CN103344654A - 锥束ct连续快速扫描模式下的冗余投影数据判别方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供的锥束CT连续快速扫描模式下的冗余投影数据判别方法，上位机对面阵探测器采集到的第一投影序列P₁，进行对数变换和投影降噪后得到第二投影序列P₂；转台旋转至360度位置对应的投影编号M，以M为起点，向前搜索Δ幅投影至第M-Δ投影位置，将M-Δ到N的投影位置的投影数据合成为第三投影序列P₃；计算第二投影序列P₂中的第一幅图像与第三投影序列P₃中的每个图像之间的结构相似度系数SSIM，检索SSIM最大值对应的投影编号Q，将第二投影序列P₂中的第1幅投影到第Q幅投影取出组成有效投影序列P_effective；有效投影序列P_effective反投影重建三维图像。本发明解决了连续快速扫描模式下由于转台加速减速运动以及扫描控制终端对上位机控制指令响应滞后造成的投影数据冗余问题。

Description

锥束CT连续快速扫描模式下的冗余投影数据判别方法

技术领域

本发明涉及医学和工业领域射线二维、三维计算机断层扫描(2D-CT/3D-CT)成像过程中的相关数据处理方法，特别涉及一种适用于锥束CT连续快速扫描模式下的冗余投影数据判别方法。

背景技术

锥束CT技术作为一种能够无损地提供被检测目标内外信息的技术，能准确地重建物体内部的三维立体结构，定量表示物体内部的物理特性，如缺陷的位置及尺寸，材料密度的变化，结构的形状等。

现有技术下锥束CT扫描系统的工作原理如图1所示，射线源1发出的锥束射线2对转台4上的被检测物体3进行透照，同时面阵探测器5采集被检测物体3在不同旋转角度下的二维DR(Digital Radiography)投影图像。该二维DR投影图像按照序列进行排列后被称为二维DR投影序列，利用这些二维DR投影序列进行三维图像重建，将得到被检测物体3内部结构与材质分布的信息。

在CT扫描过程中，上位机6以交互式通讯的方式负责对各个控制终端，包括射线源1、转台4及面阵探测器5进行统一调度，具体包括以下步骤：

1)通过射线源控制单元，上位机6接收射线源1工作状态反馈信号并发送射线源1运行参数控制指令；

2)通过转台的运动控制单元，上位机6接收转台4的运动状态，包括转台的旋转速度和位置信息的反馈信号并发运动控制指令给转台4；

3)通过探测器的控制单元，上位机6接收面阵探测器5的工作状态，包括面阵探测器数据采集就绪、完成等的反馈信号，并发送数据采集参数控制指令给面阵探测器。

上位机6一般为图形工作站，基本配置为：内存不小于4GB，硬盘不小于2TB，主频不小于2.9GHz。

目前锥束CT系统常用扫描方式为转台步进式旋转，即：转台4旋转一定角步长后停止转动，面阵探测器5采集被检测物体3在静止状态下的投影图像；面阵探测器5采集完成后，转台4再继续旋转固定角步长后停止，面阵探测器5继续采集。这种扫描方式下不会存在由于电机加速减速运动以及扫描控制终端对上位机6控制指令响应滞后造成的投影数据不均或冗余问题，投影角度与投影数据可以准确地对应起来，从而获得高分辨率的重建图像。然而，该种扫描方式效率低，被检测物体3接受的射线剂量大，对于一些对检测效率或扫描速度要求较高的场合，如需要观察被扫描对象在加载过程中的内部结构动态变化，或者通过提高扫描速度在一定程度上降低射线照射剂量等，转台4步进旋转的扫描方式就满足不了要求。

为此，转台4连续旋转和面阵探测器5以高帧频采集图像的方式被逐渐采用，可以实现在较短的时间内获得重建所需的足够量的投影信息。如面阵探测器5以80帧/s速率采集图像，转台4以24度/s的速度匀速连续旋转，旋转一周时间为15s，理论上可以获取1200幅投影图像，利用这些投影信息可以重建出具行较高图像分辨率的断层图像。在实际扫描采集时，由于机械扫描控制系统的机理，旋转转台4在启动和终止时会存在加速和减速的过程，这样就会造成运动初始以及运动结束阶段面阵探测器5采集到的投影数据不均匀；同时由于扫描控制终端对上位机6控制指令响应滞后造成的投影数据冗余，严重影响到后期重建图像的质量。

