CN104732541A - Pet晶体位置查找表的获取方法和装置 - Google Patents

Abstract

本发明提出一种PET晶体位置查找表的获取方法和装置，其中，该方法包括：以下步骤：对含有n×n的晶体阵列的探测器进行数据采集以获得泛场图像I₁；对泛场图像I₁进行平滑以获得泛场图像I₂；对泛场图像I₂进行强度一致性校正以获得泛场图像I₃；在泛场图像I₃上分别提取晶体阵列中n×n个晶体的真实响应顶点P_m；按照晶体的排列顺序对真实响应顶点P_m进行编号，以获得带晶体编号的真实响应顶点TP_l；根据带晶体编号的真实响应顶点TP_l对泛场图像I₃进行像素编号，以得到晶体位置查找表。本发明的PET晶体位置查找表的获取方法，可自动生成PET晶体位置查找表，大大减少了手动生成晶体位置查找表的时间和人力，更新方便、快捷，并且该方案鲁棒性强、速度快、准确率高。

Description

PET晶体位置查找表的获取方法和装置

技术领域

本发明涉及核医学成像领域，特别涉及一种PET晶体位置查找表的获取方法和装置。

背景技术

正电子发射断层成像(PET)技术利用复合探测原理，探测正电子衰变产生的511keV的伽马光子对，再利用图像重建算法可以重建出药物的三维分布图，用于疾病的检查，是目前临床和预临床上的一种重要成像方法。

目前多数的PET探测器采用离散晶体阵列耦合光电探测器的设计方法。当511keV的伽马光子入射到探测器在闪烁晶体上产生大量可见光子，可见光子被光电探测器接收并转换为电信号，通过多个光电探测器产生的信号进行Anger逻辑加权，计算伽马光子作用位置。但是由于探测器实际设计及算法本省问题导致图像发生枕形或桶形失真，实际计算位置并非伽马光子真实作用位置。探测器需要利用泛场源进行照射，对获得的泛场图像进行分割获得各个晶体的响应位置，并作为探测器位置查找表。用于实际采集时，根据计算的位置和查找表判定与伽马光子作用的晶体，利用所述晶体在系统中的实际物理位置作为射线作用位置。

目前，晶体查找表的制定可以使用手动分割的方法，利用人工交互性操作，画出分割线，对分割完的图像再使用算法进行编号。但是，对于一个PET系统来说，将有上百个以上模块，上万个晶体单元。手动分割的工作量巨大，耗时耗力，不利于系统查找表的自动更新，而且手动分割难于保证分割精度。

发明内容

本发明旨在至少在一定程度上解决上述技术问题。

为此，本发明的第一个目的在于提出一种PET晶体位置查找表的获取方法，可自动生成PET晶体位置查找表，更新方便、快捷，并且该方案鲁棒性强、速度快、准确率高。

本发明的第二个目的在于提出一种PET晶体位置查找表的获取装置。

为达上述目的，根据本发明第一方面实施例提出了一种PET晶体位置查找表的获取方法，包括以下步骤：对含有n×n的晶体阵列的探测器进行数据采集以获得泛场图像I₁；对所述泛场图像I₁进行平滑以获得泛场图像I₂；对所述泛场图像I₂进行强度一致性校正以获得泛场图像I₃；在所述泛场图像I₃上分别提取所述晶体阵列中n×n个晶体的真实响应顶点P_m，m＝1～n²，n为正整数；按照所述晶体的排列顺序对所述真实响应顶点P_m进行编号，以获得带晶体编号的真实响应顶点TP_l，l＝1～n²；根据所述带晶体编号的真实响应顶点TP_l对所述泛场图像I₃进行像素编号，以得到晶体位置查找表。

本发明实施例的PET晶体位置查找表的获取方法，通过采集晶体阵列的探测器的数据得到泛场图像，并对泛场图像进行平滑处理和强度一致性校正，然后根据校正后的泛场图像提取真实响应顶点，并进行编号，从而根据编号后的真实响应顶点对泛场图像进行像素编号，得到晶体位置查找表，由此，可自动生成PET晶体位置查找表，大大减少了手动生成晶体位置查找表的时间和人力，更新方便、快捷，并且该方案鲁棒性强、速度快、准确率高。

在本发明的一个实施例中，所述对所述泛场图像I₂进行强度一致性校正以获得泛场图像I₃，具体包括：对所述泛场图像I₂进行二维傅立叶变化，以得到泛场频率矩阵；获取所述泛场频率矩阵的低频部分，并对所述低频部分进行傅立叶反变化，以获得低频强度模板W；根据所述低频强度模板W对所述泛场图像I₂进行强度一致性校正以获得所述泛场图像I₃，其中，I₃＝I₂/W。

