CN105374012B - 用于消除由性能差异的探测器单元所致的条状伪影的方法 - Google Patents

用于消除由性能差异的探测器单元所致的条状伪影的方法 Download PDF

Info

Publication number
CN105374012B
CN105374012B CN201410428793.7A CN201410428793A CN105374012B CN 105374012 B CN105374012 B CN 105374012B CN 201410428793 A CN201410428793 A CN 201410428793A CN 105374012 B CN105374012 B CN 105374012B
Authority
CN
China
Prior art keywords
projection
detector cells
data
performance difference
pixel
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
CN201410428793.7A
Other languages
English (en)
Other versions
CN105374012A (zh
Inventor
闫铭
陶鲲
徐昊
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
General Electric Co
Original Assignee
General Electric Co
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by General Electric Co filed Critical General Electric Co
Priority to CN201410428793.7A priority Critical patent/CN105374012B/zh
Priority to US15/507,077 priority patent/US10217248B2/en
Priority to PCT/US2015/043042 priority patent/WO2016032683A1/en
Publication of CN105374012A publication Critical patent/CN105374012A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN105374012B publication Critical patent/CN105374012B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06T—IMAGE DATA PROCESSING OR GENERATION, IN GENERAL
    • G06T11/00—2D [Two Dimensional] image generation
    • G06T11/003—Reconstruction from projections, e.g. tomography
    • G06T11/005—Specific pre-processing for tomographic reconstruction, e.g. calibration, source positioning, rebinning, scatter correction, retrospective gating
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B6/00—Apparatus for radiation diagnosis, e.g. combined with radiation therapy equipment
    • A61B6/02—Devices for diagnosis sequentially in different planes; Stereoscopic radiation diagnosis
    • A61B6/03—Computerised tomographs
    • A61B6/032—Transmission computed tomography [CT]
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B6/00—Apparatus for radiation diagnosis, e.g. combined with radiation therapy equipment
    • A61B6/52—Devices using data or image processing specially adapted for radiation diagnosis
    • A61B6/5205—Devices using data or image processing specially adapted for radiation diagnosis involving processing of raw data to produce diagnostic data
    • G—PHYSICS
    • G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06T—IMAGE DATA PROCESSING OR GENERATION, IN GENERAL
    • G06T7/00—Image analysis
    • G06T7/0002—Inspection of images, e.g. flaw detection
    • G06T7/0012—Biomedical image inspection
    • G—PHYSICS