现有技术下，锥束CT系统的连续扫描模式的时序如图2所示，时序说明如下：

转台4在上位机6的运动触发指令下开始旋转，在加速阶段，其角速度由初始的0加速至稳定角速度ω，此后转台4进入匀速运动状态，此时上位机6数据采集指令触发面阵探测器5以固定的帧频采集投影数据；当转台4旋转至360度时，在上位机6运动结束指令下开始减速旋转，直至旋转角速度由ω减至0，转台4运动结束，同时，上位机6数据采集指令通知面阵探测器5停止采集，投影数据采集时序结束。

然而，在实际的投影采集过程中，受机械扫描系统控制机理约束，转台4旋转一周需要经过先加速旋转至稳定速度后匀速旋转，最后减速旋转至停止的过程。当面阵探测器5以较低的帧频采集投影数据时，这样的转台启动加速和停止减速造成的投影角度分布不均的问题可以忽略。但是当面阵探测器5以较高的帧频采集数据时，如50～100帧/s，此情况下运动加速减速方式造成的投影角度分布不均会使得重建图像质量明显下降。同时由于上位机6与机械运动系统中的转台4、投影采集系统中的面阵探测器5之间的通讯存在一定的时间延迟和不同步性，如转台4运动至360度后发消息给上位机6，上位机6发送指令终止转台4旋转，并同时发送指令终止面阵探测器5的投影采集。此过程控制终端对上位机6的响应需要一定的时间，从而造成指令执行的滞后性，尤其是在高帧频投影采集时，这种滞后性直接造成面阵探测器5多采集了一系列投影数据，即存在投影数据的冗余问题，而对冗余数据的投影角度精确定位存在很大的技术难题。因此，如果冗余投影数据参与到反投影重建，则会给重建图像带来伪影，降低图像的分辨率，影响细节信息的有效检出。

因此，现行技术存在缺陷，有待于进一步改进和发展。

发明内容

(一)发明目的：为解决上述现有技术中存在的问题，本发明的目的是提供一种锥束CT连续快速扫描模式下的冗余投影数据判别方法，以解决连续快速扫描模式下由于转台加速减速运动以及扫描控制终端对上位机控制指令响应滞后造成的投影数据冗余问题。

(二)技术方案：

锥束CT连续快速扫描模式下的冗余投影数据判别方法，应用于安装扫描控制软件和图像重建软件的上位机、射线源、具有运动控制器的转台、位于转台上的物体和面阵探测器，包括以下步骤：

步骤A、射线源向转台上的物体发送锥束射线，上位机启动扫描控制软件并发送指令给转台的运动控制器，运动控制器驱动转台开始旋转，转台转速达到固定转速ω后，上位机发送指令给面阵探测器，触发面阵探测器以固定的帧频f采集转台上物体的二维投影图像得到第一投影序列P₁；

步骤B、当转台转过360+θ角度后，上位机发送指令给转台和面阵探测器，控制转台停止旋转和面阵探测器停止数据采集；

步骤C、上位机图像重建软件模块对面阵探测器采集到的第一投影序列P₁，进行对数变换和投影降噪后得到第二投影序列P₂；

步骤D、上位机上的图像重建软件模块算出转台旋转至360度位置所对应的投影编号M，以M为起点，向前搜索Δ幅投影至第M-Δ投影位置，将M-Δ到N的投影位置的投影数据合成为第三投影序列P₃；

步骤E、计算第二投影序列P₂中的第一幅图像与第三投影序列P₃中的每个图像之间的结构相似度系数SSIM，检索SSIM最大值对应的投影编号Q，将第二投影序列P₂中的第1幅投影到第Q幅投影取出，组成最终的去除了冗余投影数据的有效投影序列P_effective；

