一種基于扇束x光ct濾波反投影重建的混合濾波方法
【專利摘要】本發明公開了一種基于扇束X光CT濾波反投影重建的混合濾波方法，包括以下步驟：（1）獲取扇束X光CT投影數據；（2）對投影數據進行混合濾波處理；（3）沿著X射線方向進行反投影重建得到斷層圖像。發明提高了X光重建斷層圖像分辨率，特別是在有噪聲X光CT投影數據重建情況下，能很好地抑制噪聲。另外，本發明可以根據實際情況，比如重建對象的材質、類型等來選擇不同的加權系數，得到不同的混合濾波器，滿足不同的重建需求(如相似度或抑制噪聲)，得到合適的重建效果。
【專利說明】一種基于扇束X光CT濾波反投影重建的混合濾波方法
【技術領域】
[0001 ] 本發明涉及濾波的【技術領域】，特別涉及一種基于扇束X光CT濾波反投影重建的混合濾波方法。
【背景技術】
[0002]X射線CT (Computed Tomography計算機斷層攝影術)具有穿透力強、無損等優點而廣泛應用于工業無損檢測、醫學影像診斷等領域。其中扇束X光CT濾波反投影重建算法由于計算量小，重建質量好，空間分辨率高，是商用X光CT機應用的主流算法。
[0003]濾波器是扇束X光CT濾波反投影重建算法中的重要組成部分，它的選擇直接影響到重建圖像的好壞。傳統的濾波器有SL濾波器、RL濾波器、Lewitt濾波器，RL濾波函數主瓣高且窄，重建圖像的空間分辨率較高，但是旁瓣幅度較大，Gibbs現象明顯，在投影數據有噪聲時，重建圖像質量較差。為了克服RL濾波器的缺點，Sh印P和Logan提出了 SL濾波器，SL濾波器旁瓣無振蕩、衰減速度快，重建圖像振蕩響應小并能有效抑制噪聲。但是SL濾波器的主瓣沒有RL濾波器主瓣好，其低頻段重建圖像的空間分辨率沒有RL濾波器高。Lewitt濾波器的主峰和次峰幅度之比最小，理論上Lewitt濾波器增強效果較好，其主瓣幅度沒有RL濾波器大，但是旁瓣衰減迅速，有利于提高重建圖像的密度分辨率。雖然單獨的濾波器都有自己的優點，但是還沒有任何一種單獨的濾波器能做到改善圖像分辨率的同時又能很好地抑制噪聲。但常見的混合濾波器，RL&SL混合濾波器和RL&Lewitt混合濾波器由于副瓣幅度的原因，不能較好地抑制投影數據的噪聲。而實際采集的X光CT投影數據受噪聲影響嚴重，因此，為了改善重建圖像分辨率同時又能去除噪聲，就必須發明新的方法，以提高X光重建斷層圖像質量。
【發明內容】
[0004]本發明的目的在于克服現有技術的缺點與不足，提供一種基于扇束X光CT濾波反投影重建的混合濾波方法。
[0005]本發明的目的通過下述技術方案實現:
[0006]一種基于扇束X光CT濾波反投影重建的混合濾波方法，包括以下步驟:
[0007]( I)獲取扇束X光CT投影數據；
[0008]( 2 )對投影數據進行混合濾波處理；
[0009](3)沿著X射線方向進行反投影重建得到斷層圖像。
[0010]步驟(I)中，獲取扇束X光CT投影數據具體為:沿著圓形掃描軌跡每隔一個角度，采集一個投影數據，一共獲取360個采樣數據。
[0011]步驟(2)中，對投影數據進行聯合濾波處理的具體方法為:
[0012](2-1)對獲取的X光CT投影數據進行離散化，設定離散化后的投影數據為
P (S，β );
[0013]其中，采樣點s=nd,采樣間隔d=l,采樣角度β =1?2 π ；[0014](2-2)對離散化后的投影數據P (S，β )進行混合濾波處理，具體為:
[0015]設定h (S)為混合濾波器,根據P (S，β )=p(s, 3)**h(s)對投影數據P (S，β )進行
卷積混合濾波，得到濾波后的數據P (S，β );
[0016]其中，林號表示卷積。 [0022]步驟(3)具體為:
[0023](3-1)設定待重 建斷層圖像內任一點的位置為(r，Θ )，反投影地址為Sl，X光射線源到重建中心的距離為D，根據以下公式計算反投影地址:
