[发明专利]用于量子显微CT CONE BEAM成像衰减的补偿系统及其控制方法

权利要求书

1.用于量子显微CT CONE BEAM成像衰减的补偿系统，其特征是由成像光源(1)、CMOS或CCD成像器(3)和嵌入式成像和光源控制系统(6)组成，其中，成像光源(1)与嵌入式成像和光源控制系统(6)通过RS232串行线(7)连接，CMOS或CCD成像器(3)与嵌入式成像和光源控制系统(6)用USB控制连线(8)连接。

2.根据权利要求1所述的用于量子显微CT CONE BEAM成像衰减的补偿系统，其特征是所述的嵌入式成像和光源控制系统(6)由32比特RISC CPU(15)、成像单元、RJ45接口(17)和RF无线通讯单元(18)组成；其中，成像单元由成像器(20)和成像单元控制电路(21)连接组成，所述的32比特RISC CPU(15)分别与RJ45接口(17)和成像单元控制电路(21)连接，RJ45接口(17)与RF无线通讯单元(18)连接。

3.一种如权利要求1或2所述的用于量子显微CT CONE BEAM成像衰减的补偿系统的控制方法，其特征是包括下列步骤：

A：建立非线性衰减特性方程和衰减补偿方程：成像光源位于X轴上，距离三维坐标原点的距离为D；CMOS或CCD成像器的成像平面，该平面为ZY平面，由本三维坐标示意可见光源主射线R_Center(ray equation)与X轴重合，到达成像平面为最强光，当光源S形成的角锥状投影(CONE Projection)，其边缘射线R_Peripheral与成像平面相交，其交点与三维坐标原点连线形成以此线段，X轴，和边缘射线组成的一个直角三角型，根据这个三角型，建立非线性衰减特性方程(1)：

f(z，y；z0，y0)＝1/(sqrt((z-z0)^2+(y-y0)^2+D^2)...(1)

根据此衰减方程，建立衰减补偿方程(2)：

g(z，y；z0，y0)＝1-f(z，y；z0，y0)...(2)

所述衰减补偿方程的计算方法描述如下：

第一步：选取两维卷积用高斯kernel，G(z，y；uz，uy，S)，如方程(3)，其中uz，uy和S根据图像质量选取，uz，uy常见选取值uz＝0，uy＝0，表现了对称高斯kernel的选取，S＝20，其单位为像素(pixel)为常见的经验值，定义了高斯kernel的形状大小；

第二步：用高斯kernel与Cone Beam Projection图像I(z，y)进行两维卷积运算，即G(z，y；uz，uy，S)*I(z，y)，找出卷积G(z，y；uz，uy，S)*I(z，y)极大值获取的位置(z0，y0)，将此值代入衰减补偿方程(2)中，获得微调后的衰减补偿方程； 

第三步：使用微调后的衰减补偿方程对Cone Beam Projection图像I(z，y)进行如下运算，以获得对图像I(z，y)的非线性失真补偿：

I_NEW(z，y)＝g(z，y；z0，y0)I(z，y)...(3)

至此运算结束；

B：运用非线性衰减特性方程和衰减补偿方程进行图象补偿计算，包括下列步骤：

选取两维卷积用高斯kernel，然后读取CONE图像，如没有读入此图像，则重新读入图像，如已经成功读入此图像，则用高斯kernel进行二维卷积；

用高斯kernel与Cone Beam Projection图像I(z，y)进行两维卷积运算，求出卷积G(z，y；uz，uy，S)*I(z，y)极大值获取的位置(z0，y0)，即最强光位置，根据计算结果判断是否需要采用人工经验值计算，如是，则进行人工经验值手动计算，否则计算非线性失真衰减补偿方程，使用微调后的衰减补偿方程对Cone Beam Projection图像I(z，y)进行非线性失真补偿计算。