(19)国家知识产权局 (12)发明 专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请 号 202211011368.9 (22)申请日 2022.08.23 (71)申请人 中国原子能科 学研究院 地址 102413 北京市房山区新 镇三强路1号 院 (72)发明人 韩苗苗　柏磊　邵婕文　何丽霞　 尹洪河　郜强　王燕伶　王妍　 王思佳　 (74)专利代理 机构 北京天悦专利代理事务所 (普通合伙) 11311 专利代理师 任晓航　屈献庄 (51)Int.Cl. G06T 11/00(2006.01) G06T 17/00(2006.01) (54)发明名称 基于压缩感知理论的层析γ扫描技术的发 射图像重建方法 (57)摘要 本发明涉及一种基于压缩感知理论的层析 γ扫描技术的发射图像重建方法， 包括： (1)基于 透射测量和效率刻度确定核废物桶内γ源发射 的特征γ射线经介质和桶壁衰减校正后的探测 效率矩阵F， 根据发射测量整桶得到探测器所测 得的特征γ射线的发射计数率矩阵d； (2)采用 ART算法按照预设的迭代次数进行迭代计算， 得 到发射重建图像； (3)针对核废物桶三维发射图 像全部体素， 进行图像TV调整使迭代重建图像TV 最小化； (4)将图像TV最小 化后的图像提供给ART 算法作为迭代初值， 重复步骤(2)和(3)， 直到满 足设定的收敛条件后停止迭代。 本发明实现了 TGS技术在数据不完备条件下的三维发射重建图 像质量的改进， 提高了TGS三维发射重建图像的 质量。 权利要求书2页 说明书7页 附图2页 CN 115457156 A 2022.12.09 CN 115457156 A 1.一种基于压缩感知理论的层析γ扫描技术的发射图像重建方法， 其特征在于， 包括 如下步骤： (1)基于透射测量和效率刻度确定核废物桶内各γ源发射的特征γ射线经核废物桶内 介质和桶壁衰减校正后的探测效率矩阵F， 根据发射测量得到探测器所测得 的所述特征γ 射线的发射计数率矩阵d； (2)预设ART算法的迭代次数IterART和迭代松弛因子λART， 对发射重建图像赋初值s0， 采 用ART算法按照预设的迭代次数进行迭代计算， 得到发射重建图像sj； (3)预设图像TV迭代的迭代次数IterTV和迭代松弛因子 λTV， 针对核废物桶三维发射图像 全部体素， 对所述ART算法迭代后得到的sj进行图像TV调整以使迭代重建图像TV最小化； (4)将图像TV最小化后处理的图像提供给ART算法作为迭代的初值， 重复上述步骤(2) 和(3)， 直到满足设定的收敛 条件后自动停止迭代。 2.如权利要求1所述的基于压缩感知理论的层析γ扫描技术的发射图像重建方法， 其 特征在于， 步骤(2)中ART算法的迭代公式为： 式中， j为迭代次数， j≤IterART， 其中IterART为预设的ART算法的迭代次数， 和 分别为第k层， 第m行， 第n列体素的γ放 射性的最新迭代值和当前迭代值， fi为行向量， 是桶内γ源发射的特征γ射线经桶内介质和桶壁衰减校正后的探测效率 矩阵F＝[f1,f2,…,fI]T的第i行， T表示对矩阵进行转置运 算以得到对应的转置矩阵， di为探测器所测得的所述特征γ 射线的发射计数率矩阵d的第i 行数据， 为当前估计 值。 3.如权利要求1或2所述的基于压缩感知理论的层析γ扫描技术的发射图像重建方法， 其特征在于， 步骤(2)中ART算法的迭代计算约束条件为各体素的sm,n,k的非负性。 4.如权利要求1所述的基于压缩感知理论的层析γ扫描技术的发射图像重建方法， 其 特征在于， 步骤(3)中， 在桶外添加体素以保证核废物桶三 维发射图像全部体素参与图像TV 最小化迭代， 所添加的体素包括桶外各层四个边的体素以及四个角的体素， 以及桶顶上一 层和桶底下一层的体素。 5.如权利要求4所述的基于压缩感知理论的层析γ扫描技术的发射图像重建方法， 其 特征在于， 对于所添加的桶外各层四个边的体素， 引用Neumann边界条件进行赋值， 其值为 同层与其相邻的桶内的体素的数值； 对于所添加的桶外各层四个角的体素， 其值为同层与其最相近的靠近桶 边缘的两个体 素的数值的平均值； 再添加桶顶上一层和桶底下一层体素， 使桶顶上一层体素数值与原最上层体素数值及 分布完全相同， 使桶底下一层体素 数值与原桶底最下层体素 数值及分布完全相同。 6.如权利要求1或4或5所述的基于压缩感知理论的层析γ扫描技术的发射图像重建方 法， 其特征在于， 步骤(3)中， 图像TV最小化的公式如下：权　利　要　求　书 1/2 页 2 CN 115457156 A 2式中， d为图像TV下降的梯度的步长， 为图像TV的导数。 7.如权利要求6所述的基于压缩感知理论的层析γ扫描技术的发射图像重建方法， 其 特征在于， d为固定值， 或者也可以对其进行改动以使其自适应下降； 可采用图像TV梯度自 适应下降法， 设置d为经过图像TV约束后得到的图像与未经图像TV约束 得到的图像的差值， 使其自适应下降。权　利　要　求　书 2/2 页 3 CN 115457156 A 3