Ct成像中的偽影校正方法以及設(shè)備的制作方法
【專利摘要】提出了一種校正CT圖像中多個(gè)特定物體造成的偽影的方法以及設(shè)備，利用三幅近似垂直視角下的投影圖像，實(shí)現(xiàn)物體的三維空間定位，然后再對投影數(shù)據(jù)進(jìn)行預(yù)處理，實(shí)現(xiàn)金屬偽影校正。該方法對于掃描視野中存在多顆金屬植入物的情況，仍然能夠快速的去除CT圖像中的金屬偽影，并且無需對CT圖像進(jìn)行預(yù)重建，算法中也不涉及迭代步驟，方法快速、有效，能夠很好地適用于工程應(yīng)用。
【專利說明】CT成像中的偽影校正方法以及設(shè)備
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明主要涉及輻射成像，更具體地，涉及在CT成像中的偽影校正方法以及設(shè)備。
【背景技術(shù)】
[0002]自從1972年Hounsf ield發(fā)明了第一臺CT機(jī)，CT技術(shù)給醫(yī)學(xué)診斷和工業(yè)無損檢測帶來了革命性的影響，CT已經(jīng)成為醫(yī)療、生物、航空航天、國防等行業(yè)重要的檢測手段之一。隨著技術(shù)的進(jìn)步，CT掃描模式和成像方法也在不斷地改進(jìn)，三維錐束CT已經(jīng)成為研究和應(yīng)用的主流。X射線錐束CT已經(jīng)在醫(yī)學(xué)臨床、安全檢查、無損檢測等領(lǐng)域得到了廣泛的應(yīng)用，特別是在醫(yī)學(xué)臨床診斷中，CT已經(jīng)成為不可或缺的檢查手段之一。
[0003]1989年，螺旋CT開始投入醫(yī)學(xué)臨床應(yīng)用，由于螺旋CT的巨大優(yōu)勢，使得它逐步替代了以前的斷層CT，螺旋CT相對于斷層CT的優(yōu)勢在于:螺旋CT可以連續(xù)不間斷地采集投影數(shù)據(jù)，并通過專門設(shè)計(jì)的重建算法得到物體的三維體數(shù)據(jù)，使得CT掃描的時(shí)間大大縮短，提供了重建圖像的Z軸分辨率，減少了運(yùn)動偽跡。螺旋CT在臨床應(yīng)用中取得了巨大的成功，很快，螺旋CT使用的探測器從單層發(fā)展到雙層、四層、8層、16層，并逐漸發(fā)展到32層、64層、128層，到2007年Toshiba公司已經(jīng)率先推出了 320層的螺旋CT。螺旋飛速發(fā)展的同時(shí)，另外一項(xiàng)技術(shù)也在悄然進(jìn)步:平板探測器技術(shù)。不同于多層螺旋CT使用的很多獨(dú)立探測器模塊拼裝成的陣列探測器，平板探測器直接使用整塊的大面積閃爍體，后面封裝大規(guī)模光敏單元陣列(例如(XD、CM0S、TFT等)，然后經(jīng)過A/D轉(zhuǎn)換得到X射線強(qiáng)度數(shù)據(jù)。平板探測器技術(shù)的發(fā)展促使一類新的錐束CT(CBCT)得以面世，使用了平板探測器的CBCT系統(tǒng)一般只需旋轉(zhuǎn)一周即可完成較大區(qū)域(例如30cm*30cm)的CT掃描，重建出該掃描視野(FOV)范圍內(nèi)的三維CT圖像。
[0004]在安全檢查和工業(yè)無損檢查領(lǐng)域，CT技術(shù)在近年來也獲得了快速的發(fā)展，例如基于雙能技術(shù)安檢CT由于具備了很好的區(qū)分物質(zhì)的能力，已經(jīng)得到了安檢領(lǐng)域的認(rèn)可，正在逐步推廣；而針對工業(yè)無損檢測領(lǐng)域的工業(yè)CT也在空間分辨率、密度分辨率方面取得了較大的進(jìn)步。
[0005]在CT圖像中經(jīng)常存在多種偽影，例如:條狀偽影、風(fēng)車偽影、金屬偽影等等，其中金屬偽影是最常見的偽影之一。金屬偽影通常是由于在被掃描物體中存在密度顯著高于周圍組織密度的金屬，從而在CT掃描圖像中在金屬周圍存在亮的條紋狀偽影，在很大程度上影響到金屬本身和其周圍組織的正常鑒別。特別是在醫(yī)療CT和安檢CT中，金屬偽影的存在往往會對診斷或物質(zhì)識別造成較大影響，因此，如何消除金屬偽影一直以來都是CT領(lǐng)域的一個(gè)重要研究課題。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]考慮到現(xiàn)有技術(shù)的一個(gè)或多個(gè)問題，提出了 CT成像中的偽影校正方法以及設(shè)備。
