成模块901、噪声削弱模块902和图像合并模块903之外，进一步还包括：一个第二片层选取模块1101、一个第二区域选取模块1102、一个第二数据计算模块1103、一个第二排序模块1104、一个第二初始值确定模块1105、一个第二有效值确定模块1106和一个第二噪声阈值确定模块1107。

其中，第二片层选取模块1101用于对图像域的各个子厚层，分别从每个子厚层中选取出至少一个边缘片层。

第二区域选取模块1102用于分别从每个边缘片层的四个角中选取出设定大小的矩形区域。

第二数据计算模块1103用于计算每个矩形区域的灰度平均值。

第二排序模块1104用于将所述灰度平均值进行升序或降序的排序。

第二初始值确定模块1105用于从最小灰度平均值开始，将其作为检索灰度平均值，计算该检索灰度平均值与相邻的设定数目的灰度平均值之间的差值，在所述差值小于第一设定阈值时，将所述检索灰度平均值作为第一有效灰度平均值；否则，将相邻的下一个灰度平均值作为检索数据对，并重复执行上述求差及比较过程，直到找到第一有效灰度平均值。

第二有效值确定模块1106用于从所述第一有效灰度平均值开始，将该第一有效灰度平均值作为当前有效灰度平均值；计算当前有效灰度平均值与相邻的下一个灰度平均值之间的差值，在所述差值小于所述第一设定阈值时，将所述相邻的下一个灰度平均值作为当前有效灰度平均值，并继续查找下一个有效灰度平均值；否则，停止有效灰度平均值的查找。

第二噪声阈值确定模块1107用于将所有有效灰度平均值的平均值作为噪声阈值，或将所有有效灰度平均值的平均值乘以预设系数后的值作为噪声阈值。

其中，各新增功能模块的具体操作过程可与图6所示各相应步骤中的具体实现过程一致，此处不再一一赘述。

实际应用中，上述第二初始值确定模块1105也可不采用上述描述的确定第一有效灰度平均值的过程，而是直接将最小灰度平均值作为第一有效灰度平均值。

图12示出了本发明实施例中磁共振成像的图像重建装置的再一个结构示意图。如图12所示，该装置除包括蒙板生成模块901、噪声削弱模块902和图像合并模块903之外，进一步还包括：一个第三片层选取模块1201、一个第三区域选取模块1202、一个第三数据计算模块1203、一个第三排序模块1204、一个第三初始值确定模块1205、一个第三有效值确定模块1206和一个第三噪声阈值确定模块1207。

第三片层选取模块1201用于对图像域的各个子厚层，分别从每个子厚层中选取出至少一个边缘片层。

第三区域选取模块1201用于分别从每个边缘片层的四个角中选取出设定大小的矩形区域。

第三数据计算模块1203用于计算每个矩形区域的标准差。

第三排序模块1204用于将所述标准差进行升序或降序的排序。

第三初始值确定模块1205用于从最小标准差开始，将其作为检索标准差，计算该检索标准差与相邻的设定数目的标准差之间的差值，在所述差值小于第二设定阈值时，将所述检索标准差作为第一有效标准差；否则，将相邻的下一个标准差作为检索数据对，并重复执行上述求差及比较过程，直到找到第一有效标准差。

第三有效值确定模块1206用于从所述第一有效标准差开始，将该第一有效标准差作为当前有效标准差；计算当前有效标准差与相邻的下一个标准差之间的差值，在所述差值小于所述第二设定阈值时，将所述相邻的下一个标准差作为当前有效标准差，并继续查找下一个有效标准差；否则，停止有效标准差的查找。

第三噪声阈值确定模块1207用于计算所有有效标准差对应的矩形区域的灰度平均值，将所述灰度平均值的平均值作为噪声阈值，或将所述灰度平均值的平均值乘以预设系数后的值作为噪声阈值。

