線積分總體上被最優(yōu)地平滑化。歸因于兩個(gè)材料線積分?jǐn)?shù)據(jù)集合mil與m2i之 間強(qiáng)烈的反相關(guān)，優(yōu)化將在另一方面(歸因于數(shù)據(jù)項(xiàng))例如對(duì)一個(gè)材料線積分值mil的減少補(bǔ) 償對(duì)應(yīng)值IKi的增加。
[0045] 運(yùn)將引起，尤其是在邊緣處，兩種材料之間的串?dāng)_。例如，在空氣與軟組織之間的 邊界處，將在兩幅正弦圖中都存在低值(空氣)與高值(組織)之間的邊緣。歸因于正則化，優(yōu) 化趨向于使兩個(gè)邊緣平滑化，而歸因于數(shù)據(jù)項(xiàng)，不能夠使兩個(gè)邊緣平滑化，運(yùn)是由于運(yùn)導(dǎo)致 兩個(gè)對(duì)應(yīng)值mii和m2 i的減少或增加。
[0046] 如果沒(méi)有正確地平衡正則化項(xiàng)和數(shù)據(jù)項(xiàng)，則結(jié)果將是一個(gè)材料數(shù)據(jù)集中的邊緣的 平滑化和另一材料數(shù)據(jù)集中的相同邊緣的增強(qiáng)。運(yùn)樣，總體上，正則化項(xiàng)具有與在邊緣處未 進(jìn)行平滑化的值相比更優(yōu)化的值。運(yùn)是不想要的效果，導(dǎo)致圖像偽影，運(yùn)降低了圖像的臨床 值。
[0047] 公式5和公式6示出了正則化項(xiàng)Rii和R2i，分別經(jīng)由比例項(xiàng)f Ii和f2i對(duì)所述正則化項(xiàng) Rii和R21進(jìn)行平衡，使得由正則化項(xiàng)對(duì)使兩個(gè)邊緣的平滑化的任何努力都不被數(shù)據(jù)項(xiàng)的努 力影響，W允許僅根據(jù)兩個(gè)材料數(shù)據(jù)集的反相關(guān)的改變：
[004引公式5:
[0049] 巧I, = '/i/Z。;'*^而1/ -而Ii) k
[0050] 公式 6:
[0051 ] = .4.1] (而2/ -兩M ) 屯
[0052] 比例項(xiàng)fii和f2擁正則化項(xiàng)Rii和R2進(jìn)行平衡，使得在組織-空氣邊界處的串?dāng)_相對(duì) 于公式3和公式4的正則化項(xiàng)Rii和化i被減小。運(yùn)被圖示質(zhì)子圖3和圖4中。
[0053] 圖3示出了根據(jù)利用沒(méi)有子項(xiàng)平衡的正則化反相關(guān)濾波器(例如，公式3和公式4) 來(lái)進(jìn)行濾波的投影數(shù)據(jù)生成的范例圖像。區(qū)域302識(shí)別出在肺部、氣管和身體的邊界處的偽 影黑色區(qū)域。圖4示出了根據(jù)利用公式1，使用具有平衡的公式5和公式6的正則化子項(xiàng)來(lái)處 理的投影數(shù)據(jù)生成的范例圖像。圖4中的偽影在區(qū)域402中相對(duì)于圖3的區(qū)域302中的偽影被 減小。
[0054] -般，fii和f2i被確定為使得它們滿足預(yù)定準(zhǔn)則，例如，在一個(gè)實(shí)例中，合適的準(zhǔn)則 包括=預(yù)定恒定值，W下內(nèi)容描述了用于確定fli和f2i的非限制性范例方法。
[0055] 在例如目標(biāo)的外邊界處，材料線積分值mii和ni2i針對(duì)兩種材料從有限值降低到零。 正則化項(xiàng)的目的是使兩個(gè)有限值在邊緣處更接近零，引起與向量(-mil,-nrn)的方向一致的 想要的改變。另一方面，數(shù)據(jù)項(xiàng)的目的是允許僅根據(jù)兩個(gè)值mil和nrn之間的噪聲相關(guān)性的改 變。如果相關(guān)性接近于-1，則優(yōu)選改變的方向由向量(sqrUVar(IHii))，-sq;rt(Var(Iim)))來(lái) 給定。