步骤F、上位机上的图像重建软件模块利用有效投影序列P_effective进行精确的反投影三维重建。

所述的锥束CT连续快速扫描模式下的冗余投影数据判别方法，其中，所述转台的转速ω为5度/s～30度/s。

所述的锥束CT连续快速扫描模式下的冗余投影数据判别方法，其中，所述面阵探测器的采集帧频为50帧～100帧/s。

所述的锥束CT连续快速扫描模式下的冗余投影数据判别方法，其中，θ取值为5～10。

所述的锥束CT连续快速扫描模式下的冗余投影数据判别方法，其中，所述步骤C中，

第一投影序列为P₁{P(x，y)₁，P(x，y)₂，...P(x，y)_i...，P(x，y)_N}，x、y表示二维投影图像的像素坐标，二维投影图像的通用标识为P(x，y)_i，表示第i幅投影图像，N表示投影数目；对数变换后的投影图像通用标识记为对数变换公式为： $P{(x,y)}_i^{\log }=\ln \frac{\max \left(P{(x,y)}_i\right)}{P{(x,y)}_i}.$

所述的锥束CT连续快速扫描模式下的冗余投影数据判别方法，其中，所述步骤C中，

将对数变换后的每幅图像与模板 $W=\left[\begin{array}{ccc}\frac{1}{16}& \frac{1}{16}& \frac{1}{16}\\ \frac{1}{16}& \frac{1}{8}& \frac{1}{16}\\ \frac{1}{16}& \frac{1}{16}& \frac{1}{16}\end{array}\right]$ 进行卷积实现图像降噪，得到第二投影序列：

$P_2\{P{(x,y)}_1^{\mathrm{denoise}},P{(x,y)}_2^{\mathrm{denoise}},...P{(x,y)}_i^{\mathrm{denoise}}...,P{(x,y)}_N^{\mathrm{denoise}}\}.$

所述的锥束CT连续快速扫描模式下的冗余投影数据判别方法，其中，所述步骤E中，第三投影序列记为：

$P_3\{P{(x,y)}_{M-\mathrm{\Δ}}^{\mathrm{denoise}},P{(x,y)}_{M-\mathrm{\Δ}+1}^{\mathrm{denoise}},...P{(x,y)}_M^{\mathrm{denoise}}...,P{(x,y)}_N^{\mathrm{denoise}}\}$

第二投影序列中的第一幅投影记为参考投影；分别求取参考投影与第三投影序列P₃中每幅投影的结构相似度系数SSIM，结构相似度系数的计算公式为：

$\mathrm{SSIM}(A,B)=\frac{\left(2{\mathrm{\μ}}_A{\mathrm{\μ}}_B\right)(2{\mathrm{\σ}}_{\mathrm{AB}}+C_2)}{({\mathrm{\μ}}_A+{\mathrm{\μ}}_B+C_1)({\mathrm{\σ}}_A+{\mathrm{\σ}}_B+C_2)}$

公式中：A表示参考投影

B表示第三投影序列中的任意一幅投影；μ_A、μ_B分别为图像信号A、B的均值，σ_A、σ_B为图像信号A、B的标准差，σ_AB为图像信号A、B的协方差，C₁、C₂是为了避免分母为零而设置的常数。

(三)有益效果：本发明提供的锥束CT连续快速扫描模式下的冗余投影数据判别方法，相对于传统的转台步进扫描模式，该方法设计的新的控制时序可以行效提高扫描速度，降低被扫描对象接收的射线剂量；有效去除了快速连续扫描模式下由于转台加速减速运动以及扫描控制终端对上位机控制指令响应滞后造成的冗余投影数据；降低了系统对转台电机和通信硬件模块的性能要求，有效降低了硬件成本；可内嵌在锥束CT扫描系统的图像重建模块中，在投影预处理阶段，通过软件自动实现冗余数据的甄别与去除，有效保证了图像重建的精度，降低了对锥束CT扫描系统的改进成本；利用结构相似度系数作为冗余投影序列的控制参数，具有实现简单，精度高、重复性好的优点。