其中，各新增功能模块的具体操作过程可与图7所示各相应步骤中的具体实现过程一致，此处不再一一赘述。

实际应用中，上述第三初始值确定模块1205也可不采用上述描述的确定第一有效标准差的过程，而是直接将最小标准差作为第一有效标准差。

本发明实施例中，根据每个子厚层中最不可能存在图像信息的区域的灰度平均值来确定噪声阈值时，使得对于不同的成像条件有针对其的具体噪声阈值，从而噪声阈值更有针对性，也更准确。

本领域技术人员可以理解附图只是一个优选实施例的示意图，附图中的模块或流程并不一定是实施本发明所必须的。

本领域技术人员可以理解实施例中的装置中的模块可以按照实施例描述分布于实施例的装置中，也可以进行相应变化位于不同于本实施例的一个或多个装置中。上述实施例的模块可以合并为一个模块，也可以进一步拆分成多个子模块。

本发明实施例中的部分步骤，可以利用软件实现，相应的软件程序可以存储在可读取的存储介质中，如光盘或硬盘等。

本发明涉及磁共振成像技术，并且公开了一种磁共振成像的图像重建方法和一种磁共振成像的图像重建装置。其中，所述磁共振成像的图像重建方法包括：利用平均滤波器对图像域的各个子厚层的片层进行滤波，得到对应各片层的蒙板；将各蒙板的像素值与一预先确定的噪声阈值进行比较，对于小于所述噪声阈值的像素值，将该蒙板所对应片层的相应位置像素值按照预设标准降低；对成像区域同一位置对应的各个子厚层的片层进行合并，得到成像区域的磁共振图像。本发明能够削弱了噪声的影响，提高磁共振图像的信噪比，从而提高图像质量。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种磁共振成像的图像重建方法，包括：

利用平均滤波器对图像域的各个子厚层的片层进行滤波，得到对应各片层的蒙板；

将各蒙板的像素值与一预先确定的噪声阈值进行比较，对于小于所述噪声阈值的像素值，将该蒙板所对应片层的相应位置像素值按照预设标准降低；

对成像区域同一位置对应的各个子厚层的片层进行合并，得到成像区域的磁共振图像。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，该方法进一步包括如下步骤以确定所述噪声阈值：

a1、分别从每个图像域的子厚层中选取出至少一个边缘片层；

b1、分别从每个边缘片层的四个角中选取出至少一个设定大小的矩形区域；

c1、计算每个矩形区域的灰度平均值及标准差，并将每个矩形区域的灰度平均值及标准差对应存储为一个数据对；

d1、将所述数据对按照灰度平均值的大小进行升序或降序的排序；

e1、将包含最小灰度平均值的数据对作为第一有效数据对，并执行步骤f1；或者，将包含最小灰度平均值的数据对作为检索数据对，计算该检索数据对与相邻的设定数目的数据对之间的灰度平均值之差及标准差之差，在两个差值分别小于各自对应的设定阈值时，将所述检索数据对作为第一有效数据对，并执行步骤f1，在所述两个差值不分别小于所述设定阈值时，将相邻的下一个数据对作为检索数据对，并返回执行本步骤的差值计算过程；

f1、将所述第一有效数据对作为当前有效数据对；

g1、计算当前有效数据对与相邻的下一个数据对之间的灰度平均值之差及标准差之差，在两个差值分别小于各自对应的设定阈值时，将所述相邻的下一个数据对作为当前有效数据对，并返回执行本步骤；否则，执行下一步骤；

h1、将所有有效数据对的灰度平均值的平均值作为所述噪声阈值，或将所有有效数据对的灰度平均值的平均值乘以预设系数后作为所述噪声阈值。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，该方法进一步包括如下步骤以确定所述噪声阈值：

a2、分别从每个图像域的子厚层中选取出至少一个边缘片层；

b2、分别从每个边缘片层的四个角中选取出至少一个设定大小的矩形区域；

c2、计算每个矩形区域的灰度平均值；

d2、将所述灰度平均值进行升序或降序的排序；

e2、将最小灰度平均值作为第一有效灰度平均值，并执行步骤f2；或者，将最小灰度平均值作为检索灰度平均值，计算该检索灰度平均值与相邻的设定数目的灰度平均值之间的差值，在所述差值小于第一设定阈值时，将所述检索灰度平均值作为第一有效灰度平均值，并执行步骤f2，在所述差值不小于所述第一设定阈值时，将相邻的下一个灰度平均值作为检索灰度平均值，并返回执行本步骤的差值计算过程；