Dr cos (//-6^)
[0024]S1 =-7^
1 DH κ?η?β-θ)
[0025](3-2)設定待重建斷層圖像為f(r，Θ )，濾波反投影數據為;^ (Sl, β)，根據以下公式進行累加反投影重建:
[0026]f (T5^)=Ji p(sp/y)dyi? ο
[0027]本發明相對于現有技術具有如下的優點及效果:
[0028](I)本發明振蕩響應小，可以很好地抑制高頻振蕩的Gibbs現象，特別是在有噪聲X光CT投影數據重建情況下，能有效抑制噪聲。而且對含噪投影數據得到較高的重建精度。
[0029](2)本發明提高了 X光重建斷層圖像的分辨率，重建圖像輪廓較清楚。
[0030](3)本發明可以根據實際情況，比如重建對象的材質、類型等來選擇不同的加權系數，得到不同的混合濾波器，滿足不同的重建需求(如相似度或抑制噪聲)，得到合適的重建效果。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0031 ] 圖1是本發明的流程圖。
【具體實施方式】
[0032]下面結合實施例及附圖對本發明作進一步詳細的描述，但本發明的實施方式不限于此。
[0033]實施例[0034]如圖1所示，本發明所述基于扇束X光CT濾波反投影重建的混合濾波方法，包括以下步驟:
[0035](I)獲取扇束X光CT投影數據，具體為:
[0036]沿著圓形掃描軌跡每隔一個角度，采集一個投影數據，一共獲取360個采樣數據，
[0037](2)對投影數據進行混合濾波處理，包括以下步驟:
[0038](2-1)對獲取的X光CT投影數據進行離散化，假設離散化后的投影數據為
P (S，β );
[0039]其中，采樣點s=nd,采樣間隔d=l,采樣角度β =1~2 π ；
[0040](2-2)對離散化后的投影數據P (S，β )進行混合濾波處理，具體為:
[0041 ] 設定混合濾波器為h (S)，濾波過程為:
[0042]
【權利要求】
1.一種基于扇束X光CT濾波反投影重建的混合濾波方法，其特征在于，包括以下步驟: (1)獲取扇束X光CT投影數據； (2)對投影數據進行混合濾波處理； (3)沿著X射線方向進行反投影重建得到斷層圖像。
2.根據權利要求1所述一種基于扇束X光CT濾波反投影重建的混合濾波方法，其特征在于，步驟(1)中，獲取扇束X光CT投影數據具體為:沿著圓形掃描軌跡每隔一個角度，采集一個投影數據，一共獲取360個采樣數據。
3.根據權利要求1所述一種基于扇束X光CT濾波反投影重建的混合濾波方法，其特征在于，步驟(2)中，對投影數據進行聯合濾波處理的具體方法為: (2-1)對獲取的X光CT投影數據進行離散化，設定離散化后的投影數據為p(s，β)； 其中，采樣點s=nd,采樣間隔d=l,采樣角度β =1~2 π ； (2-2)對離散化后的投影數據P (S，β )進行混合濾波處理，具體為: 設定h (S)為混合濾波器，根據P (S，β)=ρ(8, i3)**h(s)對投影數據p (S，β)進行卷積混合濾波，得到濾波后的數據自(S，β ); 其中，**號表示卷積。
4.根據權利要求3所述一種基于扇束X光CT濾波反投影重建的混合濾波方法，其特征在于，步驟(2)中對投影數據進行混合濾波處理，其混合濾波器為:
5.根據權利要求1所述一種基于扇束X光CT濾波反投影重建的混合濾波方法，其特征在于，步驟(3)具體為: (3-1)設定待重建斷層圖像內任一點的位置為(r，Θ)，反投影地址為Sl，X光射線源到重建中心的距離為D，根據以下公式計算反投影地址:
【文檔編號】G06T11/00GK103489206SQ201310441911
【公開日】2014年1月1日 申請日期:2013年9月25日 優先權日:2013年9月25日
【發明者】高紅霞, 胡躍明, 梁劍平 申請人:華南理工大學