    • G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06T—IMAGE DATA PROCESSING OR GENERATION, IN GENERAL
    • G06T2207/00—Indexing scheme for image analysis or image enhancement
    • G06T2207/10—Image acquisition modality
    • G06T2207/10072—Tomographic images
    • G06T2207/10081—Computed x-ray tomography [CT]

Abstract

本发明公开了用于消除由性能差异的探测器单元所致的条状伪影的方法，具体为用于消除由性能差异的探测器单元所致的条状伪影和其他原因引起的条状伪影的方法。该方法包括：估算出对应一帧或多帧投影数据中的每一帧投影数据的性能差异的探测器单元上的投影数据；用估算出的对应每一帧投影数据的性能差异的探测器单元上的投影数据来重建出一个或多个初始图像；从重建出的带有条状伪影的一个或多个初始图像中估算出对应每一帧投影数据的性能差异的探测器单元上的投影误差数据；及用估算出的对应每一帧投影数据的性能差异的探测器单元上的投影误差数据来重建出一个或多个输出图像，从而从重建出的一个或多个输出图像中消除条状伪影，提高CT重建图像的质量。

Description

用于消除由性能差异的探测器单元所致的条状伪影的方法
技术领域
本发明大体涉及计算机图像处理领域，尤其涉及一种用于消除由性能差异的探测器单元所致的条状伪影的方法。
背景技术
计算机X射线断层成像(CT，Computed Tomography)是现代医学中常用的内视检测技术，CT技术主要利用X射线线束与探测器围绕人体旋转，并连续进行断面扫描，每次扫描过程中由探测器接收穿过人体后的衰减X射线信息后输入计算机，经计算机根据接收到的衰减X射线信息进行图像重建，以获取人体检测部位的图像。
CT技术中的图像重建是影响检测结果的一个重要因素，如何清晰、准确地重现检测部位的图像，是本领域技术人员一直研究的课题。
从CT系统的成像原理可知，会存在诸多因素影响CT图像的质量。例如，在现有的CT系统中，由于探测器自身的结构和制造工艺的原因，在探测器上的探测器单元之间会不可避免地存在一些性能差异，即存在一些性能差异的探测器单元，通过这些性能差异的探测器单元感应获得的投影数据不能准确地反映出检测部位的图像，因此，不能直接应用于CT图像重建。
现有的一种处理方法是：在确定存在性能差异的探测器单元的情况下，通常通过插值方法，由与该性能差异的探测器单元相邻的两个探测器单元上感应得到的投影数据来估算出该性能差异的探测器单元上的投影数据，然而，在该性能差异的探测器单元的正确投影数据与该估算出的投影数据之间会存在一定的估算误差。因此，在CT图像重建的过程，使用滤波反投影方法用投影数据来重建图像时，该估算误差则被反投影到重建的图像上，从而在该重建的图像上形成条状伪影，进而影响CT重建图像的质量。
因此，有必要提供一种改进的方法以解决如上所述的至少一个问题。
发明内容
本发明的一个方面在于提供一种用于消除由性能差异的探测器单元所致的条状伪影的方法，其包括如下步骤：
a1)估算出对于一应或多帧投影数据中的每一帧投影数据的性能差异的探测器单元上的投影数据；
a2)用所述估算出的对应每一帧投影数据的性能差异的探测器单元上的投影数据来重建出一个或多个初始图像；
a3)从所述重建出的带有条状伪影的一个或多个初始图像中估算出对应每一帧投影数据的性能差异的探测器单元上的投影误差数据；及
a4)用所述估算出的对应每一帧投影数据的性能差异的探测器单元上的投影误差数据来重建出一个或多个输出图像，从而从所述重建出的一个或多个输出图像中消除所述条状伪影。
在本发明的一个具体实施方式中，在如上所述的方法中，所述步骤a1)包括使用插值方法来估算出性能差异的探测器单元上的投影数据。
在如上所述的方法中，所述步骤a4)包括：
从所述估算出的性能差异的探测器单元上的投影数据中减去所述估算出的性能差异的探测器单元上的投影误差数据，从而来获得校正后的性能差异的探测器单元上的投影数据；及
用所述校正后的性能差异的探测器单元上的投影数据来重建出一个或多个输出图像。
在本发明的一个具体实施方式中，在如上所述的方法中，所述步骤a2)包括使用滤波反投影方法用所述估算出的性能差异的探测器单元上的投影数据来重建出一个或多个初始图像，以及所述步骤a4)包括使用滤波反投影方法用所述估算出的性能差异的探测器单元上的投影误差数据来重建出一个或多个输出图像。
在本发明的一个具体实施方式中，在如上所述的方法中，所述步骤a3)包括：
从所述重建出的一个或多个初始图像中沿着所述性能差异的探测器单元的投影射线方向提取出图像条纹；及
用所述提取出的图像条纹中一个或多个像素的一个或多个灰阶值来估算出所述性能差异的探测器单元上的投影误差数据。
在本发明的一个具体实施方式中，在如上所述的方法中，所述步骤a3)还包括：
在X射线源的位置与所述性能差异的探测器单元的位置之间形成第一直线；
选取与所述第一直线平行的第二和第三直线，其中，所述第二直线到所述第一直线的距离等于所述第三直线到所述第一直线的距离；及
用所述第一、所述第二和所述第三直线的一个或多个对应的像素的一个或多个灰阶值来估算出所述性能差异的探测器单元上的投影误差数据。
在本发明的一个具体实施方式中，在如上所述的方法中，所述步骤a3)还包括：
将所述第一直线分成M段；
分别将所述第二和所述第三直线也分成对应的M段；
使用如下的公式来计算出所述性能差异的探测器单元上的投影误差数据：
其中，pe(n，row，view)代表所述性能差异的探测器单元上的投影误差数据，Is(k， 2)代表所述第一直线上的第k段的灰阶值，Is(k，1)代表所述第二直线上的第k段的灰阶值， Is(k，3)代表所述第三直线上的第k段的灰阶值，M代表分段的数量，C1代表将条状伪影水平 映射到所述性能差异的探测器单元上的投影误差数据的常数，及a代表在中非零 单元的数量，其中