[0007]根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，一種校正CT圖像中多個(gè)特定物體造成的偽影的方法，包括步驟:
[0008]從投影數(shù)據(jù)中計(jì)算所述多個(gè)特定物體在三個(gè)彼此基本上垂直的投影圖上的位置從而確定所述多個(gè)特定物體在三維空間中的位置；
[0009]利用所述多個(gè)特定物體的重心坐標(biāo)對所有角度下的投影圖像進(jìn)行物體分割；
[0010]用分割了該多個(gè)特定物體后的投影數(shù)據(jù)對該多個(gè)特定物體的投影數(shù)據(jù)進(jìn)行修復(fù)；
[0011]利用修復(fù)后的投影數(shù)據(jù)進(jìn)行CT重建獲得不包含該多個(gè)特定物體的CT圖像。
[0012]根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，從投影數(shù)據(jù)中計(jì)算所述的特定物體在三個(gè)彼此基本上垂直的投影圖上的位置從而確定所述多個(gè)特定物體在三維空間中的位置的步驟包括:
[0013]利用投影合成算法從投影數(shù)據(jù)中計(jì)算出其觀察方向垂直于CT斷層平面的第一投影圖像；
[0014]在垂直于所述觀察方向的錐束投影中選擇兩幅投影圖像，即第二投影圖像和第三投影圖像，所述第二投影圖像和所述第三投影圖像基本上正交；
[0015]確定所述多個(gè)特定物體在所述第一投影圖像、所述第二投影圖像和所述第三投影圖像中的位置；
[0016]基于所述多個(gè)特定物體在所述第一投影圖像、第二投影圖像和所述第三投影圖像中的位置計(jì)算所述多個(gè)特定物體在三維空間中的位置。
[0017]根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，利用所述多個(gè)特定物體的重心坐標(biāo)對所有角度下的投影圖像進(jìn)行物體分割的步驟包括:計(jì)算每個(gè)投影角度下所述多個(gè)特定物體的重心在平板探測器上的投影位置；并且基于該投影位置對所述多個(gè)特定物體的投影區(qū)域進(jìn)行分割。
[0018]根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，用分割了該多個(gè)特定物體后的投影數(shù)據(jù)對該多個(gè)特定物體的投影數(shù)據(jù)進(jìn)行修復(fù)的步驟包括:
[0019]基于分割了該多個(gè)特定物體后的投影數(shù)據(jù)利用性插值方法來修復(fù)該多個(gè)特定物體的投影區(qū)域。
[0020]根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，選擇兩幅投影圖像的步驟包括:
[0021]基于所述第一投影圖像選擇第二投影圖像和第三投影圖像，以使得第二投影圖像和第三投影圖像中的多個(gè)特定物體之間的重疊區(qū)域最小。
[0022]根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，基于所述第一投影圖像選擇第二投影圖像和第三投影圖像的步驟包括:
[0023]對所述第一投影圖像進(jìn)行分割，得到只包含特定物體區(qū)域信息的二值化圖像；
[0024]對所述二值化圖像進(jìn)行扇束的前向投影，得到扇束投影的正弦圖，此處所用到的扇束的扇角需要等于錐束系統(tǒng)中心層對應(yīng)光源靶點(diǎn)的張角；
[0025]對于正弦圖的每列，通過尋峰算法計(jì)算峰的個(gè)數(shù)；
[0026]對于所有峰值個(gè)數(shù)等于第一投影圖像中特定物體個(gè)數(shù)的投影角度，選擇二者之間角度為90度的投影角度，從而確定第二投影圖像和第三投影圖像。
[0027]根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，確定多個(gè)特定物體在所述第一投影圖像、所述第二投影圖像和所述第三投影圖像中的位置的步驟包括:
[0028]在第一投影圖像中對各個(gè)特定物體進(jìn)行分割，確定每個(gè)特定物體區(qū)域在第一圖像中的重心；[0029]在第二投影圖像和第三投影圖像中對各個(gè)感興趣物體區(qū)域進(jìn)行分割，并且確定每個(gè)特定物體在第二投影圖像和第三投影圖像中的重心。
