基于滑动窗口相位恢复的针对暗场成像的偏差校正制造技术

用于暗场图像处理的系统(IPS)和相关方法。所述系统包括一个或多个输入接口(IN)，所述一个或多个输入接口(IN)用于以第一分辨率接收对象(OB)的第一暗场图像(Δ

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】基于滑动窗口相位恢复的针对暗场成像的偏差校正


[0001]本专利技术涉及暗场图像处理系统、暗场图像处理方法、成像设备、计算机可读介质以及计算机程序单元。

技术介绍

[0002]暗场成像引起了人们的极大兴趣，特别是在医学领域中。暗场(“DAX”)成像是X射线成像的一种类型。暗场成像中的对比度与X射线所经历的小角度散射的量有关。
[0003]A.Yaroshenko等人在“Pulmonary Emphysema Diagnosis with a Preclinical Small
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Animal X
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ray Dark
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Field Scatter
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Contrast Scanner”(Radiology,vol.269,No 2,2013年11月)中报道了用小鼠进行的实验性暗场成像。
[0004]DAX成像可以用于检测肺部疾病，如COPD(慢性阻塞性肺病)、纤维化等。特别是对于COPD的早期检测，可能需要定量测量。
[0005]已经注意到，DAX有时会图像被统计偏差而破坏。

