[发明专利]CT图像中环形伪影的校正方法、装置及计算机存储介质

说明书

本发明公开了一种CT图像中环形伪影的校正方法、装置及计算机存储介质，校正方法包括：对原始探测数据进行预处理；根据预处理后的原始正弦图中的数据标记出坏道；采用第一平均处理获取坏道处对应的替代探测值；采用第一平均处理后的正弦图数据进行CT图像重建。装置包括：被配置为对原始探测数据进行预处理的预处理单元，被配置为根据预处理的原始正弦图的数据标记出坏道的标记单元，被配置为采用第一平均处理获取坏道处对应的替代探测值的第一平均处理单元，以及图像重建单元。本发明能够有效地消除CT图像中的环形伪影，同时保证CT图像的空间分辨率基本没有损失。

技术领域

本发明涉及CT图像处理领域，更具体地涉及一种基于正弦图的CT图像中环形伪影的校正方法、装置及计算机存储介质。

背景技术

CT是一种常用的医疗成像设备，通常包括扫描部分、计算机系统以及图像显示和存储系统，扫描部分包括X射线管、探测器模块和扫描架等，X射线管发出X射线束以对扫描对象进行扫描，探测器模块接收透过扫描对象的X射线并将其转变为可见光，进一步经过光电转换变为电信号；计算机系统负责对扫描收集到的电信号数据进行贮存运算；图像显示和存储系统负责将经计算机系统处理、重建的图像通过电视屏、多幅照相机或激光照相机等进行显示。具体地，如图1所示，CT的扫描原理可以简单概括为探测多个角度下物体对X射线的衰减情况，比如，对于锥形束CT，CT扫描时，X射线管1发射出的X射线照射被扫描物体3，被扫描物体3放置于X射线管1和X射线探测器2模块之间，通常情况下，X射线探测器模块2中包括多个依序排列的探测器21(图2)，这些探测器按照行或者列进行规则排列，每一行或者每一列的探测器称为一个通道。X射线探测器模块2能探测不同位置处经过被扫描物体3衰减后的X射线的强度，该强度与未经过衰减的X射线的强度进行比较可计算出衰减系数。随后X射线管1和X射线探测器模块2同时绕z轴旋转360°完成一次扫描。扫描所获得的不同角度、不同位置处的衰减系数可以进一步形成每个角度的投影图。该投影图可以通过正弦图的形式表示，如图3所示，正弦图是一种CT原始数据的表现形式，正弦图的每一行是某个扫描角度下探测器在x方向(如图1所示)一行探测器通道采集到的数据，该数据可以是X射线强度，也可以是衰减系数，或者经过斜坡滤波后的衰减系数，按照角度顺序对每一行的数据进行排列可以得到一个二维矩阵，二维矩阵中每一个元素可以用I(s,θ)表示，θ表示探测器的扫描角度，该扫描角度可以初始扫描时X射线的照射方向为基准，也可以以其它已知方向为基准，s表示一行探测器中的某一位置。由于探测器在x方向有多行通道，每一行通道在扫描多个角度后都可以得到一个正弦图，因此一次扫描可得到多个正弦图。

当某个通道无法正常读取信号或者无法读出正确的信号时，即探测器21损坏或存在不均匀的响应时，该通道称为坏道，如图2中不同灰度值的方块22所示，当探测器损坏而无法正常读取信号时，灰度值相对较深；当探测器无法读出正确的信号时，灰度值相对较浅。由于CT扫描时X射线管和X射线探测器模块会一同旋转360度，因此当X射线探测器模块中的部分通道出现坏道或者响应不均匀时(以下统称为坏道)，往往会在重建图像中出现环形伪影，这将直接影响阅片师对CT图像进行查阅的质量。然而，实际使用中，若仅仅因为存在少量的坏道而选择更换探测器模块，则成本过于高昂，因此，通常采用图像校正方法进行处理以消除坏道的影响。

目前CT图像的环形伪影的校正方法可以分为基于图像的环形伪影校正、基于正弦图的环形伪影校正以及基于深度学习的环形伪影校正，其中，基于深度学习的环形伪影校正方法效果较好，但是该方法需要大量的医学图像作为训练样本，然而，医学图像样本由于各方面原因比较难于获取，因此该方法难于推广应用。对于其它两种校正方法，则存在一个难以调和矛盾：若要使图像不损失过多的空间分辨率，则较弱的环形伪影就无法彻底去除；若要使较弱的环形伪影去除干净，则会使得图像的空间分辨率损失较大。

因此，有必要开发一种CT图像中环形伪影的校正方法以克服上述技术问题。

发明内容

本发明的目的是提供一种CT图像中环形伪影的校正方法、装置及计算机存储介质，从而解决现有技术中校正方法无法兼顾校正质量和图像空间分辨率的问题。