[0056] 如果運(yùn)兩個(gè)方向不是正交的，則將在兩種材料之間出現(xiàn)串?dāng)_。因此，mii和m2i要被 縮放為使得由正則化給定的改變的方向正交于（Sqrt(VaHmii))，-sq;rt(va;r(m2i)))。運(yùn)能 夠通過(guò)利用fIi = sq;rt(m2i*sq;rt(Var(Imi)))來(lái)縮放mii并且利用f2i = sq;rt(mii*sq;rt(var (mii)))來(lái)縮放m2i來(lái)實(shí)現(xiàn)。然后，歸因于正則化項(xiàng)的改變將在(fi*mii，f2*m2i)的方向上，并且 歸因于數(shù)據(jù)項(xiàng)的改變將在(fi*sq;rt(Var(IHii))，-f2*sq;rt(Var(ImO))的方向上，它們是正交 的。
[0057] 在本文中也預(yù)期用于確定fii和f2i的其他方法。
[0058] 圖5圖示了用于利用具有正則化平衡的反相關(guān)濾波器對(duì)投影數(shù)據(jù)進(jìn)行去噪的范例 方法。
[0059] 應(yīng)當(dāng)認(rèn)識(shí)到，在本文中描述的方法的動(dòng)作的排序不是限制性的。正因如此，在本文 中也預(yù)期其他排序，另外，可W省略一個(gè)或多個(gè)動(dòng)作和/或可W包括一個(gè)或多個(gè)額外的動(dòng) 作。
[0060] 在502處，獲得來(lái)自譜掃描的含噪聲的基材料線積分的集合。
[0061] 在504處，獲得具有正則化平衡的反相關(guān)濾波器。
[0062] 在506處，生成用于平衡正則化子項(xiàng)的比例因子。
[0063] 在508處，優(yōu)化正則化最大似然算法，產(chǎn)生經(jīng)去噪的基材料線積分。
[0064] -般，運(yùn)包括實(shí)施迭代優(yōu)化W識(shí)別具有屬于含噪聲的材料線積分的相對(duì)最高可能 性的去噪的基材料線積分。
[0065] 在510處，重建經(jīng)去噪的基材料線積分，產(chǎn)生體積圖像數(shù)據(jù)，包括基材料體積圖像 數(shù)據(jù)。
[0066] W上方法可W通過(guò)計(jì)算機(jī)可讀指令的方式得W實(shí)施，所述計(jì)算機(jī)可讀指令被編碼 或被嵌入在計(jì)算機(jī)可讀存儲(chǔ)介質(zhì)上，所述計(jì)算機(jī)可讀指令在被(一個(gè)或多個(gè))計(jì)算機(jī)處理器 運(yùn)行時(shí)，令(一個(gè)或多個(gè))處理器執(zhí)行所描述的動(dòng)作。額外地或備選地，計(jì)算機(jī)可讀指令中的 至少一個(gè)由信號(hào)、載波或其他瞬態(tài)介質(zhì)承載。
[0067] 已經(jīng)參考優(yōu)選實(shí)施例描述了本發(fā)明。他人在閱讀和理解前面的具體描述的情況下 可W想到修改和替代。本文旨在將本發(fā)明解釋為包括所有運(yùn)樣的修改和替代，只要它們落 入權(quán)利要求書及其等價(jià)方案的范圍內(nèi)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種方法，包括： 接收含噪聲的基材料線積分的至少兩個(gè)集合，每個(gè)集合對(duì)應(yīng)于不同的基材料;并且 利用反相關(guān)濾波器對(duì)含噪聲的基材料線積分的所述至少兩個(gè)集合進(jìn)行濾波，從而產(chǎn)生 經(jīng)去噪的基材料線積分，所述反相關(guān)濾波器至少包括具有平衡正則化因子的正則化項(xiàng)。