[发明专利]一种基于扇束X光CT滤波反投影重建的混合滤波方法

说明书

技术领域

本发明涉及滤波的技术领域，特别涉及一种基于扇束X光CT滤波反投影重建的混合滤波方法。

背景技术

X射线CT(Computed Tomography计算机断层摄影术)具有穿透力强、无损等优点而广泛应用于工业无损检测、医学影像诊断等领域。其中扇束X光CT滤波反投影重建算法由于计算量小，重建质量好，空间分辨率高，是商用X光CT机应用的主流算法。

滤波器是扇束X光CT滤波反投影重建算法中的重要组成部分，它的选择直接影响到重建图像的好坏。传统的滤波器有SL滤波器、RL滤波器、Lewitt滤波器，RL滤波函数主瓣高且窄，重建图像的空间分辨率较高，但是旁瓣幅度较大，Gibbs现象明显，在投影数据有噪声时，重建图像质量较差。为了克服RL滤波器的缺点，Shepp和Logan提出了SL滤波器，SL滤波器旁瓣无振荡、衰减速度快，重建图像振荡响应小并能有效抑制噪声。但是SL滤波器的主瓣没有RL滤波器主瓣好，其低频段重建图像的空间分辨率没有RL滤波器高。Lewitt滤波器的主峰和次峰幅度之比最小，理论上Lewitt滤波器增强效果较好，其主瓣幅度没有RL滤波器大，但是旁瓣衰减迅速，有利于提高重建图像的密度分辨率。虽然单独的滤波器都有自己的优点，但是还没有任何一种单独的滤波器能做到改善图像分辨率的同时又能很好地抑制噪声。但常见的混合滤波器，RL&SL混合滤波器和RL&Lewitt混合滤波器由于副瓣幅度的原因，不能较好地抑制投影数据的噪声。而实际采集的X光CT投影数据受噪声影响严重，因此，为了改善重建图像分辨率同时又能去除噪声，就必须发明新的方法，以提高X光重建断层图像质量。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的缺点与不足，提供一种基于扇束X光CT滤波反投影重建的混合滤波方法。

本发明的目的通过下述技术方案实现：

一种基于扇束X光CT滤波反投影重建的混合滤波方法，包括以下步骤：

（1）获取扇束X光CT投影数据；

（2）对投影数据进行混合滤波处理；

（3）沿着X射线方向进行反投影重建得到断层图像。

步骤（1）中，获取扇束X光CT投影数据具体为：沿着圆形扫描轨迹每隔一个角度，采集一个投影数据，一共获取360个采样数据。

步骤（2）中，对投影数据进行联合滤波处理的具体方法为：

（2-1）对获取的X光CT投影数据进行离散化，设定离散化后的投影数据为p(s,β)；

其中，采样点s=nd，采样间隔d=1，采样角度β=1～2π；

（2-2）对离散化后的投影数据p(s,β）进行混合滤波处理，具体为：

设定h(s)为混合滤波器，根据p(s,β)=p(s,β)**h(s)对投影数据p(s,β)进行卷积混合滤波，得到滤波后的数据

其中，**号表示卷积。

进一步的，步骤（2）中对投影数据进行混合滤波处理，其混合滤波器为：

h(nd)=λ₁h_SL(nd)+λ₂h_L(nd)；

加权系数：λ₁≥0，λ₂≥0，λ₁+λ₂=1，用户根据实际需要确定；

SL滤波器：n=0，±1，±2，±3……；

Lewitt滤波器：

步骤（3）具体为：

（3-1）设定待重建断层图像内任一点的位置为(r,θ)，反投影地址为s₁，X光射线源到重建中心的距离为D，根据以下公式计算反投影地址：

s1=Drcos(β-θ)D+rsin(β-θ)]]>