附图说明

图1为现有技术下锥束CT扫描系统的工作原理图。

图2为现有技术存在冗余投影数据的扫描控制时序图。

图3为本发明改进后的扫描控制时序图。

图4A为现有技术时序下的投影正弦图。

图4B为现有技术时序下的CT重建图像。

图5A为本发明利用第二投影序列合成的投影正弦图。

图5B为本发明利用第二投影序列的重建图像。

图6A为本发明去除冗余数据的有效投影正弦图。

图6B为本发明利用去除冗余数据的有效投影序列的重建图像。

具体实施方式

下面结合优选的实施例对本发明做进一步详细说明。

本发明提供的锥束CT连续快速扫描模式下的冗余投影数据判别方法，射线源1发出的锥束射线2对转台4上的被检测物体3进行透照，同时面阵探测器5采集被检测物体3在不同旋转角度下的二维DR(Digital Radiography)投影图像，解决连续快速扫描模式下由于转台加速减速运动以及扫描控制终端对上位机控制指令响应滞后造成的投影数据冗余问题。

本发明具体包括以下步骤：

步骤一，运动与采集时序

步骤101：在锥束CT系统的上位机6上安装扫描控制软件，启动扫描控制软件，上位机6发送指令给转台4的运动控制器，运动控制器驱动转台4开始旋转；转台4启动时处于加速阶段，即旋转角速度由0逐渐加速至扫描所需的固定转速ω，该转速一般为5度/s～30度/s。

步骤102：转台4转速达到固定转速ω后，上位机6发送指令给面阵探测器5，触发面阵探测器5以固定的帧频f采集图像，采集帧频是描述面阵探测器5采集投影数据的一个指标参数，其单位为帧/s，表示面阵探测器5每秒钟采集多少幅投影图像。对于本发明所针对的快速连续扫描模式，面阵探测器5的采集帧频一般为50～100帧/s。面阵探测器5采集的投影数据将自动通过面阵探测器5的数据采集传输模块传输至上位机6的内存或硬盘等存储介质中。

步骤103：转台4在旋转过程中，上位机6的扫描控制模块实时查询转台4的旋转角度，当转台4旋转至360+θ度后，上位机6发送指令给转台4和面阵探测器5，停止旋转和数据采集，上位机6同时记录转台4从启动到停止即一个完整扫描时序所经历的时间T。θ表示转台4转过一周后继续旋转的冗余角度，一般取值为5～10。

步骤二，投影预处理

步骤201：在一个扫描时序内，面阵探测器5共采集了N幅投影数据。为了描述方便，这里将面阵探测器5采集的投影序列定义为第一投影序列P₁{P(x，y)₁，P(x，y)₂，...P(x，y)_i...，P(x，y)_N}，x、y表示二维投影图像的像素坐标，二维投影图像的通用标识为P(x，y)_i，表示第i幅投影图像，N表示投影数目。对每幅图像进行对数变换，对数变换后的投影图像通用标识记为

对数变换公式为：

$P{(x,y)}_i^{\log }=\ln \frac{\max \left(P{(x,y)}_i\right)}{P{(x,y)}_i}---\left(1\right)$

式(1)中，max(P(x，y)_i)表示投影图像P(x，y)_i的最大像素值。

步骤202：用式(2)的模板W与对数变换后的每幅图像进行卷积，以降低探测器5高帧频采集带来的随机噪声，去噪后的投影图像标识为

卷积模板W如下：

$W=\left[\begin{array}{ccc}\frac{1}{16}& \frac{1}{16}& \frac{1}{16}\\ \frac{1}{16}& \frac{1}{8}& \frac{1}{16}\\ \frac{1}{16}& \frac{1}{16}& \frac{1}{16}\end{array}\right]---\left(2\right)$

为了下面表述方便，将去噪后的投影序列记为第二投影序列：

$P_2\{P{(x,y)}_1^{\mathrm{denoise}},P{(x,y)}_2^{\mathrm{denoise}},...P{(x,y)}_i^{\mathrm{denoise}}...,P{(x,y)}_N^{\mathrm{denoise}}\}.$