2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，還包括： 重建經(jīng)去噪的分解的基材料線積分，從而生成基材料體積圖像數(shù)據(jù)。3. 根據(jù)權(quán)利要求1至2中的任一項(xiàng)所述的方法，其中，所述反相關(guān)濾波器是基于統(tǒng)計(jì)學(xué) 模型的。4. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的方法，其中，所述統(tǒng)計(jì)學(xué)模型包括迭代的正則化最大似然算 法。5. 根據(jù)權(quán)利要求4所述的方法，其中，所述正則化最大似然算法包括數(shù)據(jù)項(xiàng)和所述正則 化項(xiàng)，所述正則化項(xiàng)包括針對(duì)所述基材料中的每種的子項(xiàng)。6. 根據(jù)權(quán)利要求5所述的方法，還包括： 確定針對(duì)所述基材料中的每種的正則化因子。7. 根據(jù)權(quán)利要求5所述的方法，其中，一個(gè)正則化因子與另一正則化因子的比率等于預(yù) 定的恒定值。8. 根據(jù)權(quán)利要求6至7中的任一項(xiàng)所述的方法，還包括： 將第一正則化因子確定為所述含噪聲的基材料線積分的針對(duì)第一材料的第一集合與 含噪聲的基材料線積分的所述第一集合的標(biāo)準(zhǔn)差的乘積的平方根;并且 將第二正則化因子確定為含噪聲的基材料線積分的針對(duì)第二材料的第二集合與含噪 聲的基材料線積分的所述第二集合的標(biāo)準(zhǔn)差的乘積的平方根。9. 根據(jù)權(quán)利要求8所述的方法，其中，所述正則化項(xiàng)包括所述子項(xiàng)的平方和的平方根的 總和。10. 根據(jù)權(quán)利要求6至9中的任一項(xiàng)所述的方法，其中，所述正則化因子引起所述數(shù)據(jù)項(xiàng) 和所述正則化項(xiàng)在正交于彼此的方向上改變。11. 一種成像系統(tǒng)（100 )，包括： 投影數(shù)據(jù)處理器（116 )，其包括： 反相關(guān)濾波器（118)，其對(duì)含噪聲的基材料線積分的至少兩個(gè)集合進(jìn)行濾波，從而產(chǎn)生 經(jīng)去噪的基材料線積分，每個(gè)集合對(duì)應(yīng)于不同的基材料，其中，所述反相關(guān)濾波器包括具有 正則化平衡因子的正則化項(xiàng)。12. 根據(jù)權(quán)利要求11所述的成像系統(tǒng)，還包括： 重建器（120)，其處理經(jīng)去噪的分解的基材料線積分，從而生成基材料體積圖像數(shù)據(jù)。13. 根據(jù)權(quán)利要求11至12中的任一項(xiàng)所述的成像系統(tǒng)，其中，所述正則化項(xiàng)包括針對(duì)每 種不同基材料的子項(xiàng)，并且所述反相關(guān)濾波器包括： 正則化項(xiàng)比例因子確定器(214)，其確定針對(duì)所述子項(xiàng)中的每項(xiàng)的正則化項(xiàng)比例因子。14. 根據(jù)權(quán)利要求13所述的成像系統(tǒng)，其中，一個(gè)正則化比例因子與另一正則化比例因 子的比率等于預(yù)定的恒定值。15. 根據(jù)權(quán)利要求13至14中的任一項(xiàng)所述的成像系統(tǒng)，其中，所述正則化項(xiàng)比例因子確 定器將第一正則化因子確定為所述含噪聲的基材料線積分的針對(duì)第一材料的第一集合與 含噪聲的基材料線積分的所述第一集合的標(biāo)準(zhǔn)差的乘積的平方根，并且將第二正則化因子 確定為含噪聲的基材料線積分的針對(duì)第二材料的第二集合與含噪聲的基材料線積分的所 述第二集合的標(biāo)準(zhǔn)差的乘積的平方根。