在本发明的一个实施例中，所述在所述泛场图像I₃上分别提取所述晶体阵列中n×n个晶体的真实响应顶点P_i，具体包括：S1、获得所述泛场图像I₃中图像值最大的点；S2、将所述泛场图像I₃中图像值最大的点作为一个真实响应顶点；S3、判断已获得的晶体的真实响应顶点的个数是否达到n×n个；S4，如果未达到n×n个，则将所述泛场图像I₃中以所述图像值最大的点为中心，大小为预设值的模板区域的图像值置为零，并重复所述S1-S3，直到获得所述n×n个晶体的真实响应顶点。

在本发明的一个实施例中，所述按照所述晶体的排列顺序对所述真实响应顶点P_m进行编号，具体包括：对所述泛场图像I₃进行奇异值分解，以得到I₃＝UΣV，其中Σ＝diag(λ₁,λ₂,...,λ_n)为对角阵，λ_i≥λ_i+1，i＝1…n-1；对所述对角阵Σ进行仅保留分解后的最大奇异值项的变换，以得到Σ₁＝diag(λ₁,0,…,0)，并根据所述U、Σ₁和V进行逆变换，以获得平均泛场图AI，其中，AI＝V^TΣ₁U；根据所述平均泛场图AI提取平均响应顶点AP_l，l＝1～n²，其中，AP_l为与所述晶体的排列顺序对应的n×n的规则点阵，其中，l＝(j-1)×n+k，对应晶体编号为j行，k列的顶点坐标；获取所述真实响应顶点P_m与所述平均响应顶点AP_l的对应关系，以获取所述真实响应顶点P_m对应的平均响应顶点AP_l的编号。

在本发明的一个实施例中，所述获取所述真实响应顶点P_m与所述平均响应顶点AP_l的对应关系，具体包括：根据所述平均响应顶点AP_l生成混合高斯图像MI，其中，Ν(AP_l,Σ_l)为中心点在AP_l、协方差矩阵为Σ_l的二维标准高斯分布，∑_l＝diag(σ²,σ²)；根据最大似然期望最大化方法估计所述真实响应顶点P_m与所述平均响应顶点AP_l的对应关系。

在本发明的一个实施例中，所述根据带晶体编号的真实响应顶点TP_l对所述泛场图像I₃进行像素编号，具体包括：计算所述泛场图像I₃中的像素与所述带晶体编号的每个真实响应顶点TP_l的距离，以具有最小距离真实响应顶点所带的晶体编号作为所述像素的晶体编号。

本发明第二方面实施例提供了一种PET晶体位置查找表的获取装置，包括：数据采集模块，用于对含有n×n的晶体阵列的探测器进行数据采集以获得泛场图像I₁；平滑模块，用于对所述泛场图像I₁进行平滑以获得泛场图像I₂；校正模块，用于对所述泛场图像I₂进行强度一致性校正以获得泛场图像I₃；提取模块，用于在所述泛场图像I₃上分别提取所述晶体阵列中n×n个晶体的真实响应顶点P_m，m＝1～n²，n为正整数；晶体编号模块，用于按照所述晶体的排列顺序对所述真实响应顶点P_m，以获得带晶体编号的真实响应顶点TP_l，l＝1～n²；像素编号模块，用于根据所述带晶体编号的真实响应顶点TP_l对所述泛场图像I₃进行像素编号，以得到晶体位置查找表。

本发明实施例的PET晶体位置查找表的获取装置，通过采集晶体阵列的探测器的数据得到泛场图像，并对泛场图像进行平滑处理和强度一致性校正，然后根据校正后的泛场图像提取真实响应顶点，并进行编号，从而根据编号后的真实响应顶点对泛场图像进行像素编号，得到晶体位置查找表，由此，可自动生成PET晶体位置查找表，大大减少了手动生成晶体位置查找表的时间和人力，更新方便、快捷，并且该方案鲁棒性强、速度快、准确率高。

在本发明的一个实施例中，所述校正模块具体用于：对所述泛场图像I₂进行二维傅立叶变化，以得到泛场频率矩阵；获取所述泛场频率矩阵的低频部分，并对所述低频部分进行傅立叶反变化，以获得低频强度模板W；根据所述低频强度模板W对所述泛场图像I₂进行强度一致性校正以获得所述泛场图像I₃，其中，I₃＝I₂/W。

在本发明的一个实施例中，所述提取模块具体用于：S1、获得所述泛场图像I₃中图像值最大的点；S2、将所述泛场图像I₃中图像值最大的点作为一个真实响应顶点；S3、判断已获得的晶体的真实响应顶点的个数是否达到n×n个；S4，如果未达到n×n个，则将所述泛场图像I₃中以所述图像值最大的点为中心，大小为预设值的模板区域的图像值置为零，并重复所述S1-S3，直到获得所述n×n个晶体的真实响应顶点。