[0030]根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，所述特定物體是金屬物體。
[0031]根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，一種校正CT圖像中多個(gè)特定物體造成的偽影的設(shè)備，包括:
[0032]從投影數(shù)據(jù)中計(jì)算所述多個(gè)特定物體在三個(gè)彼此基本上垂直的投影圖上的位置從而確定所述多個(gè)特定物體在三維空間中的位置的裝置；
[0033]利用所述多個(gè)特定物體的重心坐標(biāo)對所有角度下的投影圖像進(jìn)行物體分割的裝置；
[0034]用分割了該多個(gè)特定物體后的投影數(shù)據(jù)對該多個(gè)特定物體的投影數(shù)據(jù)進(jìn)行修復(fù)的裝置；
[0035]利用修復(fù)后的投影數(shù)據(jù)進(jìn)行CT重建獲得不包含該多個(gè)特定物體的CT圖像的裝置。
[0036]在該實(shí)施例的方法中，當(dāng)掃描視野中存在多顆金屬植入物的情況下，仍然能夠快速的去除重建圖像中的金屬偽影。其獨(dú)特的優(yōu)點(diǎn)在于不對圖像進(jìn)行預(yù)重建，算法中也不涉及迭代步驟，只采用三個(gè)(近似)垂直的視角的投影圖來定位金屬，因此可以快速、準(zhǔn)確的對投影數(shù)據(jù)進(jìn)行修復(fù)。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0037]為了更好的理解本發(fā)明，將根據(jù)以下附圖對本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)描述:
[0038]圖1是根據(jù)本發(fā)明實(shí)施方式的CT設(shè)備的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0039]圖2示出了如圖1所示的計(jì)算機(jī)數(shù)據(jù)處理器的結(jié)構(gòu)框圖；
[0040]圖3示出了根據(jù)本發(fā)明第一實(shí)施方式的控制器的結(jié)構(gòu)框圖；
[0041]圖4示出了根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的定位物體的方法過程的示意圖；
[0042]圖5是描述CBCT系統(tǒng)的示意圖；
[0043]圖6是描述通過投影數(shù)據(jù)合成俯視角平行束投影圖的算法的示意圖；
[0044]圖7示出了是定位所有備選MAP的示意圖；
[0045]圖8是描述由俯視圖選擇兩幅正交的水平投影圖；
[0046]圖9示出了根據(jù)本發(fā)明另一實(shí)施例的消除CT成像中的偽影的方法流程圖；
[0047]圖10示出了偽影消除的實(shí)驗(yàn)結(jié)果。
【具體實(shí)施方式】
[0048]下面將詳細(xì)描述本發(fā)明的具體實(shí)施例，應(yīng)當(dāng)注意，這里描述的實(shí)施例只用于舉例說明，并不用于限制本發(fā)明。在以下描述中，為了提供對本發(fā)明的透徹理解，闡述了大量特定細(xì)節(jié)。然而，對于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員顯而易見的是:不必采用這些特定細(xì)節(jié)來實(shí)行本發(fā)明。在其他實(shí)例中，為了避免混淆本發(fā)明，未具體描述公知的電路、材料或方法。
[0049]在整個(gè)說明書中，對“ 一個(gè)實(shí)施例”、“實(shí)施例”、“ 一個(gè)示例”或“示例”的提及意味著:結(jié)合該實(shí)施例或示例描述的特定特征、結(jié)構(gòu)或特性被包含在本發(fā)明至少一個(gè)實(shí)施例中。因此，在整個(gè)說明書的各個(gè)地方出現(xiàn)的短語“在一個(gè)實(shí)施例中”、“在實(shí)施例中”、“一個(gè)示例”或“示例”不一定都指同一實(shí)施例或示例。此外，可以以任何適當(dāng)?shù)慕M合和、或子組合將特定的特征、結(jié)構(gòu)或特性組合在一個(gè)或多個(gè)實(shí)施例或示例中。此外，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解，在此提供的示圖都是為了說明的目的，并且示圖不一定是按比例繪制的。應(yīng)當(dāng)理解，當(dāng)稱“元件”“連接到”或“耦接”到另一元件時(shí)，它可以是直接連接或耦接到另一元件或者可以存在中間元件。相反，當(dāng)稱元件“直接連接到”或“直接耦接到”另一元件時(shí)，不存在中間元件。
