一种锥束CT射束硬化曲线侦测及投影加权校正方法技术

本发明专利技术公开了一种锥束CT射束硬化曲线侦测及投影加权校正方法，利用射线采样矩阵信息先验知识和预先重建的切片图像，以射线与二值化图像进行求取交线长度，侦测得到射束硬化曲线。通过对拟合函数进行投影加权修正，实现多能投影的硬化校正，改善因多能投影重建引起的杯状伪影，提高图像质量。本发明专利技术提供的锥束CT射束硬化曲线侦测及投影加权校正方法，适用于任意复杂度的被测物体的硬化曲线侦测及杯状伪影校正，方法的可靠性、稳定性、抗噪性好，可在很大程度上减少锥束CT硬化投影杯状伪影对图像的干扰与影响，明显改善锥束CT图像质量。

【技术实现步骤摘要】
一种锥束CT射束硬化曲线侦测及投影加权校正方法
本专利技术属于锥束CT应用相关的医学成像和工业无损检测领域，涉及一种锥束CT射束硬化曲线侦测及投影加权校正方法。
技术介绍
锥束CT(ConeBeamComputedTomography,CBCT)作为一种先进的医学成像和工业无损检测技术，在不破坏物体情况下，以二维或三维断层图像的形式清晰、准确、直观地展现被检测物体的内部结构，定量地提供物体内部缺陷位置和尺寸。实际工业射线检测中使用的射线不是单色射线，而是宽束、连续谱的多色射线。且工业CT扫描能量较高，由于不同能量射线衰减程度不同，射线穿越物体后能谱发生变化。射束硬化伪影是影响重建图像质量的重要因素。在多色X射线谱中，低能光子更容易被吸收，随着射线穿透深度的增加，高能光子所占比例增加，射线平均能量升高，重建时依然以单能等效能量进行计算，导致重建图像出现杯状伪影，各点灰度值同实际物体的吸收系数之间出现偏差，降低了图像质量。目前，X射线的射束硬化校正方法主要分为单能法和双能法。多项式拟合法是一种单能射束硬化校正方法，虽然实现起来简单，但灵活性差。ZouX等人在JournalofMedica本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种锥束CT射束硬化曲线侦测及投影加权校正方法，其特征在于包括下述步骤：(1)根据投影采样几何参数，获取射线采样的矩阵信息；(2)对多色投影Pp进行预重建，获取中心切片图像S对应的二值化图像B；(3)获取射线与二值化图像的交线长度，拟合得到侦测硬化曲线；(4)对侦测硬化曲线进行投影加权及修正；(5)以修正后的函数模型对多能射线进行校正，三维重建获取切片。

【技术特征摘要】
1.一种锥束CT射束硬化曲线侦测及投影加权校正方法，其特征在于包括下述步骤：(1)根据投影采样几何参数，获取射线采样的矩阵信息；(2)对多色投影Pp进行预重建，获取中心切片图像S对应的二值化图像B；(3)获取射线与二值化图像的交线长度，拟合得到侦测硬化曲线；(4)对侦测硬化曲线进行投影加权及修正；(5)以修正后的函数模型对多能射线进行校正，三维重建获取切片。2.根据权利要求1所述的一种锥束CT射束硬化曲线侦测及投影加权校正方法，其特征在于：在所述步骤(1)中，投影采样几何参数包括：射线源到探测器中心距离、射线源到旋转中心距离、重建分辨率及体素大小，采样幅数，采样的起始位置。3.根据权利要求1所述的一种锥束CT射束硬化曲线侦测及投影加权校正方法，其特征在于：在所述步骤(1)中，获取射线采样矩阵信息先验知识的具体步骤包括：1)将待重建图像离散化，以M×N表示离散网格图像，称之为D，M和N分别表示沿X方向和Y方向的网格数目；2)构建平面坐标系，设置射线源起始坐标及探测器探元坐标，建立射线源与探测器像元之间的射线方程；3)计算射线与二维离散网格图像D中每个像素的交线长度，以此交线长度作为对应像素位置ID的权值系数，不相交的像素位置，记为0；4)遍历每条射线，以每条射线与二维离散网格图像D中每个像素的交线长度信息作为先验知识，存入采样矩阵。4.根据权利要求1所述的一种锥束CT射束硬化曲线侦测及投影加权校正方法，其特征在于：在所述步骤(2)中，对多色投影预重建之前，需要先对投影进行散射校正，散射校正完成后需要对校正投影进行对数变换然后重建，重建时只需重建中心层切片即可，重建方法可以选择滤波反投影算法，也可以选择迭代类算法，然后对中心切片图像S根据OSTU大律法得到二值化图像B。5.根据权利要求1所述的一种锥束CT射束硬化曲线侦测及投影加权校正方法，其特征在于：在所述步骤(3)中，获取射线与二值化图像的交线长度的具体步骤包括...

【专利技术属性】
技术研发人员：杨富强，张定华，张华，黄魁东，
申请(专利权)人：西北工业大学，
类型：发明
国别省市：陕西,61