在本发明的一个实施例中，所述晶体编号模块具体用于：对所述泛场图像I₃进行奇异值分解，以得到I₃＝UΣV，其中Σ＝diag(λ₁,λ₂,...,λ_n)为对角阵，λ_i≥λ_i+1，i＝1…n-1；对所述对角阵Σ进行仅保留分解后的最大奇异值项的变换，以得到Σ₁＝diag(λ₁,0,…,0)，并根据所述U、Σ₁和V进行逆变换，以获得平均泛场图AI，其中，AI＝V^TΣ₁U；根据所述平均泛场图AI提取平均响应顶点AP_l，l＝1～n²，其中，AP_l为与所述晶体的排列顺序对应的n×n的规则点阵，其中，l＝(j-1)×n+k，对应晶体编号为j行，k列的顶点坐标；获取所述真实响应顶点P_m与所述平均响应顶点AP_l的对应关系，以获取所述真实响应顶点P_m对应的平均响应顶点AP_l。

在本发明的一个实施例中，所述获取所述真实响应顶点P_m与所述平均响应顶点AP_l的对应关系，具体包括：根据所述平均响应顶点AP_l生成混合高斯图像MI，其中，Ν(AP_l,Σ_l)为中心点在AP_l、协方差矩阵为Σ_l的二维标准高斯分布，∑_l＝diag(σ²,σ²)；根据最大似然期望最大化方法估计所述真实响应顶点P_m与所述平均响应顶点AP_l的对应关系。

在本发明的一个实施例中，所述像素编号模块具体用于：计算所述泛场图像I₃中的像素与所述带晶体编号的每个真实响应顶点TP_l的距离，以具有最小距离的真实响应顶点所带的晶体编号作为所述像素的晶体编号。

本发明的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。

附图说明

本发明的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：

图1为根据本发明一个实施例的PET晶体位置查找表的获取方法的流程图；

图2a为根据本发明一个实施例的泛场图像的示意图；

图2b为根据本发明一个实施例的低频模板的示意图；

图2c为根据本发明一个实施例的强度一致性校正后的泛场图像的示意图；

图2d为根据本发明一个实施例的平均泛场图的示意图；

图2e为根据本发明一个实施例的平均泛场图AI在Y方向的加和示意图；

图2f为根据本发明一个实施例的平均响应顶点的示意图；

图3为根据本发明一个实施例的高斯核函数的示意图；

图4为根据本发明一个实施例的图1中S104的具体实现流程图；

图5为根据本发明一个实施例的提取真实响应顶点的示意图；

图6为根据本发明一个实施例的图1中S105的具体实现流程图；

图7为根据本发明一个实施例的获得的晶体查找表的示意图；

图8为根据本发明一个实施例的PET晶体位置查找表的获取装置的结构示意图。

具体实施方式

下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。

下面参考附图描述根据本发明实施例的PET晶体位置查找表的获取方法和装置。

图1为根据本发明一个实施例的PET晶体位置查找表的获取方法的流程图。

如图1所示，根据本发明实施例的PET晶体位置查找表的获取方法，包括：

S101，对含有n×n的晶体阵列的探测器进行数据采集以获得泛场图像I₁。

举例来说，图2a为根据本发明一个实施例的泛场图像的示意图。如图2a所示，为一个图像大小为512×512、16×16晶体阵列的泛场图像。

S102，对泛场图像I₁进行平滑以获得泛场图像I₂。

在本发明的一个实施例中，对泛场图像I₁进行平滑可使用高斯核(如图3所示，其中，x,y为泛场图像横纵坐标，z为坐标(x,y)上的强度值)卷积泛场图像，从而可对泛场图像去噪，使后续顶点寻找更为准确。对于不同的PET系统、不同泛场采集时间，所得到的泛场图像的质量不一致，因此，可以选择对泛场图像进行多次高斯平滑，以提高泛场图像的稳定性。其中，高斯核的大小以及高斯方差可依据实际图像进行调整。

S103，对泛场图像I₂进行强度一致性校正以获得泛场图像I₃。

具体地，在本发明的一个实施例中，对泛场图像I₂进行强度一致性校正以获得泛场图像I₃，具体包括：

对泛场图像I₂进行二维傅立叶变化，以得到泛场频率矩阵；

获取泛场频率矩阵的低频部分，并对低频部分进行傅立叶反变化，以获得低频强度模板W；

根据低频强度模板W对泛场图像I₂进行强度一致性校正以获得泛场图像I₃，其中，I₃＝I₂/W。

具体地，可用泛场图像I₂除以强度模板W以进行强度一致性校正，得到泛场图像I₃，使晶体响应顶点的计数较为一致。

举例来说，根据通过对图2a所示的泛场图像I进行高斯平滑后得到的泛场图像可得到如图2b所示的低频模板(对应7×7个晶体)。进而，可用泛场图像I₂除以该强度模板得到如图2c所示的强度一致性校正后的泛场图像I₃。

