一种基于动态电流的锥束CT环状伪影校正方法.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN105787905A(43)申请公布日2016.07.20(21)申请号201610176008.2(22)申请日2016.03.24(71)申请人中国人民解放军信息工程大学地址450052河南省郑州市高新区科学大道62号(72)发明人席晓琦张峰李磊陈思宇韩玉张翔邓林王敬雨(74)专利代理机构郑州大通专利商标代理有限公司41111代理人陈大通(51)Int.Cl.G06T5/00(2006.01)权利要求书2页说明书6页附图4页(54)发明名称一种基于动态电流的锥束CT环状伪影校正方法(57)摘要本发明公开了一种基于动态电流的锥束CT环状伪影校正方法，克服了现有技术中，重建图像中有环状伪影残留问题。该发明含有以下步骤：步骤1、利用动态电流下探元响应与管电流是否满足线性关系，将探元分为坏点和响应不一致探元两类；步骤2、判断不同管电流下单个探元响应的增量是否为零，对第一类坏点进行检测；步骤3、计算每一个探元的输出响应与管电流的相关系数，利用相关性分析的方法对第二类坏点进行检测；步骤4、计算探元响应和管电流间的线性回归方程，以单个管电流下所有探元响应的均值为基准，计算探元的一致性校正参数矩阵。本发明解决了现有坏点检测方法阈值确定困难的问题，本发明方法对环状伪影校正效果较好，通用性较强。CN105787905ACN105787905A权利要求书1/2页1.一种基于动态电流的锥束CT环状伪影校正方法，其特征在于：含有以下步骤：步骤1、利用动态电流下探元响应与管电流是否满足线性关系，将探元分为坏点和响应不一致探元两类；步骤2、判断不同管电流下单个探元响应的增量是否为零，对第一类坏点进行检测；步骤3、计算每一个探元的输出响应与管电流的相关系数，利用相关性分析的方法对第二类坏点进行检测；步骤4、计算探元响应和管电流间的线性回归方程，以单个管电流下所有探元响应的均值为基准，计算探元的一致性校正参数矩阵。2.根据权利要求1所述的基于动态电流的锥束CT环状伪影校正方法，其特征在于：所述步骤1中动态电流的利用方法如下：固定X射线发生器的管电压，在探测器的最佳动态响应范围内调整管电流，采集当前管电流下的多张探测器输出图像，并取其平均值作为该电流下的探测器输出图像；最终连续设置多个不同的管电流，可以获得一个与该电流序列对应的探测器输出图像序列。3.根据权利要求1所述的基于动态电流的锥束CT环状伪影校正方法，其特征在于：所述步骤1中坏点和响应不一致探元的分类方法如下：由辐射探测器的工作原理可知，在一定范围内探测器产生的信号与入射射线强度成正比；其中，X射线的强度E0可以用如下公式表示mE0＝kZIV,公式(1)式中，k是比例系数，Z是靶材料的原子序数，I、V分别表示X射线管电流和管电压，参数m约等于2；由此可以得出固定管电压下，一定曝光时间内探元响应与管电流I间具有线性相关关系g(x,y)＝a(x,y)I+b(x,y),公式(2)其中，g(x,y)代表探元(x,y)处的响应，a(x,y)为关系曲线的斜率，b(x,y)为关系曲线的截距，且其中包括了无射线照射时探元的暗电流输出；探元响应与管电流关系偏离线性相关关系的探元即为坏点；响应与管电流关系满足线性相关关系的探元为响应不一致探元。4.根据权利要求1所述的基于动态电流的锥束CT环状伪影校正方法，其特征在于：所述步骤2中第一类坏点的特征如下：探元的输出值恒定，包括当射线管电流增加时输出值恒定为0、最大值或其他常数的探元，这类探元的响应不随管电流的变化而变化。5.根据权利要求1所述的基于动态电流的锥束CT环状伪影校正方法，其特征在于：所述步骤3中第二类坏点的特征如下：探元的输出值变化异常，包括射线管电流连续增加时输出值增加速度过快响应迅速达到最大值和输出值随机变化的探元，这类探元的响应-管电流关系不满足公式(2)。6.根据权利要求1所述的基于动态电流的锥束CT环状伪影校正方法，其特征在于：所述步骤3中第二类坏点的检测方法具体如下：设探测器上探元数量为M×N，X射线管电流的连续递增序列为I＝(I1,I2,…,In)，生成一组长度为m的伪随机数r对I重新排列得到随机序列Ir＝(Ir1,Ir2,…,Irm)，则探元(x,y)对应的响应序列接着用皮尔逊相关系数ρ(x,y)来度量Ir与之间的相关程度，具体如下：2CN105787905A权利要求书2/2页公式中，是序列Ir的平均值，是序列的平均值，利用公式(3)可以得到所有探元对应的相关系数矩ρ，再利用公式(4)进行坏点检测，公式中，q是坏点检测的阈值，矩阵D中取值为0的点即为坏点，根据D中坏点的位置，随后在投影图像中利用插值法对坏点进行校正，步骤2中检测出的第一类坏点也记入模板D。7.根据权利