[发明专利]断层摄影中的定量暗场成像

说明书

一种信号处理装置和一种相关的方法。具体地，所述装置包括新颖的图像重建器以根据干涉投影数据(m)来重建样本的横截面图像。所述重建器(RECON)是基于新的前向模型的，所述新的前向模型考虑相衬信号到暗场信号中的串扰。

技术领域

本发明涉及图像信号处理装置、图像信号处理方法、计算机程序产品以及计算机可读介质。

背景技术

差分相衬成像是使用包括光栅的干涉仪来对由人们想要成像的目标引起的相位变化进行成像的成像技术。当处理相称图像数据时，出现了当前吸引研究团体的注意力的另一信号。这就是涉及由电磁波在其通过被成像目标时经受的相干性损失的暗场信号。然而，已经观察到暗场图像(如能根据这样的暗场信号以断层摄影的方式进行重建)有时候会遭受伪影。

发明内容

因此可能存在对于用于改进暗场图像的保真度或准确度的方法和相关系统的需要。

本发明的目标通过独立权利要求的主题得以解决，其中，在从属权利要求中并入了另外的实施例。

应当注意，本发明的以下描述的方面同等地应用于图像信号处理方法、计算机程序单元以及计算机可读介质。

根据本发明的第一方面，提供了一种图像信号处理装置，包括：

输入端口，其用于接收干涉测量数据，所述干涉测量数据是响应于在投射X射线射束通过要被成像的样本之后所述射束入射在探测器上而在所述探测器处探测到的，所述数据包括相衬信号和暗场信号；

重建器，其被配置为运行图像重建算法以至少将所述暗场信号重建成暗场图像ε，其中，所述重建算法基于前向模型的，所述前向模型并入了被配置为捕获所述相衬信号到所述暗场信号中的串扰的模型分量；

输出端口，其用于至少输出所重建的暗场图像ε。

具体地，所述相衬信号可以是差分相衬信号。所述信号是通过允许X射线射束路径通过样本和干涉测量装置的至少两个光栅而获得的。

由于所提出的方法专门考虑了图像信号之间的串扰，尤其是通过使用专门的(或者，在一个实施例中，明确的)串扰分量，导出的暗场图像遭受较小(或没有遭受)伪影。

根据一个实施例，所述前向模型是根据以下的组合来形成的复合前向模型：i)针对差分相衬信号的专用前向模型，和ii)针对暗场信号的专用前向模型。该组合的形成可以涉及非线性运算，但是在备选实施例中也可以只涉及线性运算。根据一个实施例，串扰模型分量与针对所述差分相衬信号的专用前向模型的空间偏导数的绝对值成比例或所述专用前向模型的绝对值成比例。

根据备选的实施例，并不是使复合前向模型由针对两个信号中每个的专用前向模型组成，而是所述前向模型是针对所述相衬信号和所述暗场信号两者的公共前向模型。

具有用于公共前向模型或复合的前向模型的选项在处理测量数据(正弦图)中提供了增加的灵活性。正弦图能够(通过合适地信号处理)被预先分析成针对两个渠道(分别是相衬和暗场)的各自的正弦图并且然后按照所提出的方法的一个实施例被处理，或者正弦图能够备选地通过使用如在本文中所提出的公共前向模型来直接处理。

根据一个实施例，所述公共前向模型包括针对所述相衬信号的模型分量和针对所述暗场信号的模型分量，其中，所述串扰模型分量与针对所述相衬信号的所述模型分量的空间偏导数的绝对值成比例。根据一个实施例，所述重建算法是迭代的。根据一个实施例，所述迭代重建算法是由目标函数的优化驱动的。

根据一个实施例，所述目标函数包括关于所述前向模型的余量。

在一个实施例中，目标函数是用于两个信号的公共目标函数，并且两个信号是在一起求解的。因此考虑了两个渠道对目标函数的贡献，这继而已经被观察到以产生高保真度的图像。