在本发明的一个具体实施方式中，在如上所述的方法中，所述步骤a3)还包括：
确定所述第一、所述第二和所述第三直线上各自的第k段是否在所述重建出的一个或多个初始图像的像素范围内；
当确定出所述第一、所述第二和所述第三直线上各自的第k段不在所述重建出的一个或多个初始图像的像素范围内时，则所述第一、所述第二和所述第三直线上各自的第k段的灰阶值为零；及
当确定出所述第一、所述第二和所述第三直线上各自的第k段在所述重建出的一个或多个初始图像的像素范围内时，则所述第一、所述第二和所述第三直线上各自的第k段的灰阶值从所述重建出的一个或多个初始图像中插值得出。
在本发明的一个具体实施方式中，在如上所述的方法中，所述第二直线到所述第一直线的所述距离及所述第三直线到所述第一直线的所述距离由探测器的探测器单元的大小、所述X射线源至所述探测器的距离、所述X射线源到所述X射线源的旋转中心的距离以及重建卷积核确定。
根据本发明的以上具体实施方式的用于消除由性能差异的探测器单元所致的条状伪影的方法通过从重建出的带有条状伪影的一个或多个初始图像中估算出性能差异的探测器单元上的投影误差数据，用估算出的性能差异的探测器单元上的投影数据减去该估算出的性能差异的探测器单元上的投影误差数据，来进一步获得校正后的性能差异的探测器单元上的投影数据，从而能够减小估算误差，并且，用校正后的性能差异的探测器单元上的投影数据重建出一个或多个输出图像，从而能够从重建出的一个或多个输出图像中移除条状伪影，提高CT重建图像的质量。
本发明的另一个方面在于提供一种用于消除由性能差异的探测器单元所致的条状伪影的方法，其包括如下步骤：
b1)估算出对应一帧或多帧投影数据中的每一帧投影数据的性能差异的探测器单元上的投影数据；
b2)用所述估算出的对应每一帧投影数据的性能差异的探测器单元上的投影数据来重建出一个或多个初始图像；
b3)计算出在所述重建出的一个或多个初始图像上的一个或多个像素中的每一个像素的可能的条状伪影方向；
b4)识别对于每一个像素沿着所述可能的条状伪影方向的条状伪影特征；
b5)当识别出一个像素为条状伪影像素时，平滑在所述条状伪影方向上的所述条状伪影像素，从而来平滑差异图像；及
b6)用所述平滑后的差异图像来更新一个或多个输出图像。
在本发明的一个具体实施方式中，在如上所述的方法中，所述步骤b3)包括：
X射线源与所述重建出的一个或多个初始图像上的一个或多个像素中的每一个像素形成第一直线；及
所述第一直线限定出所述重建出的一个或多个初始图像上的一个或多个像素中的每一个像素的可能的条状伪影方向。
在本发明的一个具体实施方式中，在如上所述的方法中，所述步骤b4)包括：
在所述重建出的一个或多个初始图像中沿着所述可能的条状伪影方向选取靠近所述像素的若干个像素点；
选取穿过所述若干个像素点中的每一个像素点并且垂直于所述可能的条状伪影方向的第二直线；
对于所述若干个像素点中的每一个像素点，在其所述第二直线上找到与所述像素点相邻的两个像素点；
比较所述像素点的灰阶值与其相邻的两个像素点的灰阶值；及
用所述比较的结果来识别出所述像素的条状伪影特征。
在本发明的一个具体实施方式中，在如上所述的方法中，所述步骤b4)还包括：
如果对于所述若干个像素点中的每一个像素点，总是有所述像素点的灰阶值小于与其相邻的两个像素点的灰阶值，则将所述像素视为条状伪影像素；或者
如果对于所述若干个像素点中的每一个像素点，总是有所述像素点的灰阶值大于与其相邻的两个像素点的灰阶值，则将所述像素视为条状伪影像素。
在本发明的一个具体实施方式中，在如上所述的方法中，所述步骤b5)包括：
使用如下的公式来平滑所述条状伪影方向上的所述条状伪影像素：
其中，w1、w2、w3代表加权系数，所述重建出的一个或多个初始图像中的每一个初始图像为N×N图像，I(i，j)代表所述条状伪影像素P(i，j)的灰阶值，i，j＝[0，N]，I1和I2分别代表在穿过所述条状伪影像素P(i，j)并且垂直于所述条状伪影方向的第二直线上与所述条状伪影像素P(i，j)相邻的两个像素的灰阶值，以及代表所述条状伪影像素P(i，j)的正确灰阶值。
在本发明的一个具体实施方式中，在如上所述的方法中，所述步骤b6)包括：
使用如下的公式来获得输出图像：
其中，Io代表输出图像，I代表重建出的初始图像，代表由获得的校正的图像，smooth代表平滑运算器，以及C2代表用于在所述平滑运算器之后将差异水平映射到的参数。
根据本发明的以上具体实施方式的用于消除由性能差异的探测器单元所致的条状伪影的方法通过从带有条状伪影的重建出的一个或多个初始图像中识别出条状伪影方向的像素并且对条状伪影像素进行平滑处理，从而能够从重建出的一个或多个初始图像中直接移除条状伪影，提高CT重建图像的质量。
本发明的又一个方面在于提供一种用于消除由性能差异的探测器单元所致的条状伪影的方法，其包括如下步骤：
c1)估算出当X射线源位于一个或多个位置中的每一个位置时对应一帧或多帧投影数据中的每一帧投影数据的性能差异的探测器单元上的投影数据；
c2)估算出当X射线源位于相对于所述每一个位置的共轭位置时对应共轭帧投影数据的共轭探测器单元上的投影误差数据，其中，所述每一个位置和其共轭位置位于所述X射线源在所述每一个位置时与所述性能差异的探测器单元之间的连线上；及
c3)用所述估算出的所述性能差异的探测器单元上的投影数据和所述估算出的所述共轭探测器单元上的投影误差数据来重建出一个或多个输出图像。
在本发明的一个具体实施方式中，在如上所述的方法中，所述步骤c1)包括：
计算出与所述性能差异的探测器单元相邻的探测器单元上的投影数据；及
使用插值方法用所述计算出的与所述性能差异的探测器单元相邻的探测器单元上的投影数据来估算出所述性能差异的探测器单元上的投影数据。
在本发明的一个具体实施方式中，在如上所述的方法中，所述步骤c2)包括：
c21)计算出当所述X射线源位于相对于所述每一个位置的共轭位置时对于共轭视图的共轭探测器单元上的共轭投影数据Pc0；
c22)估算出当所述X射线源位于相对于所述每一个位置的共轭位置时对于所述共轭视图的所述共轭探测器单元上的共轭投影数据Pc；及
