[发明专利]一种环形伪影修正的方法及装置

说明书

本申请公开了一种环形伪影修正的方法及装置，利用极坐标转化、相关总变分处理、中值提取和迭代修正等实现迭代环形伪影修正，具体地，利用相关总变分对图像进行边缘保护的平滑，得到细节和伪影图像，应用于环形伪影修正；利用迭代修正的方法，不断提取环形伪影，达到图像环形伪影修正的结果。本申请在去除环形伪影过程中，做到了不损坏原始图像的细节和不降低图像的分辨率，并且处理流程简单等；另外本申请仅在图像域中对环形伪影进行提取，因此它的处理完全兼容临床使用的流程。为了更加切合临床应用。

技术领域

本申请涉及医学图像处理技术，特别涉及一种环形伪影修正的方法及装置。

背景技术

在医学诊断中，常常需要通过对患处拍摄从而得到图像，再进行分析。其中CBCT(锥形束CT，Cone beam Computer Tomography)技术已经广泛应用于医学诊断的诸多领域。伪影是制约CBCT图像质量进而影响临床诊断的重要因素，其中又尤以环形伪影最为严重。产生环形伪影的原因有很多，例如探测器上的探测元响应不一致等。环形伪影在CBCT图像上表现为以CBCT图像中心为圆心且灰度区别于周围像素的一系列的具有一定宽度的同心圆环。环形伪影的存在，给后续的CBCT图像处理和临床诊断带来很多的困扰，因此如何对CBCT图像中的环形伪影进行修正，以减轻或消除CBCT图像中的环形伪影显得十分重要。

近几年许多学者提出了各种CBCT环形伪影修正方法。这些方法可以分为两大类：基于投影域的前处理技术和基于图像域的后处理技术。

基于投影域的前处理技术可以利用正弦图，因为在正弦图中，图像的环形伪影表现为直线，从而更容易获取环形伪影的信息。1978年就有人提出从正弦图中相除环形伪影的技术。在正弦图中利用一个简单的低通滤波器消除由于环形伪影引起的不连续信号，但是这个操作扰乱了原始图像的高频信号，影响图像质量。最近几年，又出现了一些方法来解决这个问题。1998年，Raven.C根据环形伪影在正弦图上表现为平行直线，而且仅在水平方向上有剧烈变化这一性质，对正弦图进行傅立叶变换，在频域中，竖直方向上成列的伪影表现为水平方向上位于图像中心的高频信号。因此，在这个区域与方向上对图像进行低通滤波就可以去除高频细节信息。最近，Cem Altunbasa通过识别探测器像素增益，获取像素增益校正数据集，以达到环形伪影修正的目的。

基于投影域的前处理技术不仅需要占用大量的计算机内存，而且还需花费大量的计算时间。因此，基于图像域的后处理技术的环形伪影修正方法成为了研究人员的首选方向。

对图像进行极坐标转化是流行的基于图像域的后处理技术之一。具体地，将CT重建图像由笛卡尔坐标转化为极坐标，通过处理后，再转化为笛卡尔坐标。2004年JanSijbers提出了一种基于形态学算子的环形伪影修正方法。该方法在空间坐标系下，利用形态学算子将CBCT中的感兴趣区域从背景图像中分离出来，然后将分离的图像转化为极坐标，进行图像处理后，得到一个伪影模版，最后通过做差得到修正的图像。但是该方法太过依赖参数的选择。随后，在2009年Chen.Y提出了一个基于独立成分分析的环形伪影修正方法，但是该方法影响了图像的细节信息。现有的基于图像域的后处理技术，在对伪影进行识别与修正时，容易破坏图像原有的图像细节，导致修正后的图像与客观图像产生偏离，影响医生对客观图像的判断；此外，很多后处理技术在利用极坐标对图像环形伪影进行修正的过程中，降低了图像的分辨率，不适用于临床。

发明内容

为解决上述问题，本申请提供一种环形伪影修正的方法及装置。

根据本申请的第一方面，本申请提供一种环形伪影修正的方法，包括：

坐标转换步骤：将原始图像由笛卡尔坐标转换为极坐标，并并作为处理步骤中的输入图像，进而执行处理步骤；

处理步骤：对输入的图像进行消除图像细节和环形伪影的处理，得到去除环形和图像细节的模版图像；

相减步骤：将所述极坐标下的原始图像减去所述模版图像，得到残差图像；