[发明专利]一种X射线超分辨成像方法及其应用

权利要求书

1.一种X射线超分辨成像方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤1：待测对象、亚像素成像运动装置、高精度旋转台、及探测器分别固定好，保证位移过程不发生相对移动；

步骤2：进行模型的计算简化，忽略轻微数据损耗，准备多张投影图像；

步骤3：亚像素成像运动装置校准：获得实际操作中亚像素成像运动装置坐标系A3、CT图像域重建数据块中三维坐标系B3以及探测器平面的二维坐标系C2， A3、B3、C2上面的点A、B、C之间的关系是：

A = TB

C = KB

T是一个4*4的变换矩阵，将坐标系B3中的点转换到坐标系A3中；K是一个4*3的投影矩阵，将一个坐标系B3中的点转换到坐标系C2中；

步骤4：确认需求的n*n张原始分辨率图像的偏移网格；

步骤5：确认坐标系C2上的所需齐次坐标，求得这一点在A3上面的坐标；

步骤6：超分辨重建：利用同一角度具有亚像素位移的多张原始分辨图像进行超分辨重建。

2.如权利要求1所述的一种X射线超分辨成像方法，其特征在于所述步骤6中X射线原始分辨率图像的亚像素位移方式是移动被观测物体本身或者移动探测器本身。

3.如权利要求2所述的一种X射线超分辨成像方法，其特征在于所述步骤4中偏移网格为：

（0,0），（0,1/n），（0,2/n）……（0，（n-1）/n）；

（1/n,0），（1/n,1/n），（1/n,2/n）……（1/n，（n-1）/n）；

……

（（n-1）/n,0），（（n-1）/n,1/n），（（n-1）/n,2/n）……（（n-1）/n，（n-1）/n）。

4.如权利要求2所述的一种X射线超分辨成像方法，其特征在于：所述步骤4中偏移网格在二维网格内n*n张图像亚像素偏移位置可任意排列。

5.如权利要求3或4所述的一种X射线超分辨成像方法，其特征在于所述步骤6中超分辨重建算法采用非均匀插值分辨率提升算法或者正则化分辨率提升算法。

6.一种如权利要求1所述X射线超分辨成像方法在CT图像域的应用，其特征在于，包括以下步骤：

步骤1：待测对象、亚像素成像运动装置、高精度旋转台、及探测器分别固定好，保证位移过程不发生相对移动；

步骤2：进行模型的计算简化，忽略轻微数据损耗，准备多张投影图像；

步骤3：亚像素成像运动装置校准：获得实际操作中亚像素成像运动装置坐标系A3、CT图像域重建数据块中三维坐标系B3，A3、B3、上面的点A、B之间的关系是：

A = TB

T是一个4*4的变换矩阵，将坐标系B3中的点转换到坐标系A3中；

步骤4：确认需求的n*n*n张原始分辨率图像的偏移网格；

步骤5：确认坐标系B3上的所需齐次坐标，求得这一点在A3上面的坐标；

步骤6：超分辨重建：利用旋转一周的具有亚像素位移的原始分辨投影图像进行超分辨重建。

7.如权利要求6所述一种X射线超分辨成像方法在CT图像域的应用，其特征在于：所述步骤4中偏移网格为

（0,0,0），…… （0,（n-1）/n,0）；

……

（（n-1）/n,0，0），…… （（n-1）/n, （n-1）/n,0）；

.

.

.

（0,0, （n-1）/n），…… （0,（n-1）/n, （n-1）/n）；

……

（（n-1）/n,0，（n-1）/n）， …… （（n-1）/n, （n-1）/n, （n-1）/n）。

8.如权利要求6所述一种X射线超分辨成像方法在CT图像域的应用，其特征在于：所述步骤4中偏移网格在三维网格内n*n*n张图像亚像素偏移位置可任意排列。

9.如权利要求7或8所述一种X射线超分辨成像方法在CT图像域的应用，其特征在于：所述步骤6中超分辨重建采用投影域分辨率提升算法与CT重建的简单融合法或者CT分辨率提升迭代重建算法。