c23)从所述估算出的共轭投影数据中减去所述计算出的共轭投影数据，从而来估算出所述共轭探测器单元上的所述投影误差数据Pc-Pc0。
在本发明的一个具体实施方式中，在如上所述的方法中，所述步骤c22)还包括：
计算出与所述共轭探测器单元相邻的探测器单元上的投影数据；及
使用插值方法用所述计算出的与所述共轭探测器单元相邻的探测器单元上的投影数据来估算出所述共轭探测器单元上的共轭投影数据。
在本发明的一个具体实施方式中，在如上所述的方法中，所述步骤c3)包括：
从所述估算出的所述性能差异的探测器单元上的投影数据中减去所述估算出的所述共轭探测器单元上的投影误差数据，从而来获得改进后的投影数据；及
用所述改进后的投影数据来重建出一个或多个输出图像。
根据本发明的以上具体实施方式的用于消除由性能差异的探测器单元所致的条状伪影的方法通过利用X射线源的共轭投影射线并且利用与性能差异的探测器单元的共轭探测器单元所感应接收到的共轭投影射线，利用共轭探测器单元上可能产生的投影误差数据来估算出性能差异的探测器单元上可能产生的估算误差，减小由性能差异的探测器单元的低采样所引起的估算误差，并且，用改进后的投影数据来重建一个或多个输出图像，从而能够从重建出的一个或多个输出图像中消除由性能差异的探测器单元所导致的条状伪影，提高CT重建图像的质量。
附图说明
当参照附图阅读以下详细描述时，本发明的这些和其它特征、方面及优点将变得更好理解，在附图中，相同的元件标号在全部附图中用于表示相同的部件，其中：
图1是一种CT系统在检测患者时的示意图；
图2是根据本发明的第一具体实施方式的用于消除由性能差异的探测器单元所致的条状伪影的方法的流程图；
图3是图2所示的方法在估算性能差异的探测器单元上投影误差数据时所用到的示意图；
图4是根据本发明的第二具体实施方式的用于消除由性能差异的探测器单元所致的条状伪影的方法的流程图；
图5是图4所示的方法在估算可能的条状伪影方向时的示意图；
图6是根据本发明的第三具体实施方式的用于消除由性能差异的探测器单元所致的条状伪影的方法的流程图；
图7a示出X射线源位于其中一个位置时的简化图示；及
图7b示出X射线源位于图7a所示位置的共轭位置时的简化图示。
具体实施方式
为帮助本领域的技术人员能够确切地理解本发明所要求保护的主题，下面结合附图详细描述本发明的具体实施方式。在以下对这些具体实施方式的详细描述中，本说明书对一些公知的功能或构造不做详细描述以避免不必要的细节而影响到本发明的披露。
除非另作定义，本权利要求书和说明书中所使用的技术术语或者科学术语应当为本发明所属技术领域内具有一般技能的人士所理解的通常意义。本说明书以及权利要求书中所使用的“第一”、“第二”以及类似的词语并不表示任何顺序、数量或者重要性，而只是用来区分不同的组成部分。“一个”或者“一”等类似词语并不表示数量限制，而是表示存在至少一个。“包括”或者“具有”等类似的词语意指出现在“包括”或者“具有”前面的元件或者物件涵盖出现在“包括”或者“具有”后面列举的元件或者物件及其等同元件，并不排除其他元件或者物件。“连接”或者“相连”等类似的词语并非限定于物理的或者机械的连接，而是可以包括电性的连接，不管是直接的还是间接的。
图1示出一种CT系统在检测患者时的示意图，如图1所示，CT系统10通常包括可旋转机架12及设置在可旋转机架12中空成像区域14中用于承载患者30的支撑台15。可旋转机架12包括X射线源S及设置于X射线源S对面的探测器18，其中，探测器18包括排列成阵列的多个独立的探测器单元D。当可旋转机架12位于某一个扫描位置时，X射线源S朝探测器18的方向发射一扇形的X射线线束162，多个探测器单元D分别感应经患者30衰减之后的X射线，从而由探测器单元D感应得到一组投影数据，获得对应的一帧投影数据。随着可旋转机架12的旋转，X射线源S和探测器18随之绕旋转中心O旋转，CT系统10进行多次扫描，在每一次的扫描过程中，由所有探测器单元D可以感应获得对应的每一帧投影数据，在探测器单元D正常的情况下，可以直接利用对应的每一帧投影数据来重建出一个或多个图像。然而，当探测器18上的探测器单元D之间存在一些性能差异时，即，在探测器18存在性能差异的探测器单元D(n，row)(其中，n为性能差异的探测器单元D(n，row)在探测器18的阵列中的列数，row为性能差异的探测器单元D(n，row)在探测器18的阵列中的行数)的情况下，对应每一帧投影数据的由该性能差异的探测器单元D(n，row)感应得到的投影数据并不能正确地反映出患者30的软组织特征，因此，不能利用对应每一帧投影数据的由该性能差异的探测器单元D(n，row)感应得到的投影数据，需要通过本发明的如下所述的方法来尽可能准确地估算出对应每一帧投影数据的该性能差异的探测器单元D(n，row)上的投影数据。
图2示出根据本发明的第一具体实施方式的用于消除由性能差异的探测器单元所致的条状伪影的方法的流程图。现在参照图2所示，根据本发明的第一具体实施方式的用于消除由性能差异的探测器单元所致的条状伪影的方法包括如下步骤：
在步骤s11中，估算出对应一帧或多帧投影数据中的每一帧投影数据的性能差异的探测器单元D(n，row)上的投影数据P(n，row，view)，其中，n为性能差异的探测器单元D(n，row)的列数，row为性能差异的探测器单元D(n，row)的行数，view为投影数据的帧数。在本具体实施方式中，可以使用已知的插值方法来估算出性能差异的探测器单元D(n，row)上的投影数据P(n，row，view)。已知的插值方法可以是任何合适的插值方法。例如，通过已知的插值方法用与该性能差异的探测器单元D(n，row)相邻的两个探测器单元上测量得到的投影数据来估算出该性能差异的探测器单元的投影数据P(n，row，view)。
