【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及图像处理，尤其涉及一种基于三维影像的金属伪影校正方法。
技术介绍
1、c臂机由于其辐射剂量低、空间分辨率高等优点，广泛应用于骨科手术机器人领域，为用户提供目标对象的三维影像引导。在使用过程中，c臂提供的三维影像会因为各种原因出现不同类型的图像伪影，导致图像质量变差。由于很多目标对象的身体部位会有金属植入(如金属支架、骨板、长钉等)，因此c臂机在采集图像时难免会有金属植入物的干扰，图像因此出现了金属伪影。
2、针对金属伪影的常规校正方法都是基于阈值分割展开的，为更好地对影像中的金属部分和骨骼部分进行分割，通常设定的分割阈值远高于骨骼的ct值。然而，由于射束硬化伪影、散射伪影等影响，影像中金属部分的ct值变得不够准确，有可能接近或小于骨骼的ct值。因此，简单的阈值分割方法无法对金属区域进行精准的分割，进而无法有效校正全部的金属区域，甚至会引入二次伪影，使影像质量无法满足实际使用要求。
技术实现思路
1、专利技术目的：针对上述不足，本专利技术提供一种基于三维影像的金属伪影校正方法，能够有效校正三维影像中的金属伪影，使影像质量满足实际使用要求。
2、技术方案：为实现上述目的，本专利技术提供一种基于三维影像的金属伪影校正方法，包括以下步骤：
3、扫描得到带金属植入物的原始投影序列图像并对其进行反投影重建，对重建后图像进行分割得到金属重建图像；
4、对所述金属重建图像进行前向投影得到金属投影图像，根据金属投影图像对原始投影序列图像中
5、对所述无金属的投影序列图像进行反投影重建，并与金属重建图像进行融合，得到金属伪影校正后的三维重建影像。
6、进一步地，所述对重建后图像进行分割得到金属重建图像，具体为：
7、a.根据分割阈值对重建后图像进行分割得到第一金属重建图像；
8、b.根据分割阈值的h倍对重建后图像进行分割得到第二金属重建图像，其中h＜1；
9、c.根据连通性要求，使用第二金属重建图像对第一金属重建图像进行修补，得到修补后的金属重建图像。
10、具体地，h的取值范围优选为0.7～0.95。
11、具体地，所述分割阈值的计算过程包括：
12、①对重建后图像进行灰度值转化，生成灰度直方图；
13、②根据灰度直方图，采用大津阈值法计算初始分割阈值t0，由此得到检索区间[t1,t2]，其中t1＝t0-n1×g，t2＝t0+n2×g，n1<500，n2<500，g为灰度直方图中灰度级的区间大小；
14、③在检索区间[t1,t2]内，采用最大熵阈值法计算最佳分割阈值tbest，即为所需的分割阈值。
15、进一步地，所述对重建后图像进行分割得到金属重建图像，还包括：
16、d.对修补后的金属重建图像进行边缘拓展处理，得到拓展后的金属重建图像。
17、进一步地，所述对重建后图像进行分割得到金属重建图像，还包括：
18、e.对拓展后的金属重建图像进行边缘平滑，得到平滑的金属重建图像。
19、进一步地，所述根据金属投影图像对原始投影序列图像中的金属区域进行分割，具体为：
20、将金属投影图像所在的区域作为初始金属区域，其最大外接矩形之外的区域作为初始背景区域，使用图割法对原始投影序列图像进行金属区域的分割。
21、进一步地，所述根据金属投影图像对原始投影序列图像中的金属区域进行分割，还包括：
22、对经前述图割法分割的金属区域进行边缘修正，得到修正后的金属区域。
23、具体地，所述对经前述图割法分割的金属区域进行边缘修正，具体为：
24、在原始投影序列图像中，遍历金属区域内的像素点(i,j)，如果其邻域像素点(i',j')满足：proj(i',j')>k×proj(i,j)，其中k＜1，proj(i,j)和proj(i',j')分别表示金属区域像素点(i,j)和邻域像素点(i',j')的像素值，则将相应的邻域像素点(i',j')加入到金属区域中。
25、具体地，k的取值范围优选为0.8～0.95。
26、有益效果：
27、本专利技术一方面通过对原始重建图像的分割获取了精确完整的金属重建图像，另一方面通过对原始投影图像的分割获取了有效校正的无金属重建图像，从而将两者融合得到金属伪影校正后的三维重建影像，有效提高了影像质量。
28、本专利技术采用双阈值的方式对原始重建图像进行金属区域的分割，进而通过修补操作得到精确分割的金属重建图像。本专利技术根据金属重建图像的前向投影，使用图割法对原始投影图像进行金属区域的分割，进而通过线性插值和反投影重建得到有效校正的无金属重建图像。
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1.一种基于三维影像的金属伪影校正方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的金属伪影校正方法，其特征在于，所述对重建后图像进行分割得到金属重建图像，具体为：
3.根据权利要求2所述的金属伪影校正方法，其特征在于，h的取值范围为0.7～0.95。
4.根据权利要求2所述的金属伪影校正方法，其特征在于，所述分割阈值的计算过程包括：
5.根据权利要求2所述的金属伪影校正方法，其特征在于，所述对重建后图像进行分割得到金属重建图像，还包括：
6.根据权利要求5所述的金属伪影校正方法，其特征在于，所述对重建后图像进行分割得到金属重建图像，还包括：
7.根据权利要求1所述的金属伪影校正方法，其特征在于，所述根据金属投影图像对原始投影序列图像中的金属区域进行分割，具体为：
8.根据权利要求7所述的金属伪影校正方法，其特征在于，所述根据金属投影图像对原始投影序列图像中的金属区域进行分割，还包括：
9.根据权利要求8所述的金属伪影校正方法，其特征在于，所述对经前述图割法分割的金属区域进行边
10.根据权利要求9所述的伪影校正方法，其特征在于，k的取值范围为0.8～0.95。
...【技术特征摘要】
1.一种基于三维影像的金属伪影校正方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的金属伪影校正方法，其特征在于，所述对重建后图像进行分割得到金属重建图像，具体为：
3.根据权利要求2所述的金属伪影校正方法，其特征在于，h的取值范围为0.7～0.95。
4.根据权利要求2所述的金属伪影校正方法，其特征在于，所述分割阈值的计算过程包括：
5.根据权利要求2所述的金属伪影校正方法，其特征在于，所述对重建后图像进行分割得到金属重建图像，还包括：
6.根据权利要求5所述的金属伪影校正方法，...
【专利技术属性】
技术研发人员：詹坤烽，王锋，
申请(专利权)人：佗道医疗科技有限公司，
类型：发明
国别省市：
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