16. 根據(jù)權(quán)利要求13至14中的任一項(xiàng)所述的成像系統(tǒng)，其中，所述正則化項(xiàng)包括所述子 項(xiàng)的平方和的平方根的總和。17. 根據(jù)權(quán)利要求11至16中的任一項(xiàng)所述的成像系統(tǒng)，所述反相關(guān)濾波器還包括： 基材料積分方差確定器(204 )，其確定所述含噪聲的基材料線積分的方差； 基材料積分協(xié)方差確定器(206)，其確定所述含噪聲的基材料線積分之間的協(xié)方差； 其中，所述反相關(guān)濾波器基于所述方差、所述協(xié)方差和所述正則化項(xiàng)來(lái)確定所述經(jīng)去 噪的基材料線積分。18. 根據(jù)權(quán)利要求17所述的成像系統(tǒng)，所述反相關(guān)濾波器還包括： 對(duì)數(shù)似然確定器(202)，其基于所述方差、所述協(xié)方差和所述正則化項(xiàng)來(lái)識(shí)別最可能屬 于含噪聲的材料線積分的經(jīng)去噪的材料線積分的集合，其中，所識(shí)別的經(jīng)去噪的材料線積 分的集合為所產(chǎn)生的經(jīng)去噪的基材料線積分。19. 根據(jù)權(quán)利要求18所述的成像系統(tǒng)，其中，所述對(duì)數(shù)似然確定器執(zhí)行兩次或更多次迭 代以識(shí)別經(jīng)去噪的材料線積分的所述集合。20. -種被編碼在計(jì)算機(jī)可讀存儲(chǔ)介質(zhì)上的計(jì)算機(jī)可讀指令，所述計(jì)算機(jī)可讀指令當(dāng) 由計(jì)算系統(tǒng)的處理器運(yùn)行時(shí)，令所述處理器： 接收含噪聲的基材料線積分的至少兩個(gè)集合，每個(gè)集合對(duì)應(yīng)于不同的基材料，并且 利用反相關(guān)濾波器對(duì)含噪聲的基材料線積分的所述至少兩個(gè)集合進(jìn)行濾波，從而產(chǎn)生 經(jīng)去噪的基材料線積分，所述反相關(guān)濾波器至少包括具有平衡正則化因子的正則化項(xiàng)。
【專利摘要】一種方法包括：接收含噪聲的基材料線積分的至少兩個(gè)集合，每個(gè)集合對(duì)應(yīng)于不同的基材料；并且利用反相關(guān)濾波器對(duì)含噪聲的基材料線積分的所述至少兩個(gè)集合進(jìn)行濾波，從而產(chǎn)生經(jīng)去噪的基材料線積分，所述反相關(guān)濾波器至少包括具有平衡正則化因子的正則化項(xiàng)。一種成像系統(tǒng)(100)包括具有反相關(guān)濾波器(118)的投影數(shù)據(jù)處理器(116)，所述反相關(guān)濾波器對(duì)含噪聲的基材料線積分的至少兩個(gè)集合進(jìn)行濾波，從而產(chǎn)生經(jīng)去噪的基材料線積分，每個(gè)集合對(duì)應(yīng)于不同的基材料，其中，所述反相關(guān)濾波器包括具有正則化平衡因子的正則化項(xiàng)。
【IPC分類】G06T11/00
【公開號(hào)】CN105493148
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201480047387
【發(fā)明人】B·J·布倫德爾
【申請(qǐng)人】皇家飛利浦有限公司
【公開日】2016年4月13日
【申請(qǐng)日】2014年8月29日
【公告號(hào)】EP3039650A1, US20160180554, WO2015028975A1