[發(fā)明專利]一種稀疏投影下的錐束XCT成像質(zhì)量評估方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201611031469.7
• 申請日: 2016-11-18
• 公開（公告）號: CN106725565B
• 公開（公告）日: 2019-07-19
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 周仲興;高峰;趙會娟;張力新;郝挺
• 申請（專利權(quán)）人: 天津大學(xué)
• 主分類號: A61B6/03
• 分類號: A61B6/03;G06T7/11;G06T7/136
• 代理公司: 天津市北洋有限責(zé)任專利代理事務(wù)所 12201
• 代理人: 程毓英

1.一種稀疏投影下的錐束XCT成像質(zhì)量評估方法，該方法將仿體置于錐束XCT成像系統(tǒng)的點光源下方的成像腔，所述的仿體為由聚丙烯酸酯制成的邊界平滑，內(nèi)部材料均勻的圓柱體；成像腔在水平平面上繞著成像腔中軸旋轉(zhuǎn)，每旋轉(zhuǎn)一定角度，進(jìn)行一次曝光成像，利用TV正則化方法重建出仿體的三維圖像；基于此三維圖像進(jìn)行成像系統(tǒng)質(zhì)量評估，分為兩個部分，其中，

第一部分：計算稀疏投影下的錐束XCT成像系統(tǒng)的調(diào)制傳遞函數(shù)MTF

①選取多個三維重建結(jié)果切片，沿z軸方向疊加平均三維重建結(jié)果切片得到二維圖像p(x,y)，(x,y)為圖像像素在直角坐標(biāo)系下位置，并將其從直角坐標(biāo)系映射到極坐標(biāo)系，得到極坐標(biāo)系下圖像p(r,θ)；

②對圖像p(x,y)采用閾值分割將灰度圖像p(x,y)映射為二值圖像p^norm(x,y)，這里為圖像中空氣部分的像素平均值，為圖像中成像質(zhì)量評估仿體部分的像素平均值，將仿體和空氣部分分割，識別出目標(biāo)體區(qū)域，然后通過質(zhì)心法確定目標(biāo)體區(qū)域的中心；

③設(shè)定過采樣像素大小Δr，由此形成半徑分別為Δr，2Δr，3Δr，4Δr……的一系列同心圓環(huán)，將圖像p(r,θ)中各個同心圓環(huán)范圍內(nèi)的像素點進(jìn)行像素值平均，而后按照離開圓心的距離排序，由此得到過采樣邊緣擴(kuò)散函數(shù)曲線ESF；

④對ESF求微分以后得到線擴(kuò)散函數(shù)LSF，對LSF加hann窗后進(jìn)行傅里葉變換，所得結(jié)果取模并進(jìn)行零頻率歸一化后即為所求的調(diào)制傳遞函數(shù)MTF(u),這里的u為頻率；

第二部分：求取稀疏投影下的錐束XCT成像系統(tǒng)的噪聲功率譜NPS：

⑤對于所選取的三維重建結(jié)果切片，分別在每一個切片的圓形區(qū)域內(nèi)的同一區(qū)域截取方形ROI，計算該方形ROI的平均像素值，而后將原ROI圖像減去該平均像素值，以此獲得各個切片的噪聲圖像；

⑥將每一幅噪聲圖像都分成互不重疊的幾個子塊ROI，而后分別對所有子塊ROI計算噪聲功率譜，計算噪聲功率譜時采用的傅里葉變換的點數(shù)與計算MTF時采用的傅里葉變換的點數(shù)一致，再將所得的噪聲功率譜疊加平均，得到錐束XCT成像系統(tǒng)的二維噪聲功率譜；

⑦從二維噪聲功率譜圖中心沿橫軸向右至終點，取橫軸上下各7行功率譜值，而后將這14行功率譜值疊加平均，得到錐束XCT成像系統(tǒng)的一維噪聲功率譜NPS_d(u)；

⑧根據(jù)公式計算得到噪聲等效量子數(shù)NEQ，即得到成像質(zhì)量空間分辨率和噪聲水平的綜合評價結(jié)果。