步骤三，提取有效投影序列

步骤301：对第二投影序列逆向搜索，根据面阵探测器5的采集频率f和一个扫描时序所经历时间T估算出转台4旋转至360度位置所对应的投影编号M，此位置下对应的投影数据为

显然，M＜N。以M为起点，再向前搜索Δ幅投影至第M-Δ投影位置，该位置下对应的投影数据为

Δ一般取值为20～50。将M-Δ到N的投影位置的投影数据合成为第三投影序列，记为：

$P_3\{P{(x,y)}_{M-\mathrm{\Δ}}^{\mathrm{denoise}},P{(x,y)}_{M-\mathrm{\Δ}+1}^{\mathrm{denoise}},...P{(x,y)}_M^{\mathrm{denoise}}...,P{(x,y)}_N^{\mathrm{denoise}}\}$

步骤302：取出第二投影序列

$P_2\{P{(x,y)}_1^{\mathrm{denoise}},P{(x,y)}_2^{\mathrm{denoise}},...P{(x,y)}_i^{\mathrm{denoise}}...,P{(x,y)}_N^{\mathrm{denoise}}\}$

中的第一幅投影

记为参考投影。分别求取参考投影与第三投影序列P₃中每幅投影的结构相似度系数SSIM，结构相似度系数的计算公式为：

$\mathrm{SSIM}(A,B)=\frac{\left(2{\mathrm{\μ}}_A{\mathrm{\μ}}_B\right)(2{\mathrm{\σ}}_{\mathrm{AB}}+C_2)}{({\mathrm{\μ}}_A+{\mathrm{\μ}}_B+C_1)({\mathrm{\σ}}_A+{\mathrm{\σ}}_B+C_2)}---\left(3\right)$

(3)式中：A表示参考投影

B表示第三投影序列中的任意一幅投影。μ_A、μ_B分别为图像信号A、B的均值，σ_A、σ_B为图像信号A、B的标准差，σ_AB为图像信号A、B的协方差，C₁、C₂是为了避免分母为零而设置的常数。SSIM值越高说明当前图像和原图像越相似。

步骤303：对步骤302计算出的结构相似度系数进行排序，求出相似度系数为最大时对应的第三投影序列P₃中的投影，记为

这里Q为投影图像

的编号，显然，由于扫描控制终端对上位机6控制指令响应的不同步，Q与M的关系存在任何可能，即：Q＞M、Q＝M及Q＜M。将第二投影序列P₂中的第1幅投影到第Q幅投影取出，组成最终的有效投影序列，记为：

$P_{\mathrm{effective}}\{P{(x,y)}_1^{\mathrm{denoise}},P{(x,y)}_2^{\mathrm{denoise}},...P{(x,y)}_i^{\mathrm{denoise}}...,P{(x,y)}_Q^{\mathrm{denoise}}\}$

P_effective即为去除了冗余投影数据的有效投影序列，利用该投影序列进行三维CT重建，即可得到精确的重建结果。

本发明的方法用于锥束CT扫描系统的控制模块和重建模块中，实验当中，面阵探测器采集帧频为50帧/s，转台的旋转速度为24度/s，转台旋转一周所需的时间大约为15秒。在未使用本发明的改进时序之前，该系统的采集时序如图2所示，即现有技术的扫描时序图，利用现有技术下的扫描时序采集二维投影序列，并将该序列中每幅投影图的中间行数据取出合成为一幅图像，这里称为投影正弦图，如图4A所示。利用图4A正弦图进行重建，结果如图4B所示，可以看出，由于转台加速减速运动以及扫描控制终端对上位机控制指令响应滞后造成的投影数据分布不均匀和冗余，使得重建图像出现严重伪影和畸变。本发明对该CT扫描系统的扫描控制时序进行改进，采用图3所示的时序，在同样的探测器采集帧频和转台转速下采集二维投影序列，即上文所提的第二投影序列P₂，并将投影序列P₂中每幅投影图的中间行数据取出合成为一幅正弦图，如图5A所示。但是，由于P₂投影序列依旧存在冗余数据，所以利用图5A的正弦图进行重建，结果如图5B所示，该结果依旧存在伪影和图像畸变。基于改进扫描时序下采集的第二投影序列P₂，利用本发明方法的步骤二和步骤三，对第二投影序列P₂进行预处理提取出有效投影序列P_effective，并将有效投影序列中每幅投影的中间行取出合成为一幅正弦图，如图6A所示，可以看出，投影数据的分布不均和冗余得到了有效的改善。利用该正弦图进行重建，结果如图6B所示，可以看出，利用本发明方法，重建图像伪影和畸变得到了有效的改善，图像细节信息更为清晰。

