[發明專利]錐束CT圖像域快速散射修正方法

在審

• 申請號: 201410757244.4
• 申請日: 2014-12-10
• 公開（公告）號: CN104504656A
• 公開（公告）日: 2015-04-08
• 發明（設計）人: 牛田野;吳蓬威
• 申請（專利權）人: 浙江大學
• 主分類號: G06T5/00
• 分類號: G06T5/00
• 代理公司: 杭州天勤知識產權代理有限公司33224
• 代理人: 胡紅娟

1.一種錐束CT圖像域快速散射修正方法，其特征在于，包括：

(1)采用濾波反投影算法根據實測投影重建三維蝶形濾波器掩膜和原始三維CT圖像；

所述的原始三維CT圖像包括m層二維CT圖像，所述的三維蝶形濾波器掩膜包括m層蝶形濾波器掩膜；

(2)針對每層二維CT圖像設定一個修正因子，并構建基于所述的修正因子、三維蝶形濾波器掩膜和原始三維CT圖像的修正函數，用于對所述的原始三維CT圖像進行修正；

(3)針對修正因子構建優化函數，所述的優化函數包括優化目標函數和優化約束函數；

(4)求解所述的優化函數得到各個修正因子的最優值，并將所述修正因子的最優值代入優化函數得到修正后的三維CT圖像。

2.如權利要求1所述的錐束CT圖像域快速散射修正方法，其特征在于，所述步驟(2)構建的修正函數如下：

L＝L₀+[α₁,α₂,……，α_m]·[M₁，M₂，……，M_m]；

L為修正后的三維CT圖像，L₀為原始三維CT圖像，α_x為原始三維CT圖像中第x層二維CT圖像對應的修正因子，M_x為三維蝶形濾波器掩膜中第x層二維蝶形濾波器掩膜，其中，x＝1,2，……，m。

3.如權利要求1所述的錐束CT圖像域快速散射修正方法，其特征在于，所述步驟(3)通過如下方法構建優化函數：

(3-1)以采用所述修正函數進行修正后的三維CT圖像的直方圖函數的最大值作為優化目標函數；

(3-2)以相鄰兩層二維CT圖像的CT數的差值小于預設閾值作為優化約束函數。

4.如權利要求1所述的錐束CT圖像域快速散射修正方法，其特征在于，所述的預設閾值為30～50HU。

5.如權利要求1所述的錐束CT圖像域快速散射修正方法，其特征在于，所述步驟(4)通過如下步驟求解所述的優化函數：

(4-1)確定各個修正因子的初始值；

(4-2)基于所述修正因子的初始值，對所述的優化函數進行優化求解，即得各個修正因子的最優值。

6.如權利要求5所述的錐束CT圖像域快速散射修正方法，其特征在于，所述步驟(4-1)具體如下：

采用松弛法將優化目標函數中未知數的個數松弛為1后，再求解松弛后的優化函數即得到各個修正因子的初始值。

7.如權利要求5所述的錐束CT圖像域快速散射修正方法，其特征在于，所述步驟(4-2)中通過內點法對所述的優化函數進行優化求解。

8.如權利要求1～7中任意一項權利要求所述的錐束CT圖像域快速散射修正方法，其特征在于，還包括對三維蝶形濾波器掩膜進行預處理得到預處理后的三維蝶形濾波器掩膜；

預處理時依次消除所述三維蝶形濾波器掩膜的外圍亮環偽影和波紋偽影；

所述修正函數中對應的三維蝶形濾波器掩膜為預處理后的三維蝶形濾波器掩膜。

9.如權利要求8所述的錐束CT圖像域快速散射修正方法，其特征在于，預處理時采用霍夫變換法去除外圍亮環偽影：

(S1-1)采用霍夫變換識別蝶形濾波器掩膜中的圓，并根據識別結果確定識別蝶形濾波器掩膜的外圍亮環偽影區域；

(S1-2)將外圍亮環偽影區域中所有像素點的灰度值置為零進而消除蝶形濾波器掩膜中的外圍亮環偽影區域，得到去偽影蝶形濾波器掩膜。

10.如權利要求9所述的錐束CT圖像域快速散射修正方法，其特征在于，預處理時采用均值濾波法去除外圍亮環偽影：

對所述去偽影蝶形濾波器掩膜的中心區域進行均值濾波，消除蝶形濾波器掩膜的中心區域的波紋偽影。由于該波紋偽影具有顯著的高頻特性。

外圍亮環偽影區域為蝶形濾波器掩膜中像素點灰度值大于0.1mm^-1。

霍夫變換時進行遍歷時僅以蝶形濾波器掩膜中與中心點的距離大于200像素的區域。