S104，在泛场图像I₃上分别提取晶体阵列中n×n个晶体的真实响应顶点P_m，m＝1～n²，n为正整数。

在本发明的一个实施例中，可基于灰度和模板在泛场图像I₃上提取晶体阵列中所有晶体真实响应顶点P_m，m＝1～n²。具体地，如图4和图5所示，在泛场图像I₃上分别提取晶体阵列中n×n个晶体的真实响应顶点P_m，可具体包括：

S1、获得泛场图像I₃中图像值最大的点。

S2、将泛场图像I₃中图像值最大的点作为一个真实响应顶点。

S3、判断已获得的晶体的真实响应顶点的个数是否达到n×n个。

如果是，则结束，如果否，则执行S4。

S4、如果未达到n×n个，则将泛场图像I₃中以图像值最大的点为中心，大小为预设值的模板区域的图像值置为零，并重复S1-S3，直到获得n×n个晶体的真实响应顶点。

在本发明的实施例中，模板区域可为但不限于圆形区域也可为方形区域或者其他形状的区域。

举例来说，以模板区域为圆形区域进行说明，可首先获取泛场图像I₃中图像值最大点的坐标(x₁,y₁)，并将该点作为一个真实响应顶点P₁；然后将泛场图像I₃中以(x₁,y₁)为中心、r为半径的圆形模板区域的图像值置为零，并再次获取泛场图像I₃中图像值最大的点的坐标(x₂,y₂)，并将该点作为另一个真实响应顶点P₂；然后将泛场图像I₃中以(x₂,y₂)为中心，r为半径的圆形模板区域的图像值置为零，依次类推，直到找到n×n个真实响应顶点。

S105，按照晶体的排列顺序对真实响应顶点P_m进行编号，以获得带晶体编号的真实响应顶点TP_l，l＝1～n²。

在本发明的一个实施例中，如图6所示，按照晶体的顺序对真实响应顶点P_m进行编号，可具体包括：

S601，对进行泛场图像I₃进行奇异值分解，以得到I₃＝UΣV，其中Σ＝diag(λ₁,λ₂,...,λ_n)为对角阵，λ_i≥λ_i+1，i＝1…n-1。

S602，对对角阵Σ进行仅保留分解后的最大奇异值项的变换，以得到Σ₁＝diag(λ₁,0,…,0)，并根据U、Σ₁和V进行逆变换，以获得平均泛场图AI，其中，AI＝V^TΣ₁U。

举例来说，如图2d所示，为根据本发明一个实施例的平均泛场图的示意图。

S603，根据平均泛场图AI提取平均响应顶点AP_l，l＝1～n²，其中，AP_l为与晶体的排列顺序对应的n×n的规则点阵，其中，l＝(j-1)×n+k，对应晶体编号为j行，k列的顶点坐标。

具体地，可对平均泛场图AI分别在行列方向(即X方向和Y方向)进行加和，并根据加和结果确定平均顶点的坐标，以提取行列的平均顶点，从而获得平均泛场图的平均响应顶点AP_l，l＝1～n²。AP_l组成n行n列的规则点阵，与n×n个晶体的排列顺序(即晶体的编号)分别对应，具体对应关系为l＝(j-1)×n+k，对应晶体编号为j行，k列的顶点坐标。

具体地，举例来说，如图2e所示，为根据本发明一个实施例的平均泛场图AI在Y方向(列方向)的加和示意图，其中，横轴表示X方向的坐标，纵轴表示Y方向加和的计数值。从而可根据图2e中峰值点所对应的X方向的坐标作为平均响应顶点的X方向的坐标。同理，可根据平均泛场图AI在X方向(行方向)的加和将结果确定平均响应顶点的Y方向的坐标，由此，可提取出平均响应顶点的坐标。

图2f为根据本发明一个实施例的平均响应顶点的示意图。

其中，平均响应顶点的编号为l＝(j-1)×n+k，表示从1～n²分别逐行对应晶体编号矩阵中各个晶体编号。例如，平均响应顶点的编号1～n分别依次对应晶体编号矩阵中第一行从左到右的n个晶体编号。由此建立了平均响应顶点与晶体编号的对应关系。

S604，获取真实响应顶点P_m与平均响应顶点AP_l的对应关系，以获取真实响应顶点P_m对应的平均响应顶点AP_l的编号。

具体地，在本发明的一个实施例中，可首先根据平均响应顶点AP_l生成混合高斯图像MI，其中，Ν(AP_l,Σ_l)为中心点在AP_l、协方差矩阵为Σ_l的二维标准高斯分布，∑_l＝diag(σ²,σ²)，σ为预设值。然后，根据最大似然期望最大化方法估计真实响应顶点P_m与平均响应顶点AP_l的对应关系。进而可根据AP_l的编号对P_m进行编号，得到带晶体编号的真实响应顶点TP_l。

