[发明专利]一种面向非理想相衬成像系统的频域正则化相位抽取方法

权利要求书

1.一种面向非理想相衬成像系统的频域正则化相位抽取方法，包括下列步骤：

①设置X射线类同轴相衬成像参数和数字放射成像系统的曝光参数，在待成像的物平面位置放置刀口器具，采集获得刀口图像，从图像中获取不同位置的刀口截面曲线，将刀口截面曲线进行平均得到平均曲线，再对平均曲线求导数，获得对应的表征系统特性的线扩散函数；

②将线扩散函数在直角坐标系中旋转一周，计算得到二维点扩散函数是空间坐标，对其求傅里叶变换得到为空间频率；

③放置成像物体，对其成像，获得成像结果M是成像放大倍数；

④对成像结果傅里叶变换，得到FT为傅里叶变换算子；计算λ为X射线波长，r_e＝2.82×10^-15m为经典电子半径，π为圆周率，R₂为物体到探测器的距离，σ_KN为康普顿散射截面，可以用下式计算这里η＝E/511keV，E为X射线能量，通过频率离散化，构建出和的矩阵形式，即以此构建出矩阵形式的成像模型b＝H·x，这里，为待求解的软组织吸收项的傅里叶变换，即为实际获取的频率位置对应的一系列离散频率值，为投影电子密度；

⑤利用成像模型中H为对角矩阵的特性，依据迭代公式分别对待求吸收项的各频率成分进行迭代逼近，即逼近对应的吸收项频率成分获得全频率范围吸收项的临时解yⁿ，迭代公式中j＝1,2...k，对应离散化的第j个频率分量，ω_j≤1为频率权重因子，用来控制算法的收敛，n为当前迭代次数，H^*为H的共轭复数，L为利普希茨常数，对应矩阵H^*·H的最大特征值；

⑥通过快速梯度投影算法，针对对临时解yⁿ实现正则化逼近最小值，以此获取最终包含相位信息的吸收项ε_TV为正则化因子，其值与图像信噪比有关，通过正则化方法中L曲线方法求得；

⑦对吸收项FT(A)进行傅里叶逆变换，而后利用吸收项与相位信息之间的关系，求出表征物体内部结构的相位信息图像