[发明专利]一种用于消除层析成像中环状伪影的方法及系统

说明书

技术领域

本发明涉及成像技术领域，尤其涉及一种用于消除层析成像中环状伪影的方法及系统。

背景技术

随着X射线探测器制造工艺日趋成熟，X射线断层成像(computed tomography，CT)技术越来越多地应用于生物医学研究中，如小动物成像、乳房X射线CT、牙科CT，介入治疗检测等。除此之外，CT技术在工业的无损检测方面也有广泛的应用。

然而，X射线探测器由于有大量的像素点(百万量级)，很难保证所有的像素对X射线有相同的响应。由于常用的CT重建算法是滤波反投影算法，因此这种响应的不一致会在重建图像中带来严重的环状伪影(Medical Physics，Vol.28，No.5，May 2001)。

现有的去除环状伪影的方法主要可以分为两类，分别是在重建图像中进行校准和在投影图中进行校准。

在重建图像中进行校准的方法又可分为两类：一类是使用标准体模，即在成像前使用均匀的体模(比如水或者空气)进行成像，然后以体模的重建结果做为模板直接对样品成像重建后的图像进行校准(美国专利：5774519，中国发明专利申请号200510103923.0，中国发明专利申请号：200980130829.0)，这种方法的缺点在于对于时变的响应不正常点是无效的；另一类是直接对样品成像重建后的图像进行校准，这种方法比较直观，它或者直接对圆环进行匹配滤波(中国发明专利申请号：201010524976.0，中国发明专利申请号：201010524976.0)，或者是将重建图像转化到极坐标系内对直线进行滤波(Physics in Medicine and Biology 54(2009)3881-3895，中国发明专利专利号：ZL 200410069802.4，中国发明专利专利号：ZL200710031403.2)，这类方法的缺点比较明显，即对强度较高的图像伪影无效，并且会导致图像细节的丢失。

在投影图中进行校准主要是使用正弦图校准，其将投影图在不同角度下的投影结果放到同一图像中，由于响应不均匀的点在不同投影角度下有类似的表现，因此在正弦图中，不正常的点将表现为一条直线，通过对直线的检测或滤波即可将伪影去除(Physics in Medicine and Biology 55(2010)6911-6930)。这种方法的缺点在于对强度较弱的不正常像素点检测灵敏度有限，并且有时难于将响应不正常点与图像中原有的信号区分，从而导致错误的判断。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的在于提供一种用于消除层析成像中环状伪影的方法及系统，用于高效彻底的消除层析成像中的环状伪影。

本发明提供了一种用于消除层析成像中环状伪影的方法，包括：

A、对层析成像中360度投影图像分别进行负对数运算；

B、将负对数运算后的图像进行叠加；

C、根据计算的旋转轴在投影图上的投影位置PRA，计算叠加图像的对称性；

D、获得不正常像素APs的位置；

E、判断是否仍存在不正常像素，如果有，则执行下一步；如果没有不正常像素，则完成环状伪影的消除；

F、判断该不正常像素是否为新出现的不正常像素，如果为新出现的不正常像素，则使用插值或低通滤波方法在所有的投影图像中进行修正；如果为上次迭代中就存在的不正常像素，则按比例从每张投影图像中进行修正；

G、执行步骤C。

本发明还提供了一种用于消除层析成像中环状伪影的系统，其特征在于，包括：

图像重建装置，用于对层析成像中360度投影图像分别进行负对数运算，并将负对数运算后的图像进行叠加；

全角度投影叠加对称性检测装置，用于根据计算的PRA，计算所述叠加图像的对称性；

响应不正常像素点修正装置，用于获取不正常像素的位置，并对不正常像素进行修正。

本发明是基于层析成像中全角度投影图像的叠加对称性，即通过检测投影叠加图像沿旋转轴投影位置的对称性确定响应不正常的像素点位置，从而进行各个投影图像的校准。本发明能准确找出投影图中响应不正常的像素点位置，在校准时针对响应不正常像素点进行处理，无需对正常像素点进行处理，因此在消除成像伪影的时候能保持成像细节信息，并且不会引入新的误差。

附图说明

图1为本发明实施例提供的一种用于消除层析成像中环状伪影的方法流程图；

图2为本发明实施例提供的获取不正常像素位置方法的原理图；

图3为本发明实施例提供的获取不正常像素点的位置的方法流程图；