本发明锥束CT连续快速扫描模式下的冗余投影数据判别方法，扫描开始时上位机6发送指令触发转台4旋转，转台4加速至稳定旋转角速度后，上位机6发送指令给面阵探测器5开始以固定帧频采集投影；当转台转过360+θ角度后，上位机发送指令给转台4和面阵探测器5，控制转台停止旋转和面阵探测器停止数据采集。上位机图像重建软件模块根据面阵探测器5采集到的第一投影序列P₁，进行对数变换和投影降噪后得到第二投影序列P₂。上位机6上的图像重建软件模块自动估算出转台4旋转至360度位置所对应的投影编号M。以M为起点，向前搜索Δ幅投影至第M-Δ投影位置，将M-Δ到N的投影位置的投影数据合成为第三投影序列P₃；计算第二投影序列P₂中的第一幅图像与第三投影序列P₃中的每幅图像之间的结构相似度系数SSIM，检索SSIM最大值对应的投影编号Q，将第二投影序列P₂中的第1幅投影到第Q幅投影取出，组成最终的投影序列P_effective，该投影序列即为去除了冗余投影数据的有效投影序列，上位机图像重建软件模块利用该序列进行精确的反投影三维重建。本发明有效去除了由于快速连续扫描模式下由于转台4加速减速运动以及扫描控制终端对上位机6控制指令响应滞后造成的冗余投影数据，具有实现简单，精度高、重复性好的优点。

本发锥束CT连续快速扫描模式下的冗余投影数据判别方法，优点在于：

1)相对于传统的转台步进扫描模式，该方法设计的新的控制时序可以有效提高扫描速度，降低被扫描对象接收的射线剂量；

2)该方法有效去除了快速连续扫描模式下由于转台加速减速运动以及扫描控制终端对上位机控制指令响应滞后造成的冗余投影数据；

3)该方法降低了系统对转台电机和通信硬件模块的性能要求，有效降低了更件成本；

4)该方法可内嵌在锥束CT扫描系统的图像重建模块中，在投影预处理阶段，自动实现冗余数据的甄别与去除，有效保证了图像重建的精度，降低了对锥束CT扫描系统的改进成本；

5)利用结构相似度系数作为冗余投影序列的控制参数，具有实现简单，精度高、重复性好的优点。

以上内容是对本发明的优选的实施例的说明，可以帮助本领域技术人员更充分地理解本发明的技术方案。但是，这些实施例仅仅是举例说明，不能认定本发明的具体实施方式仅限于这些实施例的说明。对本发明所属技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干简单推演和变换，都应当视为属于本发明的保护范围。

Claims (7)

1.锥束CT连续快速扫描模式下的冗余投影数据判别方法，应用于安装扫描控制软件和图像重建软件的上位机、射线源、具有运动控制器的转台、位于转台上的物体和面阵探测器，包括以下步骤：

步骤A、射线源向转台上的物体发送锥束射线，上位机启动扫描控制软件并发送指令给转台的运动控制器，运动控制器驱动转台开始旋转，转台转速达到固定转速ω后，上位机发送指令给面阵探测器，触发面阵探测器以固定的帧频f采集转台上物体的二维投影图像得到第一投影序列P₁；