在本发明的一个实施例中，根据最大似然期望最大化方法估计真实响应顶点P_m与平均响应顶点AP_l的对应关系可通过以P_m为初始值按照以下公式进行迭代进行，以使P_m经过多次迭代最终会收敛为某个平均响应顶点的坐标，从而得到真实响应顶点P_m与平均响应顶点AP_l的对应关系。

${\hat{P}}_m=\frac{\underset{i=1}{\overset{N}{\mathrm{\Σ}}}f(m/z_i)z_i}{\underset{i=1}{\overset{N}{\mathrm{\Σ}}}f(m/z_i)},$

其中，为P_m的迭代值，z_i表示泛场图像中的像素的坐标点(x_i,y_i)，N为泛场图像中的像素数量，f(m/z_i)为晶体编号为m的响应顶点发生在像素点z_i的条件概率，m＝1～n²，为晶体编号。

其中， $f(m/z_i)=\frac{\mathrm{MI}\left(z_i\right)*f_m\left(z_i\right)}{\underset{k=1}{\overset{n\×n}{\mathrm{\Σ}}}\mathrm{MI}\left(z_i\right)*f_k\left(z_i\right)},$

MI(z_i)为高斯混合图像MI在点z_i的数值，f_m＝N(P_m,Σ_m)，为中心点在P_m、协方差矩阵为Σ_m的二维标准高斯分布。

每次迭代P_m更新上次的迭代结果如果经过多次迭代后，P_m收敛于AP_l，由此可得P_m的晶体编号为l。然后按照晶体编号对P_m进行排序，从而获得带晶体编号的真实响应顶点TP_l。

S106，根据带晶体编号的真实响应顶点TP_l对泛场图像I₃进行像素编号，以得到晶体位置查找表。

具体地，可根据带晶体编号的真实响应顶点TP_l对泛场图像中每个位置进行编号，即根据真实响应顶点及其所带的晶体编号的对应关系对泛场图像中每个位置(像素)进行编号。

在本发明的一个实施例中，根据带晶体编号的真实响应顶点TP_l对泛场图像I₃进行编号，可具体包括：计算泛场图像I₃中的像素与带晶体编号后的每个真实响应顶点TP_l的距离，以具有最小距离真实响应顶点所带的晶体编号作为像素的晶体编号。像素的晶体编号结果可如图7所示，各个像素分别对应晶体编号1～256。

本发明实施例的PET晶体位置查找表的获取方法，通过采集晶体阵列的探测器的数据得到泛场图像，并对泛场图像进行平滑处理和强度一致性校正，然后根据校正后的泛场图像提取真实响应顶点，并进行编号，从而根据编号后的真实响应顶点对泛场图像进行像素编号，得到晶体位置查找表，由此，可自动生成PET晶体位置查找表，大大减少了手动生成晶体位置查找表的时间和人力，更新方便、快捷，并且该方案鲁棒性强、速度快、准确率高。

为了实现上述实施例，本发明还提出一种PET晶体位置查找表的获取装置。

图8为根据本发明一个实施例的PET晶体位置查找表的获取装置的结构示意图。

如图8所示，根据本发明实施例的PET晶体位置查找表的获取装置，包括：数据采集模块10、平滑模块20、校正模块30、提取模块40、晶体编号模块50和像素编号模块60。

具体地，数据采集模块10用于对含有n×n的晶体阵列的探测器进行数据采集以获得泛场图像I₁。举例来说，图2a为根据本发明一个实施例的泛场图像的示意图。如图2a所示，为一个图像大小为512×512、16×16晶体阵列的泛场图像。

平滑模块20用于对泛场图像I₁进行平滑以获得泛场图像I₂。在本发明的一个实施例中，平滑模块20对泛场图像I₁进行平滑可使用高斯核(如图3所示，其中，x,y为泛场图像横纵坐标，z为坐标(x,y)上的强度值)卷积泛场图像，从而可对泛场图像去噪，使后续顶点寻找更为准确。对于不同的PET系统、不同泛场采集时间，所得到的泛场图像的质量不一致，因此，平滑模块20可以选择对泛场图像进行多次高斯平滑，以提高泛场图像的稳定性。其中，高斯核的大小以及高斯方差可依据实际图像进行调整。

