(19)中华人民共和国国家知识产权局
| (12)发明专利说明书 | |
| (10)申请公布号 CN 101126724 A (43)申请公布日 2008.02.20 |
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(21)申请号 CN200710018781.7
(22)申请日 2007.09.30
(71)申请人 西北工业大学
地址 710072 陕西省西安市友谊西路127号
(72)发明人 张定华 黄魁东 卜昆 王苦愚
(74)专利代理机构 西北工业大学专利中心
代理人 顾潮琪
(51)Int.CI
G01N23/04
G06T5/00
G06T1/00
(54)发明名称
(57)摘要
本发明公开了一种锥束CT系统中平板探测器图像的抗干扰校正方法，设置采集参数，对平板探测器进行部分屏蔽，采集暗场图像、空白曝光图像和实物投影图像；计算平均暗场图像、增益校正图像和坏像素模板图像；对实物投影图像进行暗场校正、暗场波动校正、增益校正、坏像素修正以及增益条纹校正；对实物投影图像进行滤波降噪处理，由实物投影图像重建出实物切片图像。将空白曝光图像重建出空白切片图像，计算切片校正图像；对实物切片图像进行切片校正；对实物切片图像进行滤波降噪处理。本发明的校正结果明显优于现有校正算法的结果。可以有效去除现有校正方法无法消除的线状和环状伪影，并使图像信噪比保持或略高于原有水平。 | |
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法律状态
权 利 要 求 说 明 书
1.锥束CT系统中平板探测器图像的抗干扰校正方法，其特征在于包括下述步骤：
(a)设置采集参数，对平板探测器进行部分屏蔽，在不放置被检测实物的情况下，采集一组暗场图像和一组空白曝光图像，放置被检测实物，采集实物投影图像；
(b)由暗场图像和空白曝光图像，按照常规校正方法计算校正过程所需的平均暗场图像、增益校正图像和坏像素模板图像；
(c)利用平均暗场图像，对实物投影图像进行暗场校正；
(d)由实物投影图像计算暗场波动数据，对实物投影图像进行暗场波动校正；
(e)利用增益校正图像，对实物投影图像进行增益校正；
(f)利用坏像素模板图像，对实物投影图像进行坏像素修正；
(g)由实物投影图像计算增益条纹校正参数，对实物投影图像进行增益条纹校正；
(h)对实物投影图像进行滤波降噪处理，滤波方法根据需要在非局部均值滤波(NoneLocal Mean)、自适应中值滤波和模糊理论滤波三种方式中选择；
(i)由实物投影图像重建出实物切片图像。将空白曝光图像按上述(3)～(8)步的方法处理，并重建出空白切片图像；
(j)由空白切片图像计算切片校正图像；
(k)利用切片校正图像，对实物切片图像进行切片校正；
(l)对实物切片图像进行滤波降噪处理。
2.根据权利要求1的锥束CT系统中平板探测器图像的抗干扰校正方法，其特征在于：在所述
步骤(a)中采用在平板探测器射线接收区域一侧安装一块矩形屏蔽板的方法，使之屏蔽探测器像元的若干列；为了保证屏蔽效果，以使用对射线阻隔效果好的材料为宜，比如铅板；屏蔽板厚度可以根据射线强度选择，使透射剂量越小越好。
3.根据权利要求1的锥束CT系统中平板探测器图像的抗干扰校正方法，其特征在于：在所述步骤(d)中，对平板探探测器暗场波动数据进行计算，并实施暗场波动校正；(1)式表示常规暗场校正，从实物投影图像I(r)中减去平均暗场图像B(r)；当暗场发生波动时，暗场波动校正如(2)式所示，在进行常规暗场校正的基础上，再减去暗场波动数据ΔB(r)：
S<sub>B</sub>(r)＝I(r)-B(r) (1)
S(r)＝S<sub>B</sub>(r)-ΔB(r) (2)
设P(r)是屏蔽部分的输出数据，则由P(r)计算各幅实物投影图像的暗场波动ΔB(r)的方法如(3)式所示；先将各幅实物投影图像的屏蔽列按对应像素平均得到P<sub>avg</sub>(r)，用各幅实物投影图像的P(r)分别与该平均数据比较，即得到相应的暗场波动：
ΔB(r)＝P(r)-P<sub>avg</sub>(r) (3)
由屏蔽处得到列数据，故暗场波动应按行校正，即每行按照同一修正系数进行修正。
4.根据权利要求1的锥束CT系统中平板探测器图像的抗干扰校正方法，其特征在于：在所述步骤(g)中，首先选择各幅实物投影图像中均未被实物遮挡的若干列，将每幅实物投影图像对应的空白列数据的各行平均，得到一列平均数据；再计算所有实物投影图像空白列的均值；最后将前述每幅实物投影图像的平均列数据规范化到其均值，从而得到每幅实物投影图像的一列增益条纹校正参数G<sub>L</sub>(r)，并按(4)式进行增益校正，按(5)式进行增益条纹校正，其中G(r)是增益校正图像，·<sup>×</sup>表示逐点相乘<sub>‖</sub>×表示按行相乘：
T<sub>G</sub>(r)＝S(r).×G(r) (4)
T(r)＝T<sub>G</sub>(r)<sub>‖</sub>×G<sub>L</sub>(r) (5)
5.根据权利要求1的锥束CT系统中平板探测器图像的抗干扰校正方法，其特征在于：在所述步骤(i)至(k)中，先将空白曝光图像进行与实物投影图像相同的投影校正，重建成空白切片图像；对每一幅空白切片图像，计算其平均值，并将空白切片图像规范化到该均值，得到切片校正图像R<sub>G</sub>(r)；则对实物切片图像R(r)的校正定义为：
Slice(r)＝R(r).×R<sub>G</sub>(r) (6)
说 明 书
技术领域
本发明属于计算机图像处理领域，涉及对应用于CT系统的平板探测器输出图像的一整套校正解决方案。
背景技术
高分辨率锥束CT是当今国际上解决无损检测问题最有发展前途的一种高新技术，涉及放射学、图形图像学、数学、物理学、机械学和计算机等众多学科领域。与传统CT相比，锥束CT能够一次获取数百乃至上千个截面的投影，扫描速度很高，切片厚度小，空间分辨率各向同性，精度较高。采用平板探测器(Flat Panel Detector)作为投影图像的获取部件，是锥束CT与传统CT的主要区别之一。
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