[0050]根據(jù)本發(fā)明的一些實(shí)施例，能夠在CT成像中定位多個(gè)感興趣物體。利用投影合成算法從投影數(shù)據(jù)中計(jì)算出其觀察方向垂直于CT斷層平面的第一投影圖像。然后在垂直于所述觀察方向的錐束投影中選擇兩幅投影圖像，即第二投影圖像和第三投影圖像，所述第二投影圖像和所述第三投影圖像基本上正交。確定多個(gè)感興趣物體在所述第一投影圖像、所述第二投影圖像和所述第三投影圖像中的位置?；诙鄠€(gè)感興趣物體在所述第一投影圖像、第二投影圖像和所述第三投影圖像中的位置計(jì)算每個(gè)感興趣物體在三維空間中的位置。
[0051]根據(jù)本發(fā)明的另外實(shí)施例，能夠消除CT成像中的偽影。從投影數(shù)據(jù)中計(jì)算所述多個(gè)特定物體在三個(gè)彼此基本上垂直的投影圖上的位置從而確定所述多個(gè)特定物體在三維空間中的位置。利用所述多個(gè)特定物體的重心坐標(biāo)對所有角度下的投影圖像進(jìn)行物體分害I]。用分割了該多個(gè)特定物體后的投影數(shù)據(jù)對該多個(gè)特定物體的投影數(shù)據(jù)進(jìn)行修復(fù)。利用修復(fù)后的投影數(shù)據(jù)進(jìn)行CT重建獲得不包含該多個(gè)特定物體的CT圖像。
[0052]圖1是根據(jù)本發(fā)明實(shí)施方式的CT設(shè)備的結(jié)構(gòu)示意圖。如圖1所示，根據(jù)本實(shí)施方式的CT設(shè)備包括:發(fā)出檢查用X射線的射線源10，諸如X光機(jī)；承載機(jī)構(gòu)40，其承載被檢物品圍繞軸Z轉(zhuǎn)動，并且可以升降，使得被檢物體進(jìn)入檢測區(qū)域，從而由射線源10發(fā)出的射線能夠透過被檢物體；探測和采集裝置30，它是具有整體模塊結(jié)構(gòu)的探測器及數(shù)據(jù)采集器，例如平板探測器，用于探測透射被檢物品的射線，獲得模擬信號，并且將模擬信號轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號，從而輸出被檢查物體針對X射線的投影數(shù)據(jù)；控制器50，它用于控制整個(gè)系統(tǒng)的各個(gè)部分同步工作；以及計(jì)算機(jī)數(shù)據(jù)處理器60，它用來處理由數(shù)據(jù)采集器采集的數(shù)據(jù)，對數(shù)據(jù)進(jìn)行處理并重建，輸出結(jié)果。
[0053]如圖1所示，射線源10置于可放置被檢物體的承載機(jī)構(gòu)40 —側(cè)，探測和采集裝置30置于承載機(jī)構(gòu)40的另一側(cè)，包括探測器和數(shù)據(jù)采集器，用于獲取被檢物品投射數(shù)據(jù)和/或多角度投影數(shù)據(jù)。數(shù)據(jù)采集器中包括數(shù)據(jù)放大成形電路，它可工作于(電流)積分方式或脈沖(計(jì)數(shù))方式。探測和采集裝置30的數(shù)據(jù)輸出電纜與計(jì)算機(jī)數(shù)據(jù)處理器60連接，根據(jù)觸發(fā)命令將采集的數(shù)據(jù)存儲在計(jì)算機(jī)數(shù)據(jù)處理器60中。
[0054]另外，檢查設(shè)備還可以包括由金屬制成的筒狀物體通道20，它設(shè)置在承載機(jī)構(gòu)40上，被檢物品放置在被檢物體通道中。