校正模块30用于对泛场图像I₂进行强度一致性校正以获得泛场图像I₃。

更具体地，在本发明的一个实施例中，校正模块30可具体用于：

对泛场图像I₂进行二维傅立叶变化，以得到泛场频率矩阵；

获取泛场频率矩阵的低频部分，并对低频部分进行傅立叶反变化，以获得低频强度模板W；

根据低频强度模板W对泛场图像I₂进行强度一致性校正以获得泛场图像I₃，其中，I₃＝I₂/W。

其中，校正模块30可用泛场图像I₂除以强度模板W以进行强度一致性校正，得到泛场图像I₃，使晶体响应顶点的计数较为一致。

举例来说，根据通过对图2a所示的泛场图像I进行高斯平滑后得到的泛场图像可得到如图2b所示的低频模板(对应7×7个晶体)。进而，校正模块30可用泛场图像I₂除以该强度模板得到如图2c所示的强度一致性校正后的泛场图像I₃。

提取模块40用于在泛场图像I₃上分别提取晶体阵列中n×n个晶体的真实响应顶点P_m，m＝1～n²，n为正整数。

在本发明的一个实施例中，可基于灰度和模板在泛场图像I₃上提取晶体阵列中所有晶体真实响应顶点P_m，m＝1～n²。更具体地，如图4和图5所示，提取模块40可具体用于：

S1、获得泛场图像I₃中图像值最大的点；

S2、将泛场图像I₃中图像值最大的点作为一个真实响应顶点；

S3、判断已获得的晶体的真实响应顶点的个数是否达到n×n个。

如果是，则结束，如果否，则执行S4。

S4、如果未达到n×n个，则将泛场图像I₃中以图像值最大的点为中心，大小为预设值的模板区域的图像值置为零，并重复S1-S3，直到获得n×n个晶体的真实响应顶点。

在本发明的实施例中，模板区域可为但不限于圆形区域也可为方形区域或者其他形状的区域。

举例来说，以模板区域为圆形区域进行说明，可首先获取泛场图像I₃中图像值最大点的坐标(x₁,y₁)，并将该点作为一个真实响应顶点P₁；然后将泛场图像I₃中以(x₁,y₁)为中心、r为半径的圆形模板区域的图像值置为零，并再次获取泛场图像I₃中图像值最大的点的坐标(x₂,y₂)，并将该点作为另一个真实响应顶点P₂；然后将泛场图像I₃中以(x₂,y₂)为中心，r为半径的圆形模板区域的图像值置为零，依次类推，直到找到n×n个真实响应顶点。

晶体编号模块50用于按照晶体的排列顺序对真实响应顶点P_m，以获得带晶体编号的真实响应顶点TP_l，l＝1～n²。

在本发明的一个实施例中，晶体编号模块50具体用于根据图6所示的步骤对真实响应顶点P_m进行编号得到TP_l，l＝1～n²。

像素编码模块60用于根据带晶体编号的真实响应顶点TP_l对泛场图像I₃进行像素编号，以得到晶体位置查找表。

在本发明的一个实施例中，像素编号模块60可具体用于：计算泛场图像I₃中的像素与带晶体编号的每个真实响应顶点TP_l的距离，以具有最小距离的真实响应顶点所带的晶体编号作为像素的晶体编号。像素的晶体编号结果可如图7所示，各个像素分别对应晶体编号1～256。

本发明实施例的PET晶体位置查找表的获取装置，通过采集晶体阵列的探测器的数据得到泛场图像，并对泛场图像进行平滑处理和强度一致性校正，然后根据校正后的泛场图像提取真实响应顶点，并进行编号，从而根据编号后的真实响应顶点对泛场图像进行像素编号，得到晶体位置查找表，由此，可自动生成PET晶体位置查找表，大大减少了手动生成晶体位置查找表的时间和人力，更新方便、快捷，并且该方案鲁棒性强、速度快、准确率高。

流程图中或在此以其他方式描述的任何过程或方法描述可以被理解为，表示包括一个或更多个用于实现特定逻辑功能或过程的步骤的可执行指令的代码的模块、片段或部分，并且本发明的优选实施方式的范围包括另外的实现，其中可以不按所示出或讨论的顺序，包括根据所涉及的功能按基本同时的方式或按相反的顺序，来执行功能，这应被本发明的实施例所属技术领域的技术人员所理解。

在流程图中表示或在此以其他方式描述的逻辑和/或步骤，例如，可以被认为是用于实现逻辑功能的可执行指令的定序列表，可以具体实现在任何计算机可读介质中，以供指令执行系统、装置或设备(如基于计算机的系统、包括处理器的系统或其他可以从指令执行系统、装置或设备取指令并执行指令的系统)使用，或结合这些指令执行系统、装置或设备而使用。就本说明书而言，"计算机可读介质"可以是任何可以包含、存储、通信、传播或传输程序以供指令执行系统、装置或设备或结合这些指令执行系统、装置或设备而使用的装置。计算机可读介质的更具体的示例(非穷尽性列表)包括以下：具有一个或多个布线的电连接部(电子装置)，便携式计算机盘盒(磁装置)，随机存取存储器(RAM)，只读存储器(ROM)，可擦除可编辑只读存储器(EPROM或闪速存储器)，光纤装置，以及便携式光盘只读存储器(CDROM)。另外，计算机可读介质甚至可以是可在其上打印所述程序的纸或其他合适的介质，因为可以例如通过对纸或其他介质进行光学扫描，接着进行编辑、解译或必要时以其他合适方式进行处理来以电子方式获得所述程序，然后将其存储在计算机存储器中。