技术实现思路

[0006]因此，可能需要改进的DAX成像。
[0007]本专利技术的目的通过独立权利要求的主题来解决，其中，在从属权利要求中并入了其他实施例。应当注意，本专利技术的以下描述的方面同样适用于暗场图像处理方法、成像设备、计算机可读介质以及计算机程序单元。
[0008]根据本专利技术的第一方面，提供了一种用于暗场图像处理的系统，包括：
[0009]一个或多个输入接口，其用于以第一分辨率接收对象的第一暗场图像，并且以高于所述第一分辨率的第二分辨率接收所述对象的第二暗场图像；以及
[0010]组合器，其被配置为计算地组合来自所述第一图像的第一信息和来自所述第二图像的第二信息以获得增强的暗场图像。
[0011]所述组合器可以计算地组合来自高分辨率图像和低分辨率图像的图像信息，以计算增强/组合图像的相应像素值。组合器可以逐像素地进行。组合可以仅在图像域中完成或/可以使用(空间)频率域操作。
[0012]在一些实施例中，组合空间频率内容。所述第一信息处于第一空间频率范围，并且所述第二信息处于第二空间频率范围，其中，所述第一空间频率低于所述第二空间频率。例如，所述第一图像可以被滤波/处理以表示低(空间)频率内容，而所述第二图像被滤波/处理以表示(更)高频率内容，并且如此滤波/处理的两幅图像可以相加或通过其他代数组合以其他方式组合。例如，可以对第一图像进行低通滤波，并且可以对第二图像进行高通滤波，并且然后将两幅经滤波的图像相加以获得增强图像。
[0013]可以通过投影测量数据的不同计算处理来获得第一图像和第二图像的不同分辨率。
[0014]具体地，在一个实施例中，所述第一图像是由暗场图像生成器预先生成的。所述暗
场图像生成器实施为图像生成算法。所述暗场图像生成器被配置为：基于包括由X射线成像装置采集的所述对象的测量结果的投影数据，通过针对给定目标图像位置基于针对所述目标图像位置的测量结果和针对所述目标图像位置的邻域中的一个或多个其他图像位置的一个或多个测量结果计算图像值来生成所述第一暗场图像。因此，所述暗场图像生成器可以被理解为以窗口处理的方式操作。因此，处于更低分辨率的第一图像也可以被理解为第二(更高分辨率)图像的平滑版本。第二图像可以在没有这样的窗口处理的情况下、或在具有比在计算第一图像时更小的窗口处理/邻域的情况下生成。
[0015]暗场图像生成器可以是系统的一部分。
[0016]在替代的或至少不同的实施例中，在由暗场图像生成器生成第一暗场图像之前，由低通滤波器对投影数据进行低通滤波。因此，代替使用针对第一图像的窗口处理图像生成(或除了使用针对第一图像的窗口处理图像生成之外)，不需要这样的窗口处理。投影数据首先诸如通过低通滤波或其他平滑来进行滤波，并且图像生成器然后被用于基于经滤波的投影数据计算第一图像。第二图像可以根据未经滤波的投影数据、或者根据在更小程度上或更不积极地滤波的投影数据来生成。
[0017]该系统还可以包括所述低通或平滑滤波器作为部件。
[0018]因此，通常，如本文所设想的，本文所使用的第一和第二图像的不同分辨率可以由平滑或其他计算方案(诸如当计算给定像素值时使用针对相邻像素的投影或图像域中的数据的卷积)引起。处理可以在空间和/或频率域中进行。
[0019]通过投影域的低通滤波/平滑引起更低分辨率可以被在非狭缝扫描成像系统中使用。如果使用狭缝扫描成像系统，则窗口处理图像生成优于相对于投影域中的滤波。
[0020]在一些实施例中，所述暗场图像生成器实施相位恢复算法。
[0021]在实施例中，相位恢复算法基于信号模型。相位恢复算法或更一般地任何合适的图像生成算法被配置为通过适配一个或多个拟合变量来将信号模型拟合到测量。至少一个这样的拟合变量/参数可以表示暗场信号贡献。通过将模型的拟合变量/参数适配到测量数据，由相位恢复算法或更一般地由图像生成算法执行拟合操作。
[0022]在实施例中，所述成像装置包括成像促进器结构，所述成像促进器结构被配置为将X射线辐射调制成条纹图案。
[0023]在实施例中，所述成像促进器结构包括一个或多个光栅。
[0024]在实施例中，所述成像装置是扫描类型的，诸如狭缝扫描系统。
[0025]在另一方面中，提供了一种暗场图像处理方法，包括以下步骤：
[0026]以第一分辨率接收对象的第一暗场图像，并且以高于所述第一分辨率的第二分辨率接收所述对象的第二暗场图像；以及
[0027]计算地组合来自所述第一图像的第一信息和来自所述第二图像的第二信息以获得增强的暗场图像。
[0028]在优选实施例中，所述第一暗场图像由暗场图像生成器生成，所述暗场图像生成器被配置为基于包括由所述对象的X射线成像装置采集的测量的投影数据，通过针对给定目标图像位置基于针对所述目标图像位置的测量结果和针对所述目标图像位置的邻域中的一个或多个其他图像位置的一个或多个测量结果计算图像值来生成所述第一暗场图像。所述第一图像因此由窗口处理暗场图像生成器来生成。
[0029]根据另一方面，提供了一种计算机程序单元，当被至少一个处理单元运行时，所述计算机程序单元适于引起所述处理单元执行所述方法的步骤中的至少一个步骤。
[0030]在另一方面中，提供了一种其上存储有所述程序单元的计算机可读介质。
[0031]所提出的系统有助于解决的特定问题是，在DAX成像中，暗场信号的估计通常是非线性过程，并且因此，估计值遭受系统误差(在本文中称为“(统计)偏差”)。当估计基于包括相对高的噪声水平的探测器测量结果时，偏差是特别显著的。在胸部成像中可以预期这样的噪声测量结果，例如在肺的尾端，在那里它与腹部重叠。
[0032]虽然在其他领域中可以通过对测量数据进行低通滤波来处理偏差，但是这种方法在诸如狭本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种用于暗场图像处理的系统(IPS)，包括：一个或多个输入接口(IN)，其用于以第一分辨率接收对象(OB)的第一暗场图像(Δ
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)，并且以高于所述第一分辨率的第二分辨率接收所述对象的第二暗场图像(Δ)；以及组合器(Σ)，其被配置为计算地组合来自所述第一图像的第一信息和来自所述第二图像的第二信息以获得增强的暗场图像其中，所述第一信息处于第一空间频率范围，并且所述第二信息处于第二空间频率范围，其中，所述第一空间频率低于所述第二空间频率。2.根据权利要求1所述的系统，包括暗场图像生成器(IGEN)，所述暗场图像生成器被配置为基于包括由X射线成像装置(IA)采集所述对象(OB)的测量结果(M)的投影数据(λ)，通过针对给定目标图像位置基于针对所述目标图像位置的测量结果和针对所述目标图像位置的邻域中的一个或多个其他图像位置的一个或多个测量结果计算图像值来生成所述第一暗场图像(Δ
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)。3.根据权利要求1或2所述的系统，包括暗场图像生成器(IGEN)，所述暗场图像生成器被配置为基于包括由成像装置(IA)采集所述对象(OB)的测量结果(M)的投影数据(λ)来生成所述第一暗场图像(Δ
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)，并且还包括低通滤波器(LPF)，所述低通滤波器用于在由所述暗场图像生成器(IGEN)生成所述第一暗场图像(Δ
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【专利技术属性】
技术研发人员：T，
申请(专利权)人：皇家飞利浦有限公司，
类型：发明
国别省市：