[0055]圖2示出了如圖1所示的計(jì)算機(jī)數(shù)據(jù)處理器60的結(jié)構(gòu)框圖。如圖2所示，數(shù)據(jù)采集器所采集的數(shù)據(jù)通過接口單元68和總線64存儲在存儲器61中。只讀存儲器(ROM) 62中存儲有計(jì)算機(jī)數(shù)據(jù)處理器的配置信息以及程序。隨機(jī)存取存儲器(RAM)63用于在處理器66工作過程中暫存各種數(shù)據(jù)。另外，存儲器61中還存儲有用于進(jìn)行數(shù)據(jù)處理的計(jì)算機(jī)程序。內(nèi)部總線64連接上述的存儲器61、只讀存儲器62、隨機(jī)存取存儲器63、輸入裝置65、處理器66、顯示裝置67和接口單元68。[0056]在用戶通過諸如鍵盤和鼠標(biāo)之類的輸入裝置65輸入的操作命令后，計(jì)算機(jī)程序的指令代碼命令處理器66執(zhí)行預(yù)定的數(shù)據(jù)處理算法，在得到數(shù)據(jù)處理結(jié)果之后，將其顯示在諸如LCD顯示器之類的顯示裝置67上，或者直接以諸如打印之類硬拷貝的形式輸出處理結(jié)果。
[0057]圖3示出了根據(jù)本發(fā)明實(shí)施方式的控制器的結(jié)構(gòu)框圖。如圖3所示，控制器50包括:控制單元51，根據(jù)來自計(jì)算機(jī)60的指令，來控制射線源10、承載機(jī)構(gòu)40和探測和采集裝置30 ;觸發(fā)信號產(chǎn)生單元52，用于在控制單元的控制下產(chǎn)生用來觸發(fā)射線源10、探測和采集裝置30以及承載機(jī)構(gòu)40的動作的觸發(fā)命令；第一驅(qū)動電機(jī)55，它在根據(jù)觸發(fā)信號產(chǎn)生單元52在控制單元51的控制下產(chǎn)生的觸發(fā)命令驅(qū)動承載機(jī)構(gòu)40上升或者下降；高度信息獲取單元53，它隨著承載機(jī)構(gòu)40的運(yùn)動，向控制單元51反饋承載機(jī)構(gòu)的高度信息；第二驅(qū)動電機(jī)56，它根據(jù)觸發(fā)信號產(chǎn)生單元52在控制單元51的控制下產(chǎn)生的觸發(fā)命令驅(qū)動承載機(jī)構(gòu)40旋轉(zhuǎn)；角度信息獲取單元54，它在承載機(jī)構(gòu)40旋轉(zhuǎn)過程中獲取承載機(jī)構(gòu)40的旋轉(zhuǎn)角度，反饋給控制單元51。根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施方式，上述的高度信息獲取單元53和角度信息獲取單元54都是光電碼盤，它具備抗干擾的優(yōu)點(diǎn)。
[0058]下面詳細(xì)介紹基于三視圖的定位CT成像中特定物體(感興趣物體)的方法。圖4示出了根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的定位物體的方法過程的示意圖。
[0059]設(shè)CBCT的系統(tǒng)如下:重建區(qū)域以三維直角坐標(biāo)系Oxyz描述，其中坐標(biāo)原點(diǎn)O為系統(tǒng)的旋轉(zhuǎn)中心。S (β)為錐形束射線源所在的位置，其中β為系統(tǒng)的旋轉(zhuǎn)角度值。平板探測器30置于旋轉(zhuǎn)中心另一側(cè)，并隨光源同步轉(zhuǎn)動。探測器上的投影數(shù)據(jù)以Ρ(β，u，ν)表示，其中U、V為平板探測器上的直角坐標(biāo)。CBCT系統(tǒng)示意圖如圖5所示。
[0060]在步驟S41:利用投影合成算法從投影數(shù)據(jù)中計(jì)算出其觀察方向垂直于CT斷層平面的第一投影圖像。
[0061]通過采集的錐束CT(CBCT)`投影數(shù)據(jù)，計(jì)算成像視野內(nèi)的俯視角平行束投影圖。例如利用投影數(shù)據(jù)和雷當(dāng)變換數(shù)值的關(guān)系，基于投影數(shù)據(jù)計(jì)算出與第一投影圖像對應(yīng)的雷當(dāng)數(shù)據(jù)的偏導(dǎo)數(shù)。例如，可以通過公式(I)計(jì)算俯視圖(本例中對應(yīng)于第一投影圖像)對應(yīng)的雷當(dāng)值(Radon)的偏導(dǎo)數(shù):
P /? !i f) ( \o / / —、 / —
_2]，+’(、.，叫)Y⑴
[0063]如附圖6所示，點(diǎn)C位于中心平面Ω中，OC的長度對應(yīng)著公式I之中的s，G為向量反的單位向量，Y代表ZCS0。積分計(jì)算沿著一條垂直于水平面且經(jīng)過C點(diǎn)的線段Lt2完成。
[0064]然后，利用濾波反投影算法和所述雷當(dāng)數(shù)據(jù)的偏導(dǎo)數(shù)計(jì)算出第一投影圖像。例如，利用公式(2)求出俯視角的平行束投影圖:
[0065]"/卩)=士 ￡?β
2π^° os—/^\
ι_」；s=r-mKZ.)