应当理解，本发明的各部分可以用硬件、软件、固件或它们的组合来实现。在上述实施方式中，多个步骤或方法可以用存储在存储器中且由合适的指令执行系统执行的软件或固件来实现。例如，如果用硬件来实现，和在另一实施方式中一样，可用本领域公知的下列技术中的任一项或他们的组合来实现：具有用于对数据信号实现逻辑功能的逻辑门电路的离散逻辑电路，具有合适的组合逻辑门电路的专用集成电路，可编程门阵列(PGA)，现场可编程门阵列(FPGA)等。

本技术领域的普通技术人员可以理解实现上述实施例方法携带的全部或部分步骤是可以通过程序来指令相关的硬件完成，所述的程序可以存储于一种计算机可读存储介质中，该程序在执行时，包括方法实施例的步骤之一或其组合。

此外，在本发明各个实施例中的各功能单元可以集成在一个处理模块中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在一个模块中。上述集成的模块既可以采用硬件的形式实现，也可以采用软件功能模块的形式实现。所述集成的模块如果以软件功能模块的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，也可以存储在一个计算机可读取存储介质中。

上述提到的存储介质可以是只读存储器，磁盘或光盘等。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。

尽管已经示出和描述了本发明的实施例，本领域的普通技术人员可以理解：在不脱离本发明的原理和宗旨的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由权利要求及其等同限定。

Claims (12)

1.一种PET晶体位置查找表的获取方法，其特征在于，包括以下步骤：

对含有n×n的晶体阵列的探测器进行数据采集以获得泛场图像I₁；

对所述泛场图像I₁进行平滑以获得泛场图像I₂；

对所述泛场图像I₂进行强度一致性校正以获得泛场图像I₃；

在所述泛场图像I₃上分别提取所述晶体阵列中n×n个晶体的真实响应顶点P_m，m＝1～n²，n为正整数；

按照所述晶体的排列顺序对所述真实响应顶点P_m进行编号，以获得带晶体编号的真实响应顶点TP_l，l＝1～n²；

根据所述带晶体编号的真实响应顶点TP_l对所述泛场图像I₃进行像素编号，以得到晶体位置查找表。

2.如权利要求1所述的PET晶体位置查找表的获取方法，其特征在于，所述对所述泛场图像I₂进行强度一致性校正以获得泛场图像I₃，具体包括：

对所述泛场图像I₂进行二维傅立叶变化，以得到泛场频率矩阵；

获取所述泛场频率矩阵的低频部分，并对所述低频部分进行傅立叶反变化，以获得低频强度模板W；

根据所述低频强度模板W对所述泛场图像I₂进行强度一致性校正以获得所述泛场图像I₃，其中，I₃＝I₂/W。

3.如权利要求1所述的PET晶体位置查找表的获取方法，其特征在于，所述在所述泛场图像I₃上分别提取所述晶体阵列中n×n个晶体的真实响应顶点P_m，具体包括：

S1、获得所述泛场图像I₃中图像值最大的点；

S2、将所述泛场图像I₃中图像值最大的点作为一个真实响应顶点；

S3、判断已获得的晶体的真实响应顶点的个数是否达到n×n个；

S4，如果未达到n×n个，则将所述泛场图像I₃中以所述图像值最大的点为中心，大小为预设值的模板区域的图像值置为零，并重复所述S1-S3，直到获得所述n×n个晶体的真实响应顶点。

4.如权利要求1所述的PET晶体位置查找表的获取方法，其特征在于，所述按照所述晶体的排列顺序对所述真实响应顶点P_m进行编号，具体包括：

对所述泛场图像I₃进行奇异值分解，以得到I₃＝UΣV，其中Σ＝diag(λ₁,λ₂,...,λ_n)为对角阵,λ_i≥λ_i+1，i＝1…n-1；对所述对角阵Σ进行仅保留分解后的最大奇异值项的变换，以得到Σ₁＝diag(λ₁,0,…,0)，并根据所述U、Σ₁和V进行逆变换，以获得平均泛场图AI，其中，AI＝V^TΣ₁U；

根据所述平均泛场图AI提取平均响应顶点AP_l，l＝1～n²，其中，AP_l为与所述晶体的排列顺序对应的n×n的规则点阵，其中，l＝(j-1)×n+k，对应晶体编号为j行，k列的顶点坐标；

