本申请提供一种平板探测器信号串扰校正装置及方法，所述装置包括X射线源、平板探测器，以及设置在平板探测器与X射线源之间、紧贴平板探测器放置的校正单元，所述校正单元包括环形刻度盘、旋转组件、长方形金属薄片。所述方法步骤为：固定装置；确定方阵阶数，并计算成像次数及旋转角度；按照预定角度依次旋转校正装置，采集投影图像，并计算投影图像的线扩散向量；利用线扩散向量迭代计算反卷积校正方阵；利用反卷积校正方阵去除投影图像串扰。本申请应用校正装置和校正方法，通过简单的步骤获得准确的平板探测器PSF以校正平板探测器信号串扰，提升投影图像分辨率。提升投影图像分辨率。提升投影图像分辨率。
【技术实现步骤摘要】
一种平板探测器信号串扰校正装置及方法
[0001]本专利技术涉及CT扫描成像领域，特别是一种锥束CT扫描平板探测器信号串扰校正装置及方法。
技术介绍
[0002]间接转换平板探测器是目前锥束CT扫描系统中应用最广泛的平板探测器，由闪烁屏、图像传感器及后端处理电路构成。由于平板探测器像元间存在信号串扰，一个点状物体的X射线投影图像并不是一个理想的点状投影，而是覆盖一定像元半径、信号由中心向边缘逐渐衰减的圆形区域投影，这个圆形区域投影即为平板探测器的点扩散函数(Point Spread Function，PSF)。PSF覆盖的区域越大，表明平板探测器像元间信号串扰越严重，平板探测器的实际空间分辨率与理论空间分辨率的差距就越大。通过测量或计算获得平板探测器的PSF，应用PSF对投影图像进行反卷积可提升投影图像分辨率。目前PSF的获得可通过模拟仿真和小孔成像的方法获得，但这两种方法均具有明显的缺点：由于平板探测器像元间隔离层的射线吸收系数难以测量、X射线硬化等原因，模拟仿真方法中很多参数均是估计值，仿真结果的准确度较差；X射线能量越高穿透能力越强，随着X射线能量的提升，小孔成像方法的标件加工难度增大直至无法实现。因此，亟需一个准确度高、易于实现的PSF获取方法，以解决平板探测器信号串扰校正这一难题。
技术实现思路
[0003]本专利技术的一个目的就是提供一种平板探测器信号串扰校正装置。
[0004]本专利技术的目的是通过这样的技术方案实现的，包括X射线源、平板探测器，其特征在于，还包括设置在所述平板探测器与X射线源之间，紧贴平板探测器放置的校正单元；
[0005]所述校正单元包括环形刻度盘、旋转组件、长方形金属薄片，所述旋转组件的旋转中心轴与环形刻度盘中心轴线重合，所述长方形金属薄片固定安装在所述旋转组件上；
[0006]所述圆环形刻度盘上刻有角度标识，所述旋转组件可沿环形刻度盘中心轴线进行360
°
旋转，所述旋转组件上设置有位置指针，所述长方形金属薄片的测量边与所述位置指针中心重合，且所述测量边的旋转中心位于所述圆环形刻度盘的中心轴线上。
[0007]本专利技术的一个目的就是提供一种平板探测器信号串扰校正方法。
[0008]本专利技术的目的是通过这样的技术方案实现的，采用上述的平板探测器信号串扰校正装置，具体步骤为：
[0009]1)装置初始化：将所述校正单元固定在平板探测器中心位置，使圆环形刻度盘上0
°
位置对准垂直方向或水平方向，并使位置指针指向0
°
位置；
[0010]2)参数初始化：预设用于信号串扰去除的反卷积校正方阵的阶数N，计算需要的测量的次数M以及旋转组件相应的单次旋转角度a；
[0011]3)投影图像采集：将旋转组件旋转角度a/2，进行X射线成像测试，获得校正装置的第一投影图像，再依次将旋转组件旋转角度a，每一旋转后均进行X射线成像测试，获得第二
至第M投影图像；
[0012]4)计算线扩散向量：计算第一至第M投影图像线扩散向量Y
m
(i)，其中：(i＝1,2...K,m＝1,2...M)；
[0013]5)计算校正方阵：采用线扩散向量Y
m
(i)，通过迭代计算获得反卷积校正方阵；
[0014]6)串扰校正：采用反卷积校正方阵对投影图像进行反卷积，完成平板探测器投影图像的信号串扰校正。
[0015]进一步，步骤2)中信号串扰反卷积校正方阵的阶数N为奇数，可通过观察平板探测器X射线成像图像的边缘灰度变化进行预设，其测量的成像次数M，其中，M为360的约数，不小于方阵阶数N，旋转角度a为：
[0016]a＝360/M
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
(1)
[0017]进一步，步骤3)中投影图像采集的具体步骤为：
[0018]3‑
1)将旋转组件旋转角度a/2，X射线出束，获得校正装置的第一投影图像；
[0019]3‑
2)将旋转组件旋转角度a，X射线出束，获得校正装置的第m投影图像；
[0020]3‑
3)重复步骤3
‑
2)，直到m＝M，获得第二至第M投影图像。
[0021]进一步，步骤4)中计算第一至第M投影图像线扩散向量的具体步骤为：
[0022]4‑
1)将第一至第M投影图像反向插值旋转角度a/2+ja，(j＝0,1,2,...M
‑