在步骤s12中，用经过步骤s11估算出的对应每一帧投影数据的性能差异的探测器单元上的投影数据P(n，row，view)来重建出一个或多个初始图像I。在本具体实施方式中，可以使用滤波反投影方法用估算出的性能差异的探测器单元上的投影数据P(n，row，view)来重建出一个或多个初始图像I。由于在步骤s11中估算出的该性能差异的探测器单元D(n，row)的投影数据P(n，row，view)与该性能差异的探测器单元D(n，row)的正确投影数据之间存在估算误差δ(i，row，view)，因此，在步骤s12中重建出的一个或多个初始图像I中存在条状伪影，而该估算误差δ(i，row，view)正是导致重建出的一个或多个初始图像I上存在条状伪影的根源。因此，如果能够将该估算误差δ(i，row，view)降低到非常小的值甚至趋于零，则重建出的一个或多个初始图像I上的条状伪影就能够被消除。所以，以下的步骤就是试图降低该估算误差δ(i，row，view)，从而来消除重建出的一个或多个初始图像I上的条状伪影。
在步骤s13中，从重建出的带有条状伪影的一个或多个初始图像I中估算出对应每一帧投影数据的性能差异的探测器单元上的投影误差数据pe(n，row，view)。
在本发明的一个具体实施方式中，步骤s13包括：
步骤s131，从重建出的一个或多个初始图像I中沿着性能差异的探测器单元D(n，row)的投影射线方向提取出图像条纹；及
步骤s132，用提取出的图像条纹中一个或多个像素的一个或多个灰阶值来估算出性能差异的探测器单元上的投影误差数据pe(n，row，view)。
参照图3所示，在X射线源S的位置与性能差异的探测器单元D(n，row)的位置之间形成第一直线SD。在第一直线SD的相邻两侧分别选取两条与第一直线SD平行的直线，分别称之为第二直线L1和第三直线L2，并且，第二直线L1到第一直线SD的距离w1等于第三直线L2到第一直线SD的距离w2。其中，第二直线L1到第一直线SD的距离w1及第三直线L2到第一直线SD的距离w2由探测器18的探测器单元D的大小、X射线源S至探测器18的距离、X射线源S到X射线源S的旋转中心O的距离以及重建卷积核确定。
其中，步骤s132进一步包括用第一、第二和第三直线SD、L1和L2的一个或多个对应的像素的一个或多个灰阶值来估算出性能差异的探测器单元上的投影误差数据pe(n，row，view)。
继续参照图3所示，首先，将第一直线SD分成M段，其中，图3中的SDk表示第一直线SD上的第k段。然后，分别将第二直线L1和第三直线L2也分成对应的M段，其中，图3中的L1k表示第二直线L1上的第k段，L2k表示第三直线L2上的第k段。
可以使用如下的公式来计算出性能差异的探测器单元上的投影误差数据pe(n，row，view)：
其中，Is(k，2)代表第一直线SD上的第k段SDk的灰阶值，Is(k，1)代表第二直线L1上的第k段L1k的灰阶值，Is(k，3)代表第三直线L2上的第k段L2k的灰阶值。首先，需要确定第一、第二和第三直线SD、L1、L2上各自的第k段SDk、L1k、L2k是否在重建出的一个或多个初始图像I的像素范围内，其中，各自的位置可以根据X射线源S到性能差异的探测器单元D(n，row)的距离、X射线源S的扇角γ(X射线源S和性能差异的探测器单元D(n，row)的连线SD与X射线源S和其旋转中心O的连线SO之间的夹角)以及X射线源S的投影角β(X射线源S和性能差异的探测器单元D(n，row)的连线SD与水平x轴正向之间的夹角)来确定。如果确定出第一、第二和第三直线SD、L1、L2上各自的第k段SDk、L1k、L2k在重建出的一个或多个初始图像I的像素范围内，则第一、第二和第三直线SD、L1、L2上各自的第k段SDk、L1k、L2k的灰阶值Is(k，2)、Is(k，1)、Is(k，3)可以根据各自的位置从重建出的一个或多个初始图像I中插值得出；如果确定出第一、第二和第三直线SD、L1、L2上各自的第k段SDk、L1k、L2k不在重建出的一个或多个初始图像I的像素范围内，则第一、第二和第三直线SD、L1、L2上各自的第k段SDk、L1k、L2k的灰阶值Is(k，2)、Is(k，1)、Is(k，3)等于零。
另外，M代表分段的数量，a代表在公式(2)中中非零单元的数量，C1代表将条状伪影水平映射到性能差异的探测器单元上的投影误差数据的常数。
在步骤s14中，用估算出的对应每一帧投影数据的性能差异的探测器单元上的投影误差数据pe(n，row，view)来重建出一个或多个输出图像Io，从而从重建出的一个或多个输出图像Io中消除条状伪影。在本具体实施方式中，使用滤波反投影方法用估算出的性能差异的探测器单元上的投影误差数据pe(n，row，view)来重建出一个或多个输出图像Io。
进一步地，步骤s14包括：
步骤s141，从估算出的性能差异的探测器单元上的投影数据P(n，row，view)中减去估算出的性能差异的探测器单元上的投影误差数据pe(n，row，view)，从而来获得校正后的性能差异的探测器单元上的投影数据即如下述公式所示：
步骤s142，用经过步骤s141获得的校正后的性能差异的探测器单元上的投影数据来重建出一个或多个输出图像Io。
本发明的第一具体实施方式的用于消除由性能差异的探测器单元所致的条状伪影的方法通过从重建出的带有条状伪影的一个或多个初始图像I中估算出性能差异的探测器单元上的投影误差数据pe(n，row，view)，用估算出的性能差异的探测器单元上的投影数据P(n，row，view)减去该估算出的性能差异的探测器单元上的投影误差数据pe(n，row，view)，来进一步获得校正后的性能差异的探测器单元上的投影数据从而能够减小估算误差，并且，用校正后的性能差异的探测器单元上的投影数据重建出一个或多个输出图像Io，从而能够从重建出的一个或多个输出图像Io中移除条状伪影，提高CT重建图像的质量。
图4示出根据本发明的第二具体实施方式的用于消除由性能差异的探测器单元所致的条状伪影的方法的流程图。现在参照图4所示，根据本发明的第二具体实施方式的用于消除由性能差异的探测器单元所致的条状伪影的方法包括如下步骤：
在步骤s21中，估算出对应一帧或多帧投影数据中的每一帧投影数据的性能差异的探测器单元D(n，row)上的投影数据P(n，row，view)，其中，n为性能差异的探测器单元D(n，row)的列数，row为性能差异的探测器单元D(n，row)的行数，view为投影数据的帧数。在本具体实施方式中，可以使用已知的插值方法来估算出性能差异的探测器单元D(n，row)上的投影数据P(n，row，view)。已知的插值方法可以是任何合适的插值方法。例如，通过已知的插值方法用与该性能差异的探测器单元D(n，row)相邻的两个探测器单元上感应得到的投影数据来估算出该性能差异的探测器单元的投影数据P(n，row，view)。
