[發明專利]一種基于動態電流的錐束CT環狀偽影校正方法

有效

• 申請號: 201610176008.2
• 申請日: 2016-03-24
• 公開（公告）號: CN105787905B
• 公開（公告）日: 2019-03-26
• 發明（設計）人: 席曉琦;張峰;李磊;陳思宇;韓玉;張翔;鄧林;王敬雨
• 申請（專利權）人: 中國人民解放軍信息工程大學
• 主分類號: G06T5/00
• 分類號: G06T5/00
• 代理公司: 鄭州大通專利商標代理有限公司 41111
• 代理人: 陳大通

本發明公開了一種基于動態電流的錐束CT環狀偽影校正方法，克服了現有技術中，重建圖像中有環狀偽影殘留問題。該發明含有以下步驟：步驟1、利用動態電流下探元響應與管電流是否滿足線性關系，將探元分為壞點和響應不一致探元兩類；步驟2、判斷不同管電流下單個探元響應的增量是否為零，對第一類壞點進行檢測；步驟3、計算每一個探元的輸出響應與管電流的相關系數，利用相關性分析的方法對第二類壞點進行檢測；步驟4、計算探元響應和管電流間的線性回歸方程，以單個管電流下所有探元響應的均值為基準，計算探元的一致性校正參數矩陣。本發明解決了現有壞點檢測方法閾值確定困難的問題，本發明方法對環狀偽影校正效果較好，通用性較強。

技術領域

該發明涉及一種錐束CT環狀偽影校正方法，特別是涉及一種基于動態電流的錐束CT環狀偽影校正方法。

背景技術

錐束CT(Computed Tomography)系統主要由X射線源、平板探測器、精密機械和計算機組成，能夠在非接觸、不破壞的條件下得到物體內部的三維結構信息，已廣泛應用于無損檢測和醫學診斷等領域。實際應用中，受平板探測器制造工藝的影響，在相同射線能量照射下，各探元響應之間存在不同程度的差異，容易導致CT重建圖像中出現一系列以重建中心為圓心的同心圓環。這些表現為圓環形狀的環狀偽影嚴重干擾了后續對圖像的分析、處理等工作。因此研究環狀偽影校正方法具有重要的實際意義。

由于平板探測器的探元在一定時期內具有穩定性，已有環狀偽影校正方法中探測器校正法的實用性最強。體現在：將探測器的校正參數生成模板，然后每次成像時加載模板進行校正，使用一段時間后更新模板即可。檢測探測器壞點進而生成壞點分布模板是探測器校正法的一個關鍵步驟。

壞點檢測方法通常先采集一定曝光水平下未放置任何物體時的探測器輸出圖像(以下簡稱曝光圖像)，然后計算曝光圖像的某些參數，再基于這些參數設置一定的閾值來識別壞點。有方法是直接計算曝光圖像中探元響應的均值和方差，而后認為響應的方差超過一定范圍的探元即為壞點；還有方法是計算探元響應的增益系數，之后將增益系數超過一定范圍的探元標記為壞點；上述兩種方法容易受曝光不均勻的影響，且較難確定合適的閾值。Tang等人提出的一種基于小波分析的壞點檢測方法效果較好，不受曝光不均勻的影響，但需根據壞點分布情況，將呈點狀、簇狀或線狀分布的壞點分開檢測，檢測結果顯然受壞點分布形式影響且不能準確定位壞點的位置。本發明根據探元響應與管電流線性相關的特點，提出了一種基于動態電流的錐束CT環狀偽影校正方法。先對不同管電流下響應恒定的探元進行檢測；然后計算每一個探元響應與管電流的相關系數，對響應隨機變化和迅速達到最大的探元進行檢測。將檢測出的探元均作為壞點記入壞點模板，并進行插值校正，將每個管電流下探元響應的均值作為基準，計算同一組管電流下各探元響應曲線方程與基準曲線方程的轉化關系，得到全部探元的一致性校正參數矩陣。利用上述方法得到的壞點模板和一致性校正參數，在投影采集時對探元的輸出響應進行校正。

發明內容

本發明克服了現有技術中，重建圖像中有環狀偽影殘留問題，提供一種效果顯著的基于動態電流的錐束CT環狀偽影校正方法。

本發明的技術解決方案是，提供一種具有以下步驟的基于動態電流的錐束CT環狀偽影校正方法：含有以下步驟：步驟1、利用動態電流下探元響應與管電流是否滿足線性關系，將探元分為壞點和響應不一致探元兩類；步驟2、判斷不同管電流下單個探元響應的增量是否為零，對第一類壞點進行檢測；步驟3、計算每一個探元的輸出響應與管電流的相關系數，利用相關性分析的方法對第二類壞點進行 檢測；步驟4、計算探元響應和管電流間的線性回歸方程，以單個管電流下所有探元響應的均值為基準，計算探元的一致性校正參數矩陣。

所述步驟1中動態電流的利用方法如下：固定X射線發生器的管電壓，在探測器的最佳動態響應范圍內調整管電流，采集當前管電流下的多張探測器輸出圖像，并取其平均值作為該電流下的探測器輸出圖像；最終連續設置多個不同的管電流，可以獲得一個與該電流序列對應的探測器輸出圖像序列。