步骤B、当转台转过360+θ角度后，上位机发送指令给转台和面阵探测器，控制转台停止旋转和面阵探测器停止数据采集；

步骤C、上位机图像重建软件模块对面阵探测器采集到的第一投影序列P₁，进行对数变换和投影降噪后得到第二投影序列P₂；

步骤D、上位机上的图像重建软件模块算出转台旋转至360度位置所对应的投影编号M，以M为起点，向前搜索Δ幅投影至第M-Δ投影位置，将M-Δ到N的投影位置的投影数据合成为第三投影序列P₃；

步骤E、计算第二投影序列P₂中的第一幅图像与第三投影序列P₃中的每个图像之间的结构相似度系数SSIM，检索SSIM最大值对应的投影编号Q，将第二投影序列P₂中的第1幅投影到第Q幅投影取出，组成最终的去除了冗余投影数据的有效投影序列P_effective；

步骤F、上位机上的图像重建软件模块利用有效投影序列P_effective进行精确的反投影三维重建。

2.根据权利要求1所述的锥束CT连续快速扫描模式下的冗余投影数据判别方法，其特征在于，所述转台的转速ω为5度/s～30度/s。

3.根据权利要求2所述的锥束CT连续快速扫描模式下的冗余投影数据判别方法，其特征在于，所述面阵探测器的采集帧频为50帧～100帧/s。

4.根据权利要求3所述的锥束CT连续快速扫描模式下的冗余投影数据判别方法，其特征在于，θ取值为5～10。

5.根据权利要求4所述的锥束CT连续快速扫描模式下的冗余投影数据判别方法，其特征在于，所述步骤C中，

第一投影序列为P₁{P(x，y)₁，P(x，y)₂，...P(x，y)_i...，P(x，y)_N}，x、y表示二维投影图像的像素坐标，二维投影图像的通用标识为P(x，y)_i，表示第i幅投影图像，N表示投影数目；对数变换后的投影图像通用标识记为

对数变换公式为： $P{(x,y)}_i^{\log }=\ln \frac{\max \left(P{(x,y)}_i\right)}{P{(x,y)}_i}.$

6.根据权利要求5所述的锥束CT连续快速扫描模式下的冗余投影数据判别方法，其特征在于，所述步骤C中，

将对数变换后的每幅图像与模板 $W=\left[\begin{array}{ccc}\frac{1}{16}& \frac{1}{16}& \frac{1}{16}\\ \frac{1}{16}& \frac{1}{8}& \frac{1}{16}\\ \frac{1}{16}& \frac{1}{16}& \frac{1}{16}\end{array}\right]$ 进行卷积实现图像降噪，得到第二投影序列：

$P_2\{P{(x,y)}_1^{\mathrm{denoise}},P{(x,y)}_2^{\mathrm{denoise}},...P{(x,y)}_i^{\mathrm{denoise}}...,P{(x,y)}_N^{\mathrm{denoise}}\}.$

7.根据权利要求6所述的锥束CT连续快速扫描模式下的冗余投影数据判别方法，其特征在于，所述步骤E中，第三投影序列记为：

$P_3\{P{(x,y)}_{M-\mathrm{\Δ}}^{\mathrm{denoise}},P{(x,y)}_{M-\mathrm{\Δ}+1}^{\mathrm{denoise}},...P{(x,y)}_M^{\mathrm{denoise}}...,P{(x,y)}_N^{\mathrm{denoise}}\}$

第二投影序列中的第一幅投景

记为参考投影；分别求取参考投影与第三投影序列P₃中每幅投影的结构相似度系数SSIM，结构相似度系数的计算公式为：

$\mathrm{SSIM}(A,B)=\frac{\left(2{\mathrm{\μ}}_A{\mathrm{\μ}}_B\right)(2{\mathrm{\σ}}_{\mathrm{AB}}+C_2)}{({\mathrm{\μ}}_A+{\mathrm{\μ}}_B+C_1)({\mathrm{\σ}}_A+{\mathrm{\σ}}_B+C_2)}$

公式中：A表示参考投影

B表示第三投影序列P₃中的任意一幅投影；μ_A、μ_B分别为图像信号A、B的均值，σ_A、σ_B为图像信号A、B的标准差，σ_AB为图像信号A、B的协方差，C₁、C₂是为了避免分母为零而设置的常数。

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