[发明专利]一种锥束CT系统三维图像的分辨率测试方法

权利要求书

1.一种锥束CT系统三维图像的分辨率测试方法，包括采用圆球标准试件，其特征在于：包括以下步骤：1)获取圆球标准试件的三维CT图像；

2)获取三维CT图像的灰度值分布情况，设定阈值，进行二值化处理，获得二值化图像；

其中，设该三维CT图像的灰度值分为0到m级，选取一经过整个圆球内部及边界的截面，该截面尽量靠近球心，获取整个截面上的像素的灰度值分布情况，设为a到b，其中0≤a≤b≤m，则将半高宽值设定为阈值，并进行整幅三维CT图像的二值化处理，即将灰度值小于的值定义为0，灰度值大于的值定义为1，得出圆球标准试件的二值化图像；

3)计算二值化图像的圆球标准试件的球心坐标；

4)计算二值化图像的圆球标准试件的半径R；

5)利用上述步骤3)、4)得出的球心坐标和半径R，使用三维CT图像的图像灰度值，测试三维CT图像的空间分辨率和密度分辨率。

2.如权利要求1所述的锥束CT系统三维图像的分辨率测试方法，其特征在于：上述步骤5)中的测试空间分辨率的步骤具体包括计算边界响应函数曲线；通过该边界响应函数曲线得到点扩散函数曲线；通过该点扩散函数得到反映空间分辨率的调制传递函数。

3.如权利要求2所述的锥束CT系统三维图像的分辨率测试方法，其特征在于：该计算边界响应函数曲线的具体步骤包括选取经过球心的任一方向的截面作为图像分辨率测试平面，得到该图像分辨率测试平面的CT图像，以球心为中心，选取外径尺寸为R+15像素、内径尺寸为R-15像素的一个圆环区域作为数据分析区域，该圆环区域涵盖整个图像分辨率测试平面的边界，对该圆环区域内的像素点进行分组，与球心之间的距离相同的为一组，然后计算每组内的像素的灰度值的平均值，得到像素的灰度值的平均值与距离球心的距离之间的关系曲线，即边界响应函数曲线，对该边界响应函数曲线进行插值处理，对经过插值后的曲线进行最小二乘立方拟合，建立距离与拟合后四位像素灰度值的平均值之间的关系曲线，即平滑边界响应函数曲线。

4.如权利要求3所述的锥束CT系统三维图像的分辨率测试方法，其特征在于：计算点扩散函数的具体步骤为：对边界响应函数曲线进行分段拟合，并对每一次拟合得出的多项式进行求导，计算中间点在每个导数解析式对应的值，得出距离与导数值的关系函数，对该关系函数进行归一化处理得出点扩散函数曲线。

5.如权利要求4所述的锥束CT系统三维图像的分辨率测试方法，其特征在于：得到调制传递函数的具体步骤包括对点扩散函数进行离散傅里叶变换，变换后的幅值在零频处进行归一化处理，对得出的曲线进行坐标标定，得出锥束CT系统中指定方向上的反映空间分辨率的调制传递函数，该指定方向为选取的经过球心的截面的方向。

6.如权利要求2所述的锥束CT系统三维图像的分辨率测试方法，其特征在于：上述步骤5)中测试三维CT图像的密度分辨率的具体步骤，包括选取经过球心的任一方向的截面作为图像分辨率测试平面，得到该图像分辨率测试平面的CT图像，在该图像分辨率测试平面的CT图像的中心区域内选择一方形区域，将该方形区域划分为大小相同的n×n个方块，n可以为任意自然数；不同的n进行划分的方形区域所对应的方块大小不同，对于每种尺寸的方块，计算各个方块内的像素灰度值的平均值，然后计算每个方块内的平均值的标准偏差，得出该方块尺寸下的平均标准偏差σ，建立方块尺寸和平均标准偏差之间的关系曲线，将平均标准偏差表示为占方形区域的像素灰度值的平均值的百分比，得出该百分比与方块尺寸之间的关系曲线，即得出该锥束CT系统中指定方向上反映密度分辨率的对比度鉴别函数，该指定方向为选取的经过球心的截面的方向。

7.如权利要求1-6中任一项所述的锥束CT系统三维图像的分辨率测试方法，其特征在于：该圆球标准试件，以实际工作中CT系统检测的产品的材料相近的材料制成，圆球标准试件直径为锥束CT系统的成像范围尺寸的70％。

8.如权利要求6所述的锥束CT系统三维图像的分辨率测试方法，其特征在于：所述方形区域中心与球心重合，其对角线长度为圆球标准试件直径的60％。