一种基于锥束X光FDK算法的混合插值方法技术

本发明专利技术公开了一种基于锥束X光FDK算法的混合插值方法，包括以下步骤：（1）获取锥束X光CT投影数据；（2）对投影数据进行滤波；（3）通过插值法估计投影地址的投影值进行FDK算法反投影重建。本发明专利技术在投影数据跳变剧烈的区域重建图像边缘清晰，平均梯度值大于双线性插值法，能很好地保留重建图像的边缘细节。另外，本发明专利技术在投影数据平缓变化区域重建图像平滑，均方误差都小于最近邻插值法和双线性插值法，同时能较好地抑制噪声。

【技术实现步骤摘要】
【专利摘要】本专利技术公开了一种基于锥束X光FDK算法的混合插值方法，包括以下步骤：（1）获取锥束X光CT投影数据；（2）对投影数据进行滤波；（3）通过插值法估计投影地址的投影值进行FDK算法反投影重建。本专利技术在投影数据跳变剧烈的区域重建图像边缘清晰，平均梯度值大于双线性插值法，能很好地保留重建图像的边缘细节。另外，本专利技术在投影数据平缓变化区域重建图像平滑，均方误差都小于最近邻插值法和双线性插值法，同时能较好地抑制噪声。【专利说明】一种基于锥束X光FDK算法的混合插值方法
本专利技术涉及图像重建的
，特别涉及一种基于锥束X光FDK算法的混合插值方法。
技术介绍
X射线CT (Computed Tomography计算机断层摄影术)具有穿透力强、无损、三维可视化等优点而广泛应用于工业无损检测、医学影像诊断等领域。其中锥束X光CT具有辐射利用率、扫描速度、图像分辨率等方面的优势，是CT技术的研究方向和研究热点。锥束CT重建算法包括解析法和迭代法。迭代法的优点是抑制噪声，缺点是计算量大，速度慢。相对于迭代法，解析法重建速度快，所需数据存储空间小。由于锥束CT的数据量较大，解析法比迭代法在锥束CT中的应用更为广泛。解析法又分为精确重建法和近似重建法，其中锥束FDK算法是最成功的近似重建算法。锥束FDK算法是由Feldkamp、Davis和Kress三人于1984年提出的一种基于圆轨道扫描的滤波反投影近似重建算法，是经典的锥束重建算法之一。对于小锥角情况，能够重建出较好的断层图像，同时由于算法结构简单、机械运动简单、执行效率高，锥束FDK算法一直是实际应用中的主流。插值是锥束FDK算法重建过程中非常重要的一步，它直接影响到重建图像的质量。在锥束FDK算法的反投影过程中，由于数据的离散性，会出现象素的投影地址“对不准”的现象，也就是说在找某个投影地址的投影值时，不可能刚好对准采样点，因此一般需要通过插值法来估计此投影地址的投影值。常用的插值方法有最近邻插值法、双线性插值法、双三次插值。考虑到重建速度，在实际中通常采用最近邻插值法、双线性插值法。最近邻插值法是图像插值中最简单的一种插值方法，它取距离投影点最近邻点的投影值作为该点的灰度值。这种算法插值效果较差，会使重建图像出现明显的锯齿。但它是一种非线性插值方法，具有高通滤波特性，能够很好地保留重建图像的边缘。双线性插值法用投影点的两个相邻点的投影值加权内插作为该点的灰度值。双线性插值考虑到投影点的相邻点对它的影响，能有效地克服最近邻插值的不足，因此可以得到较满意的插值效果，该方法具有平滑功能。但是双线性插值法是一种低通滤波器，会使图像中的高频边缘细节成分丟失，造成插值后图像的边缘模糊。针对双线性插值法出现边缘模糊和最近邻插值法出现锯齿的现象，就必须专利技术新的方法，以提高锥束X光CT重建图像质量。
技术实现思路
本专利技术的目的在于克服现有技术的缺点与不足，提供一种基于锥束X光FDK算法的混合插值法。本专利技术的目的通过下述技术方案实现:一种基于锥束X光FDK算法的混合插值方法，包括以下步骤:( I)获取锥束X光CT投影数据；( 2 )对投影数据进行滤波；(3)通过插值法估计投影地址的投影值进行FDK算法反投影重建。 步骤(1)中，获取锥束X光CT投影数据的具体步骤为:锥束X光束沿着圆形扫描轨迹每隔一个角度，采集一个投影数据，一共获取360个采样数据。步骤(2)中，对投影数据进行滤波时，当投影数据无噪声或者噪声较少时，选择R-L滤波器；当投影数据有噪声时，选择S-L滤波器。进一步的，R-L滤波器进行滤波的具体方法:R-L滤波器表达式为:【权利要求】1.一种基于锥束X光FDK算法的混合插值方法，其特征在于，包括以下步骤: (1)获取锥束X光CT投影数据； (2)对投影数据进行滤波； (3)通过插值法估计投影地址的投影值进行FDK算法反投影重建。2.根据权利要求1所述一种基于锥束X光FDK算法的混合插值方法，其特征在于，步骤(I)中，获取锥束X光CT投影数据的具体步骤为:锥束X光束沿着圆形扫描轨迹每隔一个角度，采集一个投影数据，一共获取360个采样数据。3.根据权利要求1所述一种基于锥束X光FDK算法的混合插值方法，其特征在于，步骤(2)中，对投影数据进行滤波时，当投影数据无噪声或者噪声较少时，选择R-L滤波器；当投影数据有噪声时，选择S-L滤波器。4.根据权利要求3所述一种基于锥束X光FDK算法的混合插值方法，其特征在于，R-L滤波器进行滤波的具体方法: R-L滤波器表达式为: 5.根据权利要求3所述一种基于锥束X光FDK算法的混合插值方法，其特征在于，S-L滤波器进行滤波的具体方法: 一2 S-L 滤波器表达式为:hs..1.(nd)~ ^n^-l) n=0，士 L 土 2’ 土3……； 用S-L滤波器对步骤(1)采集得到的数据进行逐行滤波，其中，采样点s=nd，采样间隔d=l。6.根据权利要求1所述一种基于锥束X光FDK算法的混合插值方法，其特征在于，步骤(3)中，具体的重建过程为: (3-1)设定经过滤波处理后的投影数据某投影点浮点坐标为(i+u，j+v)，其中i，j是浮点坐标的整数部分，u和V为浮点坐标的小数部分，OS u，V < 1，分别用最近邻插值法和双线性插插值法计算浮点坐标为(i+u，j+v)投影点的插值，二者的插值结果分别用fi(i+u, j+v)和 f2 (i+u, j+v)表示； (3-2)计算投影点周围四个相邻投影点匕(1，1)(1^=1，2，3，4)的灰度值方差δ ； 【文档编号】G06T11/00GK103489205SQ201310441865【公开日】2014年1月1日 申请日期:2013年9月25日 优先权日:2013年9月25日 【专利技术者】高红霞, 梁剑平, 胡跃明 申请人:华南理工大学本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种基于锥束X光FDK算法的混合插值方法，其特征在于，包括以下步骤：（1）获取锥束X光CT投影数据；（2）对投影数据进行滤波；（3）通过插值法估计投影地址的投影值进行FDK算法反投影重建。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：高红霞，梁剑平，胡跃明，
申请(专利权)人：华南理工大学，
类型：发明
国别省市：