利用反相关滤波器的谱投影数据去噪制造技术

一种方法包括：接收含噪声的基材料线积分的至少两个集合，每个集合对应于不同的基材料；并且利用反相关滤波器对含噪声的基材料线积分的所述至少两个集合进行滤波，从而产生经去噪的基材料线积分，所述反相关滤波器至少包括具有平衡正则化因子的正则化项。一种成像系统(100)包括具有反相关滤波器(118)的投影数据处理器(116)，所述反相关滤波器对含噪声的基材料线积分的至少两个集合进行滤波，从而产生经去噪的基材料线积分，每个集合对应于不同的基材料，其中，所述反相关滤波器包括具有正则化平衡因子的正则化项。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
以下内容总体上涉及投影数据处理，并且更具体地涉及利用反相关滤波器对投影数据的投影域去噪，所述反相关滤波器包括具有针对每种基材料的子项和对应的比例因子的正则化项，并且结合针对谱(即，多能量)计算机断层摄影(CT)的特定应用来加以描述。然而，以下内容也适用于其他成像模态。
技术介绍
CT扫描器包括X射线管，所述X射线管发射穿过检查区域和检查区域中的目标的辐射。被定位在与X射线管对面的检查区域相对的探测器阵列探测穿过检查区域和检查区域中的目标的辐射，并且生成指示检查区域和检查区域中的目标的投影数据。重建器处理投影数据并重建指示检查区域和检查区域中的目标的体积图像数据。利用谱CT扫描器，采集多个投影数据集，所述多个投影数据集表示被扫描的目标针对不同X射线谱的衰减性质。能够通过kVp切换、双层探测器、计数探测器和/或以其他方式来采集该多个集合。基于这些数据集，能够局部地确定物理目标性质(例如，光电效应、康普顿效应、水含量、骨含量、碘含量等)。对这些性质的确定被称作材料分解。利用投影域处理，通过将针对每条射线所测量的线积分转换成基材料线积分来执行材料分解。然后重建基材料线积分以生成基材料图像。然而，所测量的投影数据的噪声趋向于被强烈地放大，并且经放大的噪声针对一条采集射线的不同材料线积分是高度反相关的。该反相关的噪声能够导致条纹状伪影，并且直接根据该基材料线积分重建的图像归因于噪声放大而趋向于强烈含噪声，降低了它们的临床值。反相关滤波器(ACF)能够用于对反相关的噪声进行滤波。遗憾的是，ACF对基材料线积分的应用可以导致基材料数据集之间的串扰，产生减小经重建的基材料图像的诊断值的伪影。在本文中描述的各方面解决了以上提及的问题和其他问题。
技术实现思路
该应用描述了一种通过反相关滤波器来降低谱基材料线积分中的反相关噪声的方法，所述反相关滤波器包括具有针对每种基材料的子项和对应的比例因子的正则化项，其中，比例因子平衡每个子项的作用，减轻组织边界之间的串扰，这种串扰在没有这样的平衡时可能存在。在一方面中，一种方法，包括：接收含噪声的基材料线积分的至少两个集合，每个集合对应于不同的基材料；并且利用反相关滤波器来对含噪声的基材料线积分的所述至少两个集合进行滤波，从而产生经去噪的基材料线积分，所述反相关滤波器至少包括具有平衡正则化因子的正则化项。在另一方面中，一种成像系统，包括具有反相关滤波器的投影数据处理器。所述反相关滤波器对含噪声的基材料线积分的至少两个集合进行滤波，从而产生经去噪的基材料线积分，每个集合对应于不同的基材料。所述反相关滤波器包括具有正则化平衡因子的正则化项。在另一方面中，计算机可读指令被编码在计算机可读存储介质上，所述计算机可读指令当由计算系统的处理器运行时，令所述处理器：接收含噪声的基材料线积分的至少两个集合，每个集合对应于不同的基材料；并且利用反相关滤波器对含噪声的基材料线积分的所述至少两个集合进行滤波，从而产生经去噪的基材料线积分，所述反相关滤波器至少包括具有平衡正则化因子的正则化项。附图说明本专利技术可以采取各种部件和部件的布置，以及各个步骤和步骤的安排的形式。附图仅出于图示优选实施例的目的，并且不被解释为对本专利技术的限制。图1示意性图示了具有与成像系统连接的反相关滤波器的投影数据处理器。图2示意性图示了反相关滤波器的非限制性范例，所述反相关滤波器是基于具有正则化子项平衡比例因子的正则化最大似然算法的。图3示出了利用没有正则化子项平衡的反相关滤波器生成的范例图像。图4示出了利用在本文中描述的反相关滤波器生成的范例图像，所述反相关滤波器包括正则化子项平衡。图5图示了用于利用反相关滤波器来对投影数据进行去噪的范例方法，所述反相关滤波器利用包括正则化子项平衡比例因子的正则化最大似然算法。具体实施方式首先参考图1，示意性图示了诸如计算机断层摄影(CT)扫描器的成像系统100。成像系统100包括大体上固定的机架102和旋转机架104。旋转机架104由固定机架102可旋转的支撑，并且关于纵轴或z轴围绕检查区域106旋转。诸如X射线管的辐射源108由旋转机架104可旋转地支撑。辐射源108与旋转机架104一起旋转并且发射穿过检查区域106的辐射。