f2、将所述第一有效灰度平均值作为当前有效灰度平均值；

g2、计算当前有效灰度平均值与相邻的下一个灰度平均值之间的差值，在所述差值小于所述第一设定阈值时，将所述相邻的下一个灰度平均值作为当前有效灰度平均值，并返回执行本步骤；否则，执行下一步骤；

h2、将所有有效灰度平均值的平均值作为所述噪声阈值，或将所有有效灰度平均值的平均值乘以预设系数后作为所述噪声阈值。

4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，该方法进一步包括如下步骤以确定所述噪声阈值：

a3、分别从每个图像域的子厚层中选取出至少一个边缘片层；

b3、分别从每个边缘片层的四个角中选取出至少一个设定大小的矩形区域；

c3、计算每个矩形区域的标准差；

d3、将所述标准差进行升序或降序的排序；

e3、将最小标准差作为第一有效标准差，并执行步骤f3；或者，将最小标准差作为检索标准差，计算该检索标准差与相邻的设定数目的标准差之间的差值，在所述差值小于第二设定阈值时，将所述检索标准差作为第一有效标准差，并执行步骤f3，在所述差值不小于所述第二设定阈值时，将相邻的下一个标准差作为检索标准差，并返回执行本步骤的差值计算过程；

f3、将所述第一有效标准差作为当前有效标准差；

g3、计算当前有效标准差与相邻的下一个标准差之间的差值，在所述差值小于所述第二设定阈值时，将所述相邻的下一个标准差作为当前有效标准差，并返回执行本步骤；否则，执行下一步骤；

h3、计算所有有效标准差对应的矩形区域的灰度平均值，将所述灰度平均值的平均值作为所述噪声阈值，或将所述灰度平均值的平均值乘以预设系数后作为所述噪声阈值。

5.根据权利要求1至4中任一项所述的方法，其特征在于，所述将该蒙板所对应片层的相应位置像素值按照预设标准降低包括：

将该蒙板所对应片层的相应位置像素值设置为0；或者，

将该蒙板所对应片层的相应位置像素值乘以小于1的系数。

6.根据权利要求1至4中任一项所述的方法，其特征在于，利用像素相加法或像素平方和法，对成像区域同一位置对应的各个子厚层的片层进行合并。

7.一种磁共振成像的图像重建装置，包括：

一个蒙板生成模块，用于利用平均滤波器对图像域的各个子厚层的片层进行滤波，得到对应各片层的蒙板；

一个噪声削弱模块，用于将各蒙板的像素值与一预先确定的噪声阈值进行比较，对于小于所述噪声阈值的像素值，将该蒙板所对应片层的相应位置像素值按照预设标准降低；

一个图像合并模块，用于对成像区域同一位置对应的各个子厚层的片层进行合并，得到成像区域的磁共振图像。

8.根据权利要求7所述的装置，其特征在于，该装置进一步包括如下模块以确定所述噪声阈值：

一个第一片层选取模块，用于对图像域的各个子厚层，分别从每个子厚层中选取出至少一个边缘片层；

一个第一区域选取模块，用于分别从每个边缘片层的四个角中选取出至少一个设定大小的矩形区域；

一个第一数据计算模块，用于计算每个矩形区域的灰度平均值及标准差，并将每个矩形区域的灰度平均值及标准差对应存储为一个数据对；

一个第一排序模块，用于将所述数据对按照灰度平均值的大小进行升序或降序的排序；

一个第一初始值确定模块，用于将包含最小灰度平均值的数据对作为第一有效数据对；或者从包含最小灰度平均值的数据对开始，将当前数据对作为检索数据对，进行差值计算即计算该检索数据对与相邻的设定数目的数据对之间的灰度平均值之差及标准差之差，在两个差值分别小于各自对应的设定阈值时，将所述检索数据对作为第一有效数据对，在所述两个差值不分别小于所述设定阈值时，将相邻的下一个数据对作为检索数据对，并返回执行所述差值计算；