1)，使第一至第M投影图像与金属薄片处于0位置时的投影图像相同；
[0023]4‑
2)选取图像中心一定感兴趣区域，沿长方形金属薄片测量边边缘绘制多条边缘响应曲线后求均值，得到平均边缘响应曲线，平均边缘响应曲线求导得到线扩散响应曲线，按像元尺寸在曲线中心选择K个点，得到Y
m
(i),(i＝1,2...K,m＝1,2,...M)，其中：K为奇数。
[0024]进一步，步骤5)中计算反卷积校正方阵的具体步骤为：
[0025]5‑
1)设定一个K阶方阵S；
[0026]5‑
2)S通过插值旋转a/2得到方阵为S1，则方阵S1沿垂直方向的和为Y1(i),(i＝1,2...K)，S1继续插值旋转a得到方阵S2，则沿垂直方向的和为Y2(i),(i＝1,2...K)，继续M
‑
2次插值旋转a获得的矩阵垂直方向的和分别为Y
m
(i),(i＝1,2...K,m＝3,4，...M)，通过迭代计算获得点扩散矩阵：
[0027]S(j,k)
n+1
＝S(j,k)
n
+λ(Y
n
(j)
‑
∑S(j,:)
n
)/K
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
(2)
[0028]式中，S(j,k)
n+1
为第n+1次迭代获得的点扩散矩阵，λ为修正系数λ∈(0，1)，Y
n
(j)为通过步骤4测得的第n个线扩散向量，S(j,:)
n
为第n次迭代后的第j行向量，j为行，k为列。
[0029]5‑
3)重复步骤5
‑
2)，直至迭代计算前后反卷积方阵之差的2范数小于预设值δ；
[0030]|S
n+1
‑
S
n
|2<δ
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
(3)
[0031]5‑
4)选取点扩散矩阵中心N阶方阵作为反卷积校正方阵。
[0032]进一步，步骤6)中采用反卷积校正方阵对投影图像进行反卷积之前，需进行归一化处理，使反卷积校正方阵中所有元素之和为1。
[0033]由于采用了上述技术方案，本专利技术具有如下的优点：
[0034]1、本申请设本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种平板探测器信号串扰校正装置，包括X射线源、平板探测器，其特征在于，还包括设置在所述平板探测器与X射线源之间、紧贴平板探测器放置的校正单元；所述校正单元包括环形刻度盘(1)、旋转组件(2)、长方形金属薄片(3)，所述旋转组件(2)的旋转中心轴与环形刻度盘(1)中心轴线重合，所述长方形金属薄片(3)固定安装在所述旋转组件(2)上；所述圆环形刻度盘(1)上刻有角度标识(4)，所述旋转组件(2)可沿环形刻度盘(1)中心轴线进行360
°
旋转，所述旋转组件(2)上设置有位置指针(201)，所述长方形金属薄片(3)的测量边(301)与所述位置指针(201)中心重合，且所述测量边(301)的旋转中心位于所述圆环形刻度盘(1)的中心轴线上。2.一种平板探测器信号串扰校正方法，其特征在于，采用权利要求1所述的平板探测器信号串扰校正装置，具体步骤为：1)装置初始化：将所述校正单元固定在平板探测器中心位置，使圆环形刻度盘(1)上0
°
位置对准垂直方向或水平方向，并使位置指针(201)指向0
°
位置；2)参数初始化：预设用于信号串扰去除的反卷积校正方阵的阶数N，计算需要的测量的次数M以及旋转组件(2)相应的单次旋转角度a；3)投影图像采集：将旋转组件(2)旋转角度a/2，进行X射线成像测试，获得校正装置的第一投影图像，再依次将旋转组件(2)旋转角度a，每一旋转后均进行X射线成像测试，获得第二至第M投影图像；4)计算线扩散向量：计算第一至第M投影图像线扩散向量Y
m
(i)，其中：(i＝1,2...K,m＝1,2...M)；5)计算校正方阵：采用线扩散向量Y
m
(i)，通过迭代计算获得反卷积校正方阵；6)串扰校正：采用反卷积校正方阵对投影图像进行反卷积，完成平板探测器投影图像的信号串扰校正。3.如权利要求2所述的一种平板探测器信号串扰校正方法，其特征在于，步骤2)中信号串扰反卷积校正方阵的阶数N为奇数，可通过观察平板探测器X射线成像图像的边缘灰度变化进行预设，其测量的成像次数M，其中M为360的约数，不小于方阵阶数N，旋转角度a为：a＝360/M
ꢀꢀꢀꢀ
(1)。4.如权利要求2所述的一种平板探测器信号串扰校正方法，其特征在于，步骤3)中投影图像采集的具体步骤为：3
‑
1)将旋转组件(2)旋转角度a/2，X射线出束，获得校正装置的第一投影图像；3
‑
2)将旋转组件(2)旋转角度a，X射线出束，获得校正装置的第m投影图像；3
‑
3)重复步骤3
‑
2)，直到m＝M，获得第二...
【专利技术属性】
技术研发人员：安康，段晓礁，周日峰，卢艳平，
申请(专利权)人：重庆大学，
类型：发明
国别省市：
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。