源准直器110包括对辐射进行准直以形成大体上锥形、楔形、扇形或其他形状的辐射射束的准直构件。辐射敏感探测器阵列112跨检查区域106以一角度弧与辐射源108相对。探测器阵列112包括沿着z轴方向延伸的一行或多行的探测器。探测器阵列112探测穿过检查区域106的辐射并且生成表示检查区域106的投影数据(或所测量的线积分)。在所图示了实施例中，投影数据是谱投影数据并且包括投影数据的至少两个子集，每个子集表示被扫描的目标针对不同X射线谱的衰减性质。在以下情况中能够获得这样的投影数据：即，在探测器阵列112包括光子计数探测器和/或多层谱探测器的情况中，和/或在辐射源108被配置为在扫描期间在至少两种不同能量谱之间进行切换的情况中。谱分解器114对由辐射敏感探测器阵列112生成的谱投影数据进行分解，产生经分解的谱投影数据或基材料线积分。分解能够基于两个或更多个基材料，例如，能够基于光电效应、康普顿散射、水含量、骨含量、碘含量、k边缘和/或(一种或多种)其他基材料。投影数据处理器116处理经分解的谱投影数据。所图示的投影数据处理器116包括至少反相关滤波器(ACF)118。ACF118至少对来自经分解的谱投影数据的反相关噪声进行滤波。这包括使用迭代的统计学模型对反相关噪声进行滤波。合适的反相关滤波器118的范例包括正则化最大似然滤波器，所述正则化最大似然滤波器包括数据项和正则化项。如在下文中更加详细地描述的，正则化项包括两个或更多个子项以及对应的平衡比例因子，针对每种基材料一个子项，所述对应的平衡比例因子减轻在组织-空气边界处的串扰。重建器120重建经去噪的经分解的投影数据，并且生成指示所述投影数据的体积图像数据，包括材料基体积图像数据。诸如卧榻的患者支撑物122在检查区域106中支撑诸如人类患者的目标或对象。计算系统或计算机充当操作者控制台124，所述操作者控制台124允许操作者控制对系统100的操作，例如选择和/或激活至少投影域去噪算法。在所图示的实施例中，投影数据处理器116关于控制台124为单独的本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种方法，包括：接收含噪声的基材料线积分的至少两个集合，每个集合对应于不同的基材料；并且利用反相关滤波器对含噪声的基材料线积分的所述至少两个集合进行滤波，从而产生经去噪的基材料线积分，所述反相关滤波器至少包括具有平衡正则化因子的正则化项。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2013.08.30 US 61/871,9521.一种方法，包括：
接收含噪声的基材料线积分的至少两个集合，每个集合对应于不同的
基材料；并且
利用反相关滤波器对含噪声的基材料线积分的所述至少两个集合进行
滤波，从而产生经去噪的基材料线积分，所述反相关滤波器至少包括具有
平衡正则化因子的正则化项。
2.根据权利要求1所述的方法，还包括：
重建经去噪的分解的基材料线积分，从而生成基材料体积图像数据。
3.根据权利要求1至2中的任一项所述的方法，其中，所述反相关滤
波器是基于统计学模型的。
4.根据权利要求3所述的方法，其中，所述统计学模型包括迭代的正
则化最大似然算法。
5.根据权利要求4所述的方法，其中，所述正则化最大似然算法包括
数据项和所述正则化项，所述正则化项包括针对所述基材料中的每种的子
项。
6.根据权利要求5所述的方法，还包括：
确定针对所述基材料中的每种的正则化因子。
7.根据权利要求5所述的方法，其中，一个正则化因子与另一正则化
因子的比率等于预定的恒定值。
8.根据权利要求6至7中的任一项所述的方法，还包括：
将第一正则化因子确定为所述含噪声的基材料线积分的针对第一材料

\t的第一集合与含噪声的基材料线积分的所述第一集合的标准差的乘积的平
方根；并且
将第二正则化因子确定为含噪声的基材料线积分的针对第二材料的第
二集合与含噪声的基材料线积分的所述第二集合的标准差的乘积的平方
根。
9.根据权利要求8所述的方法，其中，所述正则化项包括所述子项的
平方和的平方根的总和。
10.根据权利要求6至9中的任一项所述的方法，其中，所述正则化
因子引起所述数据项和所述正则化项在正交于彼此的方向上改变。
11.一种成像系统(100)，包括：
投影数据处理器(116)，其包括：
反相关滤波器(118)，其对含噪声的基材料线积分的至少两个集
合进行滤波，从而产生经去噪的基材料线积分，每个集合对应于不同的基
材料，其中，所述反相关滤波器包括具有正则化平衡因子的正则化项。
12.根据权利要求11所述的成像系统，还包括：
重建器(120)，其处理经去噪的分解的基材料线积分，从而生成基材
料体积图像数...

【专利技术属性】
技术研发人员：B·J·布伦德尔，
申请(专利权)人：皇家飞利浦有限公司，
类型：发明
国别省市：荷兰;NL