一个第一有效值确定模块，用于从所述第一有效数据对开始，将该第一有效数据对作为当前有效数据对；计算当前有效数据对与相邻的下一个数据对之间的灰度平均值之差及标准差之差，在两个差值分别小于各自对应的设定阈值时，将所述相邻的下一个数据对作为当前有效数据对，并继续查找下一个有效数据对，否则停止有效数据对的查找；

一个第一噪声阈值确定模块，用于将所有有效数据对的灰度平均值的平均值作为所述噪声阈值，或将所有有效数据对的灰度平均值的平均值乘以预设系数后作为所述噪声阈值。

9.根据权利要求7所述的装置，其特征在于，该装置进一步包括如下模块以确定所述噪声阈值：

一个第二片层选取模块，用于对图像域的各个子厚层，分别从每个子厚层中选取出至少一个边缘片层；

一个第二区域选取模块，用于分别从每个边缘片层的四个角中选取出至少一个设定大小的矩形区域；

一个第二数据计算模块，用于计算每个矩形区域的灰度平均值；

一个第二排序模块，用于将所述灰度平均值进行升序或降序的排序；

一个第二初始值确定模块，用于将最小灰度平均值作为第一有效灰度平均值；或者从最小灰度平均值开始，将当前灰度平均值作为检索灰度平均值，进行差值计算即计算该检索灰度平均值与相邻的设定数目的灰度平均值之间的差值，在所述差值小于第一设定阈值时，将所述检索灰度平均值作为第一有效灰度平均值，在所述差值不小于所述第一设定阈值时，将相邻的下一个灰度平均值作为检索灰度平均值，并返回执行所述差值计算；

一个第二有效值确定模块，用于从所述第一有效灰度平均值开始，将该第一有效灰度平均值作为当前有效灰度平均值；计算当前有效灰度平均值与相邻的下一个灰度平均值之间的差值，在所述差值小于所述第一设定阈值时，将所述相邻的下一个灰度平均值作为当前有效灰度平均值，并继续查找下一个有效灰度平均值，否则停止有效灰度平均值的查找；

一个第二噪声阈值确定模块，用于将所有有效灰度平均值的平均值作为所述噪声阈值，或将所有有效灰度平均值的平均值乘以预设系数后作为所述噪声阈值。

10.根据权利要求7所述的装置，其特征在于，该装置进一步包括如下模块以确定所述噪声阈值：

一个第三片层选取模块，用于对图像域的各个子厚层，分别从每个子厚层中选取出至少一个边缘片层；

一个第三区域选取模块，用于分别从每个边缘片层的四个角中选取出至少一个设定大小的矩形区域；

一个第三数据计算模块，用于计算每个矩形区域的标准差；

一个第三排序模块，用于将所述标准差进行升序或降序的排序；

一个第三初始值确定模块，用于将最小标准差作为第一有效标准差；或者从最小标准差开始，将当前标准差作为检索标准差，进行差值计算即计算该检索标准差与相邻的设定数目的标准差之间的差值，在所述差值小于第二设定阈值时，将所述检索标准差作为第一有效标准差，在所述差值不小于所述第二设定阈值时，将相邻的下一个标准差作为检索标准差，并返回执行所述差值计算；

一个第三有效值确定模块，用于从所述第一有效标准差开始，将该第一有效标准差作为当前有效标准差；计算当前有效标准差与相邻的下一个标准差之间的差值，在所述差值小于所述第二设定阈值时，将所述相邻的下一个标准差作为当前有效标准差，并继续查找下一个有效标准差，否则停止有效标准差的查找；

一个第三噪声阈值确定模块，用于计算所有有效标准差对应的矩形区域的灰度平均值，将所述灰度平均值的平均值作为所述噪声阈值，或将所述灰度平均值的平均值乘以预设系数后作为所述噪声阈值。