[0066]其中hH(s)為希爾伯特濾波，其具體形式為:
[0067]K (^) = J , (-1.sign (,?)).eZmf''dp ( ^ )[0068]在步驟S42，在垂直于所述觀察方向的錐束投影中選擇兩幅投影圖像，即第二投影圖像和第三投影圖像，所述第二投影圖像和所述第三投影圖像基本上正交。[0069]本實(shí)施例中用金屬塊中的某一點(diǎn)MAP(metal anchor point)的三位坐標(biāo)來表示金屬的位置。通過三個(gè)視角的投影圖在三維空間中定位所有的MAP，其中一幅是上步驟中得到的俯視角投影圖，另外兩幅是從所有的錐束投影圖中選出。俯視角平行束投影圖將幫助選擇出這兩幅水平的錐束投影，以使得這兩幅投影中出現(xiàn)的金屬重疊區(qū)域最小，而且兩幅投影所對應(yīng)的旋轉(zhuǎn)角度盡量垂直，以降低計(jì)算誤差。
[0070]圖7以一組實(shí)際數(shù)據(jù)為例介紹了通過俯視角圖像選擇水平視角圖像的方法。我們首先將俯視角圖像分割，得到只包含金屬區(qū)域信息的二值化圖像；然后對此二值化圖像進(jìn)行扇束的前向投影，得到扇束投影的正弦圖，此處所用到的扇束的扇角需要等于錐束系統(tǒng)中心層對應(yīng)光源靶點(diǎn)的張角，以此模擬錐束投影過程在俯視角下的情況；對于正弦圖的每列，通過尋峰算法計(jì)算峰的個(gè)數(shù)；對于所有峰值個(gè)數(shù)等于俯視角圖像中金屬個(gè)數(shù)的投影角度。例如通過公式(4)從中挑選出較為垂直的兩個(gè)角度81^161和&1^162，此兩個(gè)角度即為所選。
[0071](angle” angle2) = arg min | anglefang]^ |—90。| (4)
[0072]在步驟S43，確定多個(gè)感興趣物體在所述第一投影圖像、所述第二投影圖像和所述第三投影圖像中的位置，然后，基于多個(gè)感興趣物體在所述第一投影圖像、第二投影圖像和所述第三投影圖像中的位置計(jì)算每個(gè)感興趣物體在三維空間中的位置。
[0073]例如，在所挑選出的兩幅水平投影圖中，對金屬區(qū)域進(jìn)行分割，并計(jì)算出每塊金屬區(qū)域的重心，如公式(5)所示:
【權(quán)利要求】
1.一種校正CT圖像中多個(gè)特定物體造成的偽影的方法，包括步驟: 從投影數(shù)據(jù)中計(jì)算所述多個(gè)特定物體在三個(gè)彼此基本上垂直的投影圖上的位置從而確定所述多個(gè)特定物體在三維空間中的位置； 利用所述多個(gè)特定物體的重心坐標(biāo)對所有角度下的投影圖像進(jìn)行物體分割； 用分割了該多個(gè)特定物體后的投影數(shù)據(jù)對該多個(gè)特定物體的投影數(shù)據(jù)進(jìn)行修復(fù)； 利用修復(fù)后的投影數(shù)據(jù)進(jìn)行CT重建獲得不包含該多個(gè)特定物體的CT圖像。
2.如權(quán)利要求1所述的方法，其中從投影數(shù)據(jù)中計(jì)算所述的特定物體在三個(gè)彼此基本上垂直的投影圖上的位置從而確定所述多個(gè)特定物體在三維空間中的位置的步驟包括: 利用投影合成算法從投影數(shù)據(jù)中計(jì)算出其觀察方向垂直于CT斷層平面的第一投影圖像； 在垂直于所述觀察方向的錐束投影中選擇兩幅投影圖像，即第二投影圖像和第三投影圖像，所述第二投影圖像和所述第三投影圖像基本上正交； 確定所述多個(gè)特定物體在所述第一投影圖像、所述第二投影圖像和所述第三投影圖像中的位置； 基于所述多個(gè)特定物體在所述第一投影圖像、第二投影圖像和所述第三投影圖像中的位置計(jì)算所述多個(gè) 特定物體在三維空間中的位置。