获取所述真实响应顶点P_m与所述平均响应顶点AP_l的对应关系，以获取所述真实响应顶点P_m对应的平均响应顶点AP_l的编号。

5.如权利要求4所述的PET晶体位置查找表的获取方法，其特征在于，所述获取所述真实响应顶点P_m与所述平均响应顶点AP_l的对应关系，具体包括：

根据所述平均响应顶点AP_l生成混合高斯图像MI，其中，Ν(AP_l,Σ_l)为中心点在AP_l、协方差矩阵为Σ_l的二维标准高斯分布，∑_l＝diag(σ²,σ²)；

根据最大似然期望最大化方法估计所述真实响应顶点P_m与所述平均响应顶点AP_l的对应关系。

6.如权利要求1所述的PET晶体位置查找表的获取方法，其特征在于，所述根据所述带晶体编号的真实响应顶点TP_l对所述泛场图像I₃进行像素编号，具体包括：

计算所述泛场图像I₃中的像素与所述带晶体编号的每个真实响应顶点TP_l的距离，以最小距离的真实响应顶点所带的晶体编号作为所述像素的晶体编号。

7.一种PET晶体位置查找表的获取装置，其特征在于，包括：

数据采集模块，用于对含有n×n的晶体阵列的探测器进行数据采集以获得泛场图像I₁；

平滑模块，用于对所述泛场图像I₁进行平滑以获得泛场图像I₂；

校正模块，用于对所述泛场图像I₂进行强度一致性校正以获得泛场图像I₃；

提取模块，用于在所述泛场图像I₃上分别提取所述晶体阵列中n×n个晶体的真实响应顶点P_m，m＝1～n²，n为正整数；

晶体编号模块，用于按照所述晶体的排列顺序对所述真实响应顶点P_m，以获得带晶体编号的真实响应顶点TP_l，l＝1～n²；

像素编号模块，用于根据所述带晶体编号的真实响应顶点TP_l对所述泛场图像I₃进行像素编号，以得到晶体位置查找表。

8.如权利要求7所述的PET晶体位置查找表的获取装置，其特征在于，所述校正模块具体用于：

对所述泛场图像I₂进行二维傅立叶变化，以得到泛场频率矩阵；

获取所述泛场频率矩阵的低频部分，并对所述低频部分进行傅立叶反变化，以获得低频强度模板W；

根据所述低频强度模板W对所述泛场图像I₂进行强度一致性校正以获得所述泛场图像I₃，其中，I₃＝I₂/W。

9.如权利要求7所述的PET晶体位置查找表的获取装置，其特征在于，所述提取模块具体用于：

S1、获得所述泛场图像I₃中图像值最大的点；

S2、将所述泛场图像I₃中图像值最大的点作为一个真实响应顶点；

S3、判断已获得的晶体的真实响应顶点的个数是否达到n×n个；

S4，如果未达到n×n个，则将所述泛场图像I₃中以所述图像值最大的点为中心，大小为预设值的模板区域的图像值置为零，并重复所述S1-S3，直到获得所述n×n个晶体的真实响应顶点。

10.如权利要求7所述的PET晶体位置查找表的获取装置，其特征在于，所述晶体编号模块具体用于：

对所述泛场图像I₃进行奇异值分解，以得到I₃＝UΣV，其中Σ＝diag(λ₁,λ₂,...,λ_n)为对角阵，λ_i≥λ_i+1，i＝1…n-1；对所述对角阵Σ进行仅保留分解后的最大奇异值项的变换，以得到Σ₁＝diag(λ₁,0,…,0)，并根据所述U、Σ₁和V进行逆变换，以获得平均泛场图AI，其中，AI＝V^TΣ₁U；

根据所述平均泛场图AI提取平均响应顶点AP_l，l＝1～n²，其中，AP_l为与所述晶体的排列顺序对应的n×n的规则点阵，其中，l＝(j-1)×n+k，对应晶体编号为j行，k列的顶点坐标；

获取所述真实响应顶点P_m与所述平均响应顶点AP_l的对应关系，以获取所述真实响应顶点P_m对应的平均响应顶点AP_l。

11.如权利要求10所述的PET晶体位置查找表的获取装置，其特征在于，所述获取所述真实响应顶点P_m与所述平均响应顶点AP_l的对应关系，具体包括：

根据所述平均响应顶点AP_l生成混合高斯图像MI，其中，Ν(AP_l,Σ_l)为中心点在AP_l、协方差矩阵为Σ_l的二维标准高斯分布，∑_l＝diag(σ²,σ²)；

根据最大似然期望最大化方法估计所述真实响应顶点P_m与所述平均响应顶点AP_l的对应关系。

12.如权利要求7所述的PET晶体位置查找表的获取装置，其特征在于，所述像素编号模块具体用于：计算所述泛场图像I₃中的像素与所述带晶体编号的每个真实响应顶点TP_l的距离，以具有最小距离的真实响应顶点所带的晶体编号作为所述像素的晶体编号。