在步骤s22中，用经过步骤s11估算出的对应每一个帧投影数据的性能差异的探测器单元上的投影数据P(n，row，view)来重建出一个或多个初始图像I，重建出的一个或多个初始图像I中的每一个初始图像为N×N的图像。在本具体实施方式中，可以使用滤波反投影方法用估算出的性能差异的探测器单元上的投影数据P(n，row，view)来重建出一个或多个初始图像I。由于在步骤s21中估算出的该性能差异的探测器单元D(n，row)的投影数据P(n，row，view)与该性能差异的探测器单元D(n，row)的正确投影数据之间存在估算误差δ(i，row，view)，因此，在步骤s22中重建出的一个或多个初始图像I中存在条状伪影。由于在重建出的一个或多个初始图像I上存在的条状伪影通常是沿着直线分布，而在人体组织的图像中，直线结构是非常稀少的。因此，如果能够从重建出的一个或多个初始图像I中识别出直线结构，并且平滑该直线上的像素，则能够从重建出的一个或多个初始图像I中消除条状伪影。所以，以下的步骤就是依照这个发明思路，从重建出的一个或多个初始图像I上直接消除条状伪影。
在步骤s23中，计算出在重建出的一个或多个初始图像I上的一个或多个像素中的每一个像素的可能的条状伪影方向。
参照图5所示，X射线源S的位置与重建出的一个或多个初始图像I上的一个或多个像素中的每一个像素P(i，j)形成第一直线SP，其中i＝[0，N]，j＝[0，N]。
第一直线SP限定出重建出的一个或多个初始图像I上的一个或多个像素中的每一个像素P(i，j)的可能的条状伪影方向，即可能的条状伪影方向为沿着第一直线SP的方向。
在步骤s24中，识别对于每一个像素P(i，j)沿着可能的条状伪影方向SP的条状伪影特征。
继续参照图5所示，首先，在重建出的一个或多个初始图像I中沿着可能的条状伪影方向SP选取靠近像素P(i，j)的若干个像素点PQ1、……、PQR。
穿过若干个像素点中的每一个像素点PQk(k＝[1，R])并且垂直于可能的条状伪影方向SP的方向选取一条直线，统称为第二直线L1。
对于若干个像素点中的每一个像素点PQk，在其第二直线L1上找到与该像素点PQk相邻的两个像素点PQk1、PQk2，比较像素点PQk的灰阶值与其相邻的两个像素点PQk1、PQk2的灰阶值，用比较的结果来识别像素P(i，j)的条状伪影特征。
在步骤s25中，识别出一个像素P(i，j)是否为条状伪影像素？在识别出一个像素P(i，j)为条状伪影像素的情况下，过程前进到步骤s25；在识别出一个像素P(i，j)不为条状伪影像素的情况下，过程返回到步骤s24。
在本发明的一个具体实施方式中，如果对于若干个像素点中的每一个像素点PQk，k＝[1，R]，总是有像素点PQk的灰阶值小于与其相邻的两个像素点PQk1、PQk2的灰阶值，则将像素P(i，j)视为条状伪影像素。或者，替代地，在本发明的另一个具体实施方式中，如果对于若干个像素点中的每一个像素点PQk，k＝[1，R]，总是有像素点PQk的灰阶值大于与其相邻的两个像素点PQk1、PQk2的灰阶值，则将像素P(i，j)视为条状伪影像素。
在步骤s26中，当识别出一个像素P(i，j)为条状伪影像素时，平滑在条状伪影方向上的条状伪影像素P(i，j)，从而来平滑差异图像。
参照图5所示，同样地，穿过条状伪影像素P(i，j)并且垂直于条状伪影方向SP的方向选取第二直线L1。然后，在该第二直线L1上找到与条状伪影像素P(i，j)相邻的两个像素P1、P2。
在本发明的一个具体实施方式中，在步骤s26中，使用如下的公式来平滑条状伪影方向上的条状伪影像素P(i，j)：
其中，w1、w2、w3代表加权系数，I(i，j)代表条状伪影像素P(i，j)的灰阶值，I1和I2分别代表与条状伪影像素P(i，j)相邻的两个像素P1、P2的灰阶值，以及代表条状伪影像素P(i，j)的正确灰阶值。
每一个像素点PQk及其相邻的两个像素点PQk1、PQk2、条状伪影像素P(i，j)的相邻两个像素P1、P2的位置可以根据X射线源S到条状伪影像素P(i，j)的距离、X射线源S的扇角γ(X射线源S到条状伪影像素P(i，j)的连线SP与X射线源S和其旋转中心O的连线SO之间的夹角)以及X射线源S的投影角β(X射线源S和条状伪影像素P(i，j)的连线SP与水平x轴正向之间的夹角)等来确定，各自的灰阶值可以根据其在重建出的一个或多个初始图像I中的位置来确定出。
通过如下的公式来获得差异图像ID：
其中，I代表重建出的初始图像，代表由获得的校正的图像。
在获得差异图像ID之后，对差异图像ID进行平滑，从而从差异图像ID中移除高频成分。
在步骤s27中，用平滑后的差异图像来更新一个或多个输出图像Io，从而输出图像Io将会显得更加自然，没有闪烁。
在本发明的一个具体实施方式中，使用如下的公式来获得输出图像Io：
其中，smooth代表平滑运算器，以及C2代表用于在平滑运算器之后将差异水平映射到差异图像的参数。
本发明的第二具体实施方式的用于消除由性能差异的探测器单元所致的条状伪影的方法通过从带有条状伪影的重建出的一个或多个初始图像I中识别出条状伪影方向的像素并且对条状伪影像素进行平滑处理，从而能够从重建出的一个或多个初始图像I中直接移除条状伪影，提高CT重建图像的质量。
性能差异的探测器单元D(n，row)上的投影数据可以通过已知的插值方法利用相邻的探测器单元上的投影数据来估算出。然而，人体中的微小结构可能会引起较大的估算误差，而这种估算误差通过先进的插值方法是无法降低的，因此，本发明提出了第三具体实施方式的用于消除由性能差异的探测器单元所致的条状伪影的方法。导致该估算误差的根源在于由性能差异的探测器单元D(n，row)所引起的低采样率，在本方法中，可以使用来自正弦图的冗余信息来减小该估算误差。由于X射线源S的共轭投影射线是最有可能穿过类似的微小结构，同时又由于X射线线束162的锥形角度不能直接使用共轭投影射线的共轭投影数据，所以，本方法利用在共轭位置处的共轭探测器单元的高采样率来生成校正数据，从而来获得由性能差异的探测器单元D(n，row)的低采样率通过插值方法所导致的估算误差。以下将就本发明的第三具体实施方式的用于消除由性能差异的探测器单元所致的条状伪影的方法进行详细描述。