3.如權(quán)利要求1所述的方法，其中利用所述多個(gè)特定物體的重心坐標(biāo)對所有角度下的投影圖像進(jìn)行物體分割的步驟包括:計(jì)算每個(gè)投影角度下所述多個(gè)特定物體的重心在平板探測器上的投影位置；并且基于該投影位置對所述多個(gè)特定物體的投影區(qū)域進(jìn)行分割。
4.如權(quán)利要求1所述的方法，其中用分割了該多個(gè)特定物體后的投影數(shù)據(jù)對該多個(gè)特定物體的投影數(shù)據(jù)進(jìn)行修復(fù)的步驟包括: 基于分割了該多個(gè)特定物體后的投影數(shù)據(jù)利用性插值方法來修復(fù)該多個(gè)特定物體的投影區(qū)域。
5.如權(quán)利要求2所述的方法，其中，選擇兩幅投影圖像的步驟包括: 基于所述第一投影圖像選擇第二投影圖像和第三投影圖像，以使得第二投影圖像和第三投影圖像中的多個(gè)特定物體之間的重疊區(qū)域最小。
6.如權(quán)利要求5所述的方法，其中，基于所述第一投影圖像選擇第二投影圖像和第三投影圖像的步驟包括: 對所述第一投影圖像進(jìn)行分割，得到只包含特定物體區(qū)域信息的二值化圖像； 對所述二值化圖像進(jìn)行扇束的前向投影，得到扇束投影的正弦圖，此處所用到的扇束的扇角需要等于錐束系統(tǒng)中心層對應(yīng)光源靶點(diǎn)的張角； 對于正弦圖的每列，通過尋峰算法計(jì)算峰的個(gè)數(shù)； 對于所有峰值個(gè)數(shù)等于第一投影圖像中特定物體個(gè)數(shù)的投影角度，選擇二者之間角度為90度的投影角度，從而確定第二投影圖像和第三投影圖像。
7.如權(quán)利要求2所述的方法，其中，確定多個(gè)特定物體在所述第一投影圖像、所述第二投影圖像和所述第三投影圖像中的位置的步驟包括: 在第一投影圖像中對各個(gè)特定物體進(jìn)行分割，確定每個(gè)特定物體區(qū)域在第一圖像中的重心； 在第二投影圖像和第三投影圖像中對各個(gè)感興趣物體區(qū)域進(jìn)行分割，并且確定每個(gè)特定物體在第二投影圖像和第三投影圖像中的重心。
8.如權(quán)利要求2所述的方法，其中所述特定物體是金屬物體。
9.一種校正CT圖像中多個(gè)特定物體造成的偽影的設(shè)備，包括: 從投影數(shù)據(jù)中計(jì)算所述多個(gè)特定物體在三個(gè)彼此基本上垂直的投影圖上的位置從而確定所述多個(gè)特定物體在三維空間中的位置的裝置； 利用所述多個(gè)特定物體的重心坐標(biāo)對所有角度下的投影圖像進(jìn)行物體分割的裝置； 用分割了該多個(gè)特定物體后的投影數(shù)據(jù)對該多個(gè)特定物體的投影數(shù)據(jù)進(jìn)行修復(fù)的裝置； 利用修復(fù)后的投影數(shù)據(jù)進(jìn)行CT重建獲得不包含該多個(gè)特定物體的CT圖像的裝置。
