[發(fā)明專利]一種錐束CT射束硬化曲線偵測(cè)及投影加權(quán)校正方法有效
| 申請(qǐng)?zhí)枺?/td> | 201910143911.2 | 申請(qǐng)日： | 2019-02-27 |
| 公開(kāi)（公告）號(hào)： | CN109919868B | 公開(kāi)（公告）日： | 2022-10-04 |
| 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人： | 楊富強(qiáng);張定華;張華;黃魁東 | 申請(qǐng)（專利權(quán)）人： | 西北工業(yè)大學(xué) |
| 主分類號(hào)： | G06T5/00 | 分類號(hào)： | G06T5/00 |
| 代理公司： | 暫無(wú)信息 | 代理人： | 暫無(wú)信息 |
| 地址： | 710072 陜西*** | 國(guó)省代碼： | 陜西;61 |
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| 摘要： | |||
| 搜索關(guān)鍵詞： | 一種 ct 硬化 曲線 偵測(cè) 投影 加權(quán) 校正 方法 | ||
1.一種錐束CT射束硬化曲線偵測(cè)及投影加權(quán)校正方法，其特征在于包括下述步驟：
步驟1：設(shè)置投影采樣幾何參數(shù)；
步驟2：對(duì)多色投影Pp進(jìn)行預(yù)重建，獲取中心切片圖像S對(duì)應(yīng)的二值化圖像B；
步驟3：獲取射線與二值化圖像的交線長(zhǎng)度，擬合得到偵測(cè)硬化曲線；
步驟4：對(duì)偵測(cè)硬化曲線進(jìn)行投影加權(quán)及修正；
步驟5：以修正后的函數(shù)模型對(duì)多能射線進(jìn)行校正，三維重建獲取切片；
在所述步驟1中，投影采樣幾何參數(shù)包括：射線源到探測(cè)器中心距離、射線源到旋轉(zhuǎn)中心距離、重建分辨率及體素大小，采樣幅數(shù)，采樣的起始位置；
在所述步驟2中，對(duì)多色投影預(yù)重建之前，需要先對(duì)投影進(jìn)行散射校正，散射校正完成后需要對(duì)校正投影進(jìn)行對(duì)數(shù)變換然后重建，重建時(shí)只需重建中心層切片即可，重建方法可以選擇濾波反投影算法，也可以選擇迭代類算法，然后對(duì)中心切片圖像S根據(jù)OTSU大律法得到二值化圖像B；
在所述步驟3中，獲取射線與二值化圖像的交線長(zhǎng)度的具體步驟包括：
1)構(gòu)建平面坐標(biāo)系，設(shè)置射線源起始坐標(biāo)及探測(cè)器探元坐標(biāo)，建立射線源與探測(cè)器像元之間的射線方程；
2)根據(jù)平面坐標(biāo)系，將步驟2中得到的二值化圖像B離散化，以M×N表示離散網(wǎng)格圖像，稱之為B1，M和N分別表示沿X方向和Y方向的網(wǎng)格數(shù)目；
3)選擇不同角度下的射線，射線索引，記為R，求射線方程與二值化圖像的離散網(wǎng)格圖像B1的交點(diǎn)，將單個(gè)網(wǎng)格內(nèi)的線段長(zhǎng)度作為射線與該網(wǎng)格的交線長(zhǎng)度，并記錄該網(wǎng)格索引為
4)以此類推，獲取同一射線下獲得的全部網(wǎng)格索引并對(duì)對(duì)應(yīng)的交線長(zhǎng)度求和，作為該條射線穿越路徑長(zhǎng)度；
在所述步驟3中，擬合得到偵測(cè)硬化曲線的具體步驟包括：
1)首先根據(jù)射線索引R，提取射線索引R在探測(cè)器上投影的灰度值
2)獲取射線索引R對(duì)應(yīng)的射線穿越路徑長(zhǎng)度Ls；
3)建立射線穿越路徑長(zhǎng)度Ls和投影灰度的對(duì)應(yīng)關(guān)系，即硬化離散數(shù)據(jù)點(diǎn)
4)選擇函數(shù)L＝AtB+Ct，以最小二乘法擬合離散數(shù)據(jù)點(diǎn)得到射線穿越長(zhǎng)度Ls關(guān)于投影灰度變化的射束硬化偵測(cè)曲線，以A、B、C作為擬合系數(shù)，L表示射線穿越物體長(zhǎng)度，t為多色投影灰度值；
在所述步驟4中，對(duì)偵測(cè)硬化曲線進(jìn)行修正及投影加權(quán)的具體步驟包括：
1)以擬合系數(shù)C對(duì)函數(shù)模型就行修正，得到更新模型
2)對(duì)更新模型增加投影加權(quán)補(bǔ)償項(xiàng)λt，得到最終模型其中λ表示加權(quán)系數(shù)，計(jì)算方法為：
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種錐束CT射束硬化曲線偵測(cè)及投影加權(quán)校正方法，其特征在于：在所述方法中，如果檢測(cè)對(duì)象的掃描方式及掃描參數(shù)與上次檢測(cè)相同或批量檢測(cè)時(shí)，則步驟3中偵測(cè)的硬化曲線只需要獲取一次，后面的不同檢測(cè)對(duì)象可以直接應(yīng)用，無(wú)需再次獲取。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種錐束CT射束硬化曲線偵測(cè)及投影加權(quán)校正方法，其特征在于：基于多能譜射線硬化投影的錐束CT射束硬化曲線偵測(cè)及投影加權(quán)校正方法中：
(1)根據(jù)檢測(cè)對(duì)象的投影信息結(jié)合先驗(yàn)知識(shí)偵測(cè)得到射束硬化曲線，描述并表示了具體對(duì)象的射束硬化行為；
(2)通過(guò)對(duì)硬化曲線模型擬合完成了模型修正，經(jīng)過(guò)投影加權(quán)補(bǔ)償項(xiàng)，使得硬化校正模型更精準(zhǔn)的建立多能投影到單能投影之間的映射；
(3)以最終模型完成多能譜硬化投影校正，抑制杯狀偽影，獲得高質(zhì)量圖像。
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