[发明专利]一种基于卷积的X射线CT系统射束硬化校正方法

权利要求书

1.一种基于卷积的X射线CT系统射束硬化校正方法，其特征在于：包括以下步骤:

步骤一：设置CT系统扫描参数；

步骤二：不开射线源，采集系统的本底值I_bkg；

步骤三：打开射线源，对当前实验室下的空气进行扫描，获取当前空气射线强度I₀；

步骤四：利用X射线CT系统对一组厚度已知的标准件进行扫描，将得到的各采样数据减去本底值得到实际有效射线强度数据I；将I代入公式p_p＝ln(I₀/I)中，得到不同厚度下的多色投影值p_p；

步骤五：以厚度l为横坐标，多色投影值p_p为纵坐标，利用多项式拟合得到硬化模型p_p＝g(l)；根据投影值p_p在厚度l下的切线值为l对应的线衰减系数μ的关系可知μ与l的关系表达式为：μ＝p_p′|_l，由此可求出标准件不同厚度下对应的线衰减系数μ；

步骤六：以p_p为横坐标，线衰减系数μ为纵坐标，进行函数拟合建立卷积校正模型μ＝F(p_p)；其中，p_p=0时的值即为等效单能射线源的线衰减系数μ_m；

步骤七：利用X射线CT系统对被测物体进行扫描，将得到采样数据减去本底值得到实际有效射线强度数据将代入公式p_p＝ln(I₀/I)中，得到不同厚度下的多色投影值各个通道下的值作为输入函数g(x)；

步骤八：根据公式：f(n₁)＝f(n₂)＝1，m＝(n₁+n₂)2和确定卷积函数f(x)的表达式，其中n₁,n₂为被测物体边缘处所对应的探测器通道数，m为卷积函数的对称轴，μ_l为取该组厚度已知的标准件中最大厚度l_max时对应的线衰减系数，p_pl为l_max对应的多色投影值；

步骤九：用卷积函数f(x)对输入函数g(x)进行卷积，卷积结果赋给g(x)，即得到校正后的投影值，用p_m表示；

步骤十：将p_m代入公式中，得到校正后的射线强度数据；

步骤十一：将数据用于图像重建，得到校正后的CT图像。

2.根据权利要求1所述的基于卷积的X射线CT系统射束硬化校正方法，其特征在于：在步骤一之前还包括一个进行散射校正的步骤。

3.根据权利要求2所述的基于卷积的X射线CT系统射束硬化校正方法，其特征在于：通过添加一个铅箔过滤片对散射进行校正。

4.根据权利要求1所述的基于卷积的X射线CT系统射束硬化校正方法，其特征在于：步骤四中所述的一组厚度已知的标准件采用标准阶梯模型。

5.根据权利要求4所述的基于卷积的X射线CT系统射束硬化校正方法，其特征在于：所述标准阶梯模型具有15个不同厚度值。