图6示出根据本发明的第三具体实施方式的用于消除由性能差异的探测器单元所致的条状伪影的方法的流程图。现在参照图6所示，根据本发明的第三具体实施方式的用于消除由性能差异的探测器单元所致的条状伪影的方法包括如下步骤：
在步骤s31中，估算出当X射线源S位于一个或多个位置中每一个位置时对应一帧或多帧投影数据中的每一帧投影数据的性能差异的探测器单元D(n，row)上的投影数据P(n，row，view)。
当可旋转机架12位于某一个扫描位置时，X射线源S位于如图7a所示的位置，在该位置处，由与该性能差异的探测器单元D(n，row)相邻的探测器单元上的感应信息可以计算出与该性能差异的探测器单元D(n，row)相邻的探测器单元上的投影数据。在本发明的一个具体实施方式中，通过与该性能差异的探测器单元D(n，row)相邻的四个探测器单元上的感应信息，可以分别计算出在该位置处与性能差异的探测器单元D(n，row)相邻的四个探测器单元上的投影数据P(n-2，row-2，view)、P(n-1，row-1，view)、P(n+1，row+1，view)及P(n+2，row+2，view)。根据扫描方式的不同，相邻的四个探测器单元所在的行数row-2、row-1、row+1及row+2可以与性能差异的探测器单元D(n，row)所在的行数row相同或不同。
然后，可以使用任何已知的合适插值方法，用计算出的与性能差异的探测器单元D(n，row)相邻的探测器单元上的投影数据P(n-2，row-2，view)、P(n-1，row-1，view)、P(n+1，row+1，view)及P(n+2，row+2，view)来估算出性能差异的探测器单元D(n，row)上的投影数据P(n，row，view)，即如以下公式所示：
P(n，row，view)＝L(P(n-2，row-2，view)，P(n-1，row-1，view)，P(n+1，row+1，view)，P(n+2，row+2，view)) (7)
然而，本发明并不限于此。在本发明的另一个具体实施方式中，可以利用与性能差异的探测器单元D(n，row)相邻的两个或多个探测器单元上的投影数据通过已知的插值方法来估算出性能差异的探测器单元D(n，row)上的投影数据P(n，row，view)。
在步骤s32中，估算出当X射线源S位于相对于每一个位置的共轭位置时对应共轭帧投影数据的共轭探测器单元Dc(nc，rowc)上的投影误差数据pce(nc，rowc，viewc)，其中，每一个位置和其共轭位置位于X射线源S在每一个位置时与性能差异的探测器单元D(n，row)之间的连线上。
随着可旋转机架12的旋转，X射线源S和探测器18随之绕旋转中心O旋转，当可旋转机架12旋转到X射线源S在图7a所示的位置的共轭位置时，即X射线源S随之旋转到位于如图7b所示的共轭位置，即图7b所示的X射线源S的共轭位置对应于在图7a所示的X射线源S的位置时性能差异的探测器单元D(n，row)所在的位置。在图7b所示的X射线源S的共轭位置时，性能差异的探测器单元D(n，row)从图7a所示的位置旋转到图7b所示的位置，而此时，性能差异的探测器单元D(n，row)的共轭探测器单元Dc(nc，rowc)恰好对应于图7a所示的X射线源S的位置。
在本发明的一个具体实施方式中，步骤s32包括：
在步骤s321中，计算出当X射线源S位于相对于每一个位置的共轭位置时对应共轭帧投影数据的共轭探测器单元Dc(nc，rowc)上的共轭投影数据Pc0(nc，rowc，viewc)。
在图7b所示的共轭位置处，X射线源S发出的共轭投影射线将由性能差异的探测器单元D(n，row)的共轭探测器单元Dc(nc，rowc)所感应接收，由共轭探测器单元Dc(nc，rowc)的感应信息，可以直接计算出共轭探测器单元Dc(nc，rowc)上的共轭投影数据Pc0(nc，rowc，viewc)。
在步骤s322中，估算出当X射线源S位于相对于每一个位置的共轭位置时对应共轭帧投影数据的共轭探测器单元Dc(nc，rowc)上的共轭投影数据Pc(nc，rowc，viewc)。
X射线源S位于图7b所示的共轭位置处，通过与性能差异的探测器单元D(n，row)相邻的探测器单元对应的共轭位置的探测器单元的感应信息，可以计算出与共轭探测器单元D(n，row)相邻的探测器单元上的投影数据。在本发明的一个具体实施方式中，通过与共轭探测器单元D(n，row)相邻的四个探测器单元，可以计算出在该位置处与共轭探测器单元D(n，row)相邻的四个探测器单元上的投影数据Pc0(nc-2，rowc-2，viewc)、Pc0(nc-1，rowc-1，viewc)、Pc0(nc+1，rowc+1，viewc)及Pc0(nc+2，rowc+2，viewc)。根据扫描方式的不同，相邻的四个探测器单元所在的行数rowc-2、rowc-1、rowc+1及rowc+2可以与共轭探测器单元Dc(nc，rowc)所在的行数rowc相同或不同。
然后，可以使用任何已知的合适插值方法，用计算出的与共轭探测器单元Dc(nc，rowc)相邻的探测器单元上的投影数据Pc0(nc-2，rowc-2，viewc)、Pc0(nc-1，rowc-1，viewc)、Pc0(nc+1，rowc+1，viewc)及Pc0(nc+2，rowc+2，viewc)来估算出共轭探测器单元Dc(nc，rowc)上的共轭投影数据Pc(nc，rowc，viewc)，即如以下公式所示：
Pc(nc，rowc，viewc)＝L(Pc0(nc-2，rowc-2，viewc)，Pc0(nc-1，rowc-1，viewc)，Pc测(nc+1，rowc+1，viewc)，Pc0(nc+2，rowc+2，viewc))
(8)
