[發明專利]基于非參數核密度估計的數字乳腺層析合成攝影重建方法

有效

• 申請號: 202010977821.6
• 申請日: 2020-09-17
• 公開（公告）號: CN112150426B
• 公開（公告）日: 2022-08-30
• 發明（設計）人: 喻春雨;李翰林;陳剛;劉明睿
• 申請（專利權）人: 南京郵電大學
• 主分類號: G06T7/00
• 分類號: G06T7/00;G06T11/00;A61B6/03;A61B6/02;A61B6/00
• 代理公司: 南京蘇科專利代理有限責任公司 32102
• 代理人: 姚姣陽

1.一種基于非參數核密度估計的數字乳腺層析合成攝影重建方法，其特征在于，包括如下步驟：

S1、獲取設定角度范圍內n個不同角度的乳腺X射線投影；

S2、對所獲取的n個所述乳腺X射線投影進行亮度均勻校正及降噪處理；

S3、根據數字層析合成攝影的位移及所需重建層面的深度，依次對經S2處理后的n個所述乳腺X射線投影進行位移處理；

S4、對經S3處理后的n個所述乳腺X射線投影分別進行乳腺區域提取并配準；

S5、對配準后的n個所述乳腺區域采用非參數核密度估計方法進行聚焦信息估計，得到初步重建層；

S6、對所述初步重建層進行二值化處理，然后依據處理結果對所述初步重建層做引導濾波處理；

S7、對濾波后的所述初步重建層采用對比度受限的自適應直方圖均衡進行對比度增強，然后將優化后的圖像輸出、即得到最終重建層。

2.根據權利要求1所述的基于非參數核密度估計的數字乳腺層析合成攝影重建方法，其特征在于，在所述S1中，包括如下步驟：

使X射線源在壓迫板上方繞乳腺體進行小范圍弧形運動，保證平板探測器與所述X射線源在水平方向上保持相對運動關系，等間隔角度采集投影，得到設定角度范圍內n個不同角度的乳腺X射線投影。

3.根據權利要求2所述的基于非參數核密度估計的數字乳腺層析合成攝影重建方法，其特征在于，在所述S2中，包括如下步驟：

S21、關閉所述X射線源并開啟所述平板探測器，分別在每個角度連續采集多幀暗場圖像，使用幀平均法獲得每個角度下的一幀穩定的暗場圖像；

S22、開啟所述X射線源和所述平板探測器，分別在每個角度連續采集多幀光場圖像，使用幀平均法獲得每個角度下的一幀穩定的光場圖像；

S23、開啟所述X射線源和所述平板探測器，依次采集不同角度下的所述乳腺X射線投影并分別進行圖像均勻校正，則第n個角度下所述乳腺X射線投影的圖像均勻校正的公式為

其中，為一幀穩定的暗場圖像，為一幀穩定的光場圖像，為所述乳腺X射線投影的校正前圖像，mean為取均值，為所述乳腺X射線投影的校正后圖像；

S24、根據噪聲程度高低，使用S23中的公式進行多次操作，對進行初步降噪，

當噪聲程度較低時，采用幀平均法進行降噪處理；

當噪聲程度較高時，采用基于二階統計量的盲源分離算法進行降噪處理。

4.根據權利要求3所述的基于非參數核密度估計的數字乳腺層析合成攝影重建方法，其特征在于：所述基于二階統計量的盲源分離算法包括奇異值分解算法及權值調整二階盲辨識算法。

5.根據權利要求3所述的基于非參數核密度估計的數字乳腺層析合成攝影重建方法，其特征在于，在所述S3中，包括如下步驟：

以所述探測器運動軌跡的中心為原點、水平探測器的運動方向為X軸、垂直探測器的運動方向為Z軸建立空間直角坐標系，記所述X 線源到所述探測器平面的距離為D，所述X線源運動到第n個角度時的坐標為(a_n,D)，此時探測器中點坐標為b_n＝a_n(z_f/(z_f-D))，將此時待成像平面結構在Z軸上的坐標標記為z、則所述探測器上投影的橫坐標為x_n(z)＝a_n(1-(D/(D-z)))；

得到待重建層面與探測器中心位置的相對位移公式為

其中，x_n(z)為此時所述探測器上投影的橫坐標，b_n為所述探測器的中點坐標，(a_n,D)為此成像角度下的所述X線源的坐標，z為待成像平面結構在Z軸上的坐標，z_f為待成像平面結構在Z軸上的投影坐標。