10.如權(quán)利要求9所述的設(shè)備，其中從投影數(shù)據(jù)中計(jì)算所述的特定物體在三個(gè)彼此基本上垂直的投影圖上的位置從而確定所述多個(gè)特定物體在三維空間中的位置的裝置包括: 利用投影合成算法從投影數(shù)據(jù)中計(jì)算 出其觀察方向垂直于CT斷層平面的第一投影圖像的裝置； 在垂直于所述觀察方向的錐束投影中選擇兩幅投影圖像的裝置，即選擇第二投影圖像和第三投影圖像，所述第二投影圖像和所述第三投影圖像基本上正交； 確定所述多個(gè)特定物體在所述第一投影圖像、所述第二投影圖像和所述第三投影圖像中的位置的裝置； 基于所述多個(gè)特定物體在所述第一投影圖像、第二投影圖像和所述第三投影圖像中的位置計(jì)算所述多個(gè)特定物體在三維空間中的位置的裝置。
11.如權(quán)利要求9所述的設(shè)備，其中利用所述多個(gè)特定物體的重心坐標(biāo)對所有角度下的投影圖像進(jìn)行物體分割的裝置包括:計(jì)算每個(gè)投影角度下所述多個(gè)特定物體的重心在平板探測器上的投影位置的裝置；基于該投影位置對所述多個(gè)特定物體的投影區(qū)域進(jìn)行分割的裝置。
12.如權(quán)利要求9所述的設(shè)備，其中用分割了該多個(gè)特定物體后的投影數(shù)據(jù)對該多個(gè)特定物體的投影數(shù)據(jù)進(jìn)行修復(fù)的裝置包括: 基于分割了該多個(gè)特定物體后的投影數(shù)據(jù)利用性插值方法來修復(fù)該多個(gè)特定物體的投影區(qū)域的裝置。
13.如權(quán)利要求10所述的設(shè)備，其中，選擇兩幅投影圖像的裝置包括: 基于所述第一投影圖像選擇第二投影圖像和第三投影圖像，以使得第二投影圖像和第三投影圖像中的多個(gè)特定物體之間的重疊區(qū)域最小的裝置。
14.如權(quán)利要求13所述的設(shè)備，其中，基于所述第一投影圖像選擇第二投影圖像和第三投影圖像的裝置包括: 對所述第一投影圖像進(jìn)行分割，得到只包含特定物體區(qū)域信息的二值化圖像的裝置； 對所述二值化圖像進(jìn)行扇束的前向投影，得到扇束投影的正弦圖的裝置，此處所用到的扇束的扇角需要等于錐束系統(tǒng)中心層對應(yīng)光源靶點(diǎn)的張角； 對于正弦圖的每列，通過尋峰算法計(jì)算峰的個(gè)數(shù)的裝置； 對于所有峰值個(gè)數(shù)等于第一投影圖像中特定物體個(gè)數(shù)的投影角度，選擇二者之間角度為90度的投影角度，從而確定第二投影圖像和第三投影圖像的裝置。
15.如權(quán)利要求10所述的設(shè)備，其中，確定多個(gè)特定物體在所述第一投影圖像、所述第二投影圖像和所述第三投影圖像中的位置的裝置包括: 在第一投影圖像中對各個(gè)特定物體進(jìn)行分割，確定每個(gè)特定物體區(qū)域在第一圖像中的重心的裝置； 在第二投影圖像和第三投影圖像中對各個(gè)感興趣物體區(qū)域進(jìn)行分割，并且確定每個(gè)特定物體在第二投影圖像和第·三投影圖像中的重心的裝置。
【文檔編號】G06T5/00GK103714513SQ201210375800
【公開日】2014年4月9日 申請日期:2012年9月29日 優(yōu)先權(quán)日:2012年9月29日
【發(fā)明者】李亮, 張麗, 陳志強(qiáng), 趙自然, 邢宇翔, 肖永順, 王清禮 申請人:清華大學(xué), 同方威視技術(shù)股份有限公司