專利名稱：一種ct圖像的投影弦圖修補(bǔ)方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種CT(CT =Computer tomography)圖像的投影弦圖修補(bǔ)方法，屬于 計(jì)算機(jī)斷層成像技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
對(duì)于CT成像，X線源以投影角β沿圓軌道y(i3)圍繞探測(cè)物體轉(zhuǎn)動(dòng)。f(x)為待 重建物體的線性衰減系數(shù)分布。我們定義圖像空間和弦圖空間為I和S。圓軌道方程為γ(β ) = (Rcos^ , Rsin^ ) (1)此處，R是X源到等中心點(diǎn)距離。在平行束成像幾何中，前向投影為
P{pJ) = \j{r^)dl(2)
p = r cos(y5 + φ)(3)Ρ(ρ，β)是f(x)的極坐標(biāo)表達(dá)。P(P，β)是在投影角β下的投影強(qiáng)度。圖像 空間坐標(biāo)經(jīng)極坐標(biāo)變換后，對(duì)于重建圖像中一個(gè)特定的點(diǎn)(r,妁，通過變化的β，它在投影空 間中相應(yīng)的正弦軌跡由(3)給出。在扇形束成像幾何中，投影角β和扇角Y定義X光線。扇形束變換公式為
權(quán)利要求
1.一種CT圖像的投影弦圖修補(bǔ)方法，用于探測(cè)器內(nèi)部截?cái)嗪屯队跋∈璨蓸铀鶎?dǎo)致的 投影空間缺失，其特征在于，包括以下步驟步驟1、定位未測(cè)量像素坐標(biāo)； 步驟2、確定圖像空間像素族； 步驟3、確定對(duì)應(yīng)于未測(cè)量弦圖坐標(biāo)的正弦曲線族； 步驟4、沿著離散化正弦線，分別確定未測(cè)量像素位置及相應(yīng)的強(qiáng)度值； 步驟5、分別構(gòu)造以各未測(cè)量像素為中心的局部鄰域的結(jié)構(gòu)張量矩陣，求解其特征值和 特征向量；步驟6、對(duì)于各未測(cè)量像素，在步驟5所述局部鄰域中，選出與具有最小特征值的特征 向量最符合的正弦線，取該未測(cè)量像素處的插值結(jié)果，作為對(duì)該未測(cè)量像素強(qiáng)度的最終估 計(jì)。
2.如權(quán)利要求1所述CT圖像的投影弦圖修補(bǔ)方法，其特征在于，步驟4中所述確定 未測(cè)量像素位置采用標(biāo)準(zhǔn)正弦擬合，確定未測(cè)量像素相應(yīng)的強(qiáng)度值采用三次樣條插值。
3.如權(quán)利要求1所述CT圖像的投影弦圖修補(bǔ)方法，其特征在于，步驟5中所述構(gòu)造 以未測(cè)量像素為中心的局部鄰域的結(jié)構(gòu)張量矩陣，具體按照以下公式，Tij = K(^pr) =^]=!'^11 V2^[^y^x PyPy J [ ^21 ^22,式中，τ”為張量積矩陣，ΓΟ是線性濾波核函數(shù)，辦是張量積矩陣的一階微分，κ，P,分別是張量積矩陣沿ι，,方向的一階偏微分。
4.如權(quán)利要求1所述CT圖像的投影弦圖修補(bǔ)方法，其特征在于，步驟5中所述局部鄰 域是以未測(cè)量像素為中心的7x21的鄰域。
5.如權(quán)利要求1所述CT圖像的投影弦圖修補(bǔ)方法，其特征在于，步驟5中所述結(jié)構(gòu)張 量矩陣的特征值和特征向量采用雅克比旋轉(zhuǎn)法求解得到。
6.如權(quán)利要求4所述CT圖像的投影弦圖修補(bǔ)方法，其特征在于，步驟6具體包括以下 子步驟步驟601、選取步驟5中最小特征值對(duì)應(yīng)的特征向量； 步驟602、以當(dāng)前待處理弦圖中心為坐標(biāo)原點(diǎn)建立絕對(duì)直角坐標(biāo)系； 步驟603、在步驟602所建立的絕對(duì)直角坐標(biāo)系下構(gòu)造一條經(jīng)過當(dāng)前待估計(jì)未測(cè)量像 素的特征直線，在所述絕對(duì)直角坐標(biāo)系下該特征直線方程為,,—ye ν ι,, yey -——ι 十 Jj. _ 一xj ，ΧβXe其中，(x”y)為當(dāng)前待估計(jì)未測(cè)量像素的坐標(biāo)，(XeJe)為步驟601所述最小特征值 所對(duì)應(yīng)的特征向量；步驟604、按照特征直線方程的坐標(biāo)選取一組像素點(diǎn)，這組像素點(diǎn)只有中心處像素是待 估計(jì)的；在該直線上根據(jù)雙邊強(qiáng)度值按距離反比加權(quán)平均得到所述中心處像素的強(qiáng)度值，該強(qiáng)度值即為當(dāng)前待估計(jì)未測(cè)量像素最終的強(qiáng)度值。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種CT圖像的投影弦圖修補(bǔ)方法，屬于計(jì)算機(jī)斷層成像技術(shù)領(lǐng)域。本發(fā)明方法包括以下步驟步驟1、定位未測(cè)量像素坐標(biāo)；步驟2、確定圖像空間像素族；步驟3、確定對(duì)應(yīng)于未測(cè)量弦圖坐標(biāo)的正弦曲線族；步驟4、沿著離散化正弦線，分別確定未測(cè)量像素位置及相應(yīng)的強(qiáng)度值；步驟5、分別構(gòu)造以各未測(cè)量像素為中心的局部鄰域的結(jié)構(gòu)張量矩陣，求解其特征值和特征向量；步驟6、對(duì)于各未測(cè)量像素，在步驟5所述局部鄰域中，選出與具有最小特征值的特征向量最符合的正弦線，取該未測(cè)量像素處的插值結(jié)果，作為對(duì)該未測(cè)量像素強(qiáng)度的最終估計(jì)。本發(fā)明可以有效地提高弦圖勻質(zhì)區(qū)域一致性，較好地保留內(nèi)邊緣，從而得到質(zhì)量更好的重建后的CT圖像。
文檔編號(hào)G06T5/00GK102110288SQ20111003771
公開日2011年6月29日 申請(qǐng)日期2011年2月14日 優(yōu)先權(quán)日2011年2月14日
發(fā)明者李印生, 李松毅, 羅立民, 陳陽, 鮑旭東 申請(qǐng)人:東南大學(xué)