[发明专利]晶体中心位置图生成方法及晶体像素查找表生成方法

说明书

技术领域

本发明涉及正电子发射断层成像领域，尤其是涉及一种正电子发射断层成像系统探测器晶体中心位置图生成方法及晶体像素查找表生成方法。

背景技术

正电子湮灭事例经PET探测器像素阵列解码之后产生事例解码之后产生事例的位置分布，统计之后形成光子事件二维直方图，由于探测器实现中编码与解码的非线性，生成的光子事件二维直方图会形成不规则形变。以一个探测器block为例，晶体阵列为16*16的等距规则排列像素阵列，解码之后会发生桶形、蝶形、旋转、压缩、扩张等各种形式的形变。若不做任何处理，数据获取时，在线处理无法判断晶体像素的行列坐标，直接导致图像分辨率下降，严重的可以导致图像信息错误。如果能确定之后的行列坐标和解码前的硬件晶体之间的对应关系，就能判断晶体像素的行列坐标。目前业界广泛使用的做法是使用晶体像素查找表(Crystal Lookup Table，CLT)来描述解码前后的晶体对应关系。

由于PET探测器的晶体漂移随时间推移会不停恶化，使CLT每隔一段时间就要被重新绘制。现阶段CLT靠手工绘制，但是一台PET设备往往有几万个晶体，手工绘制过程耗时耗力，成为PET设备维护中的主要时间瓶颈。为了既保证矫正效果，又缩短维护时间，目前最常用的方法就是半自动绘制CLT，即计算机自动生成一个中间结果：往往不是分割好的CLT，而是晶体中心位置图CCPM(Crystal Central Position Map)。自动生成的CCPM质量越好，技术检查和修正结果花费的时间越少。

现有技术中，已经公开的自动定位各晶体中心位置的算法，大致可以分为基于一维投影和直接在二维图像域处理两大类。基于一维投影的方法先把光子事件二维直方图投影到两个方向，最常见的是将图像分别投影在X方向和Y方向分别投影，则二维检测问题被简化为一维寻峰问题。求解可以使用一维的极值检测，一维求导定位法，甚至更加复杂的Gaussian fitting。但是投影算法过度依赖光子事件二维直方图中晶体行列的规整性，当晶体行列出现扭曲时，一维寻峰会失败。二维图像域处理包括特征检测域聚类算法两大类。特征检测的实际性能往往取决于图像质量和预处理，容易受图像噪声、灰度、不均匀性等影响出现漏检和错检。聚类算法缺少空间约束，更容易受伪影的影响，即使独立的伪影也能使算法结果出错，极大地影响探测结果，并导致后续的晶体映射错位，严重的会导致整个晶体阵列的映射完全变形。综上所述，现有众多的晶体中心位置检测算法，稳定性差，出现误检和漏检的可能性非常大。因此需要提出一种稳定性较好的晶体中心位置检测方法。

发明内容

为了解决现有技术中晶体中心位置检测方法错检率高，性能不稳定的问题，本发明提供了一种晶体中心位置图生成方法。

一种晶体中心位置图生成方法，包括如下步骤：

获取光子事件二维直方图I，将所述光子事件二维直方图I归一化至[0，1]之间，获得图像I₀；对所述图像I₀进行迭代处理得到图像I_i；使用自动阈值对所述图像I_i进行二值化处理，获得二值图像集S_B；提取所述二值图像集S_B中的每幅二值图像的连通域及其对应的中心位置；判断所述连通域彼此是否有重叠；保留有重叠的连通域中迭代次数最大的连通域；生成晶体中心位置图，所述晶体中心位置图包括有重叠的连通域中迭代次数最大的连通域对应的中心位置以及没有重叠的连通域对应的中心位置。

优选地，所述判断所述连通域彼此是否有重叠的步骤具体是：

将一个连通域内的任意位置与另一个连通域内的任意位置进行比较，如果相同即表示这两个连通域彼此有重叠。

优选地，所述保留有重叠的连通域中迭代次数最大的连通域的步骤具体为：比较所述有重叠的连通域的对应图像I_i的迭代次数i，剔除对应迭代次数较小的连通域。

优选地，所述有重叠的连通域中仅保留迭代次数最大的连通域的步骤具体为：比较所述彼此有重叠的连通域的面积，剔除面积较大的连通域。

优选地，还包括设置面积阈值，剔除连通域面积大于所述面积阈值的连通域。

优选地，所述将光子事件二维直方图I归一化至[0，1]之间采用线性收放的方式进行，即max(I)是所述光子事件二维直方图中的最大值，min(I)是所述光子事件二维直方图中的最小值。