然而，本发明并不限于此。在本发明的另一个具体实施方式中，可以利用与共轭探测器单元Dc(nc，rowc)相邻的两个或多个探测器单元上的投影数据通过已知的插值方法来估算出共轭探测器单元Dc(nc，rowc)上的共轭投影数据Pc(nc，rowc，viewc)。
在步骤s323中，从估算出的共轭探测器单元上的Dc(nc，rowc)共轭投影数据Pc(nc，rowc，viewc)中减去计算出的共轭探测器单元上的Dc(nc，rowc)共轭投影数据Pc0(nc，rowc，viewc)，从而来估算出共轭探测器单元Dc(nc，rowc)上的投影误差数据pce(n，row，view)，即如以下公式所示：
pce(n，row，view)＝Pc(nc，rowc，viewc)-Pc0(nc，rowc，viewc) (9)
在步骤s33中，用估算出的性能差异的探测器单元D(n，row)上的投影数据P(n，row，view)和估算出的共轭探测器单元Dc(nc，rowc)上的投影误差数据pce(nc，rowc，viewc)来重建出一个或多个输出图像。
进一步地，步骤s33包括：
步骤s331，从估算出的性能差异的探测器单元D(n，row)上的投影数据P(n，row，view)中减去估算出的共轭探测器单元Dc(nc，rowc)上的投影误差数据pce(nc，rowc，viewc)，从而来获得改进后的投影数据即如以下公式所示：
步骤s332，用改进后的投影数据来重建出一个或多个输出图像。
本发明的第三具体实施方式的用于消除由性能差异的探测器单元D(n，row)所致的条状伪影的方法通过利用X射线源S的共轭投影射线并且利用与性能差异的探测器单元D(n，row)的共轭探测器单元Dc(nc，rowc)所感应接收到的共轭投影射线，利用共轭探测器单元Dc(nc，rowc)上可能产生的投影误差数据pce(nc，rowc，viewc)来估算出性能差异的探测器单元D(n，row)上可能产生的估算误差，减小由性能差异的探测器单元D(n，row)的低采样所引起的估算误差，并且，用改进后的投影数据来重建一个或多个输出图像，从而能够从重建出的一个或多个输出图像Io中消除由性能差异的探测器单元D(n，row)所导致的条状伪影，提高CT重建图像的质量。
虽然结合特定的具体实施方式对本发明进行了详细说明，但本领域的技术人员可以理解，对本发明可以作出许多修改和变型。因此，要认识到，权利要求书的意图在于覆盖在本发明真正构思和范围内的所有这些修改和变型。

Claims (20)

1.一种用于消除由性能差异的探测器单元所致的条状伪影的方法，其包括如下步骤：
a1)估算出对应一帧或多帧投影数据中的每一帧投影数据的性能差异的探测器单元上的投影数据；
a2)用所述估算出的对应每一帧投影数据的性能差异的探测器单元上的投影数据来重建出一个或多个初始图像；
a3)从所述重建出的带有条状伪影的一个或多个初始图像中估算出对应每一帧投影数据的性能差异的探测器单元上的投影误差数据；及
a4)用所述估算出的对应每一帧投影数据的性能差异的探测器单元上的投影误差数据来重建出一个或多个输出图像，从而从所述重建出的一个或多个输出图像中消除所述条状伪影。
2.如权利要求1所述的方法，其中所述步骤a1)包括使用插值方法来估算出性能差异的探测器单元上的投影数据。
3.如权利要求1所述的方法，其中所述步骤a4)包括：
从所述估算出的性能差异的探测器单元上的投影数据中减去所述估算出的性能差异的探测器单元上的投影误差数据，从而来获得校正后的性能差异的探测器单元上的投影数据；及
用所述校正后的性能差异的探测器单元上的投影数据来重建出一个或多个输出图像。
4.如权利要求3所述的方法，其中所述步骤a2)包括使用滤波反投影方法用所述估算出的性能差异的探测器单元上的投影数据来重建出一个或多个初始图像，以及所述步骤a4)包括使用滤波反投影方法用所述估算出的性能差异的探测器单元上的投影误差数据来重建出一个或多个输出图像。
5.如权利要求4所述的方法，其中所述步骤a3)包括：
从所述重建出的一个或多个初始图像中沿着所述性能差异的探测器单元的投影射线方向提取出图像条纹；及
用所述提取出的图像条纹中一个或多个像素的一个或多个灰阶值来估算出所述性能差异的探测器单元上的投影误差数据。
6.如权利要求5所述的方法，其中所述步骤a3)还包括：
在X射线源的位置与所述性能差异的探测器单元的位置之间形成第一直线；
选取与所述第一直线平行的第二和第三直线，其中，所述第二直线到所述第一直线的距离等于所述第三直线到所述第一直线的距离；及
用所述第一、所述第二和所述第三直线的一个或多个对应的像素的一个或多个灰阶值来估算出所述性能差异的探测器单元上的投影误差数据。
7.如权利要求6所述的方法，其中所述步骤a3)还包括：
将所述第一直线分成M段；
分别将所述第二和所述第三直线也分成对应的M段；
使用如下的公式来计算出所述性能差异的探测器单元上的投影误差数据：
其中，pe(n,row,view)代表所述性能差异的探测器单元上的投影误差数据，Is(k,1)代表所述第一直线上的第k段的灰阶值，Is(k,2)代表所述第二直线上的第k段的灰阶值，Is(k,3)代表所述第三直线上的第k段的灰阶值，M代表分段的数量，C1代表将条状伪影水平映射到所述性能差异的探测器单元上的投影误差数据的常数，及a代表在中非零单元的数量，其中k∈[1,M]。
8.如权利要求7所述的方法，其中所述步骤a3)还包括：
确定所述第一、所述第二和所述第三直线上各自的第k段是否在所述重建出的一个或多个初始图像的像素范围内；
当确定出所述第一、所述第二和所述第三直线上各自的第k段不在所述重建出的一个或多个初始图像的像素范围内时，则所述第一、所述第二和所述第三直线上各自的第k段的灰阶值为零；及
当确定出所述第一、所述第二和所述第三直线上各自的第k段在所述重建出的一个或多个初始图像的像素范围内时，则所述第一、所述第二和所述第三直线上各自的第k段的灰阶值从所述重建出的一个或多个初始图像中插值得出。
9.如权利要求6所述的方法，其中所述第二直线到所述第一直线的所述距离及所述第三直线到所述第一直线的所述距离由探测器的探测器单元的大小、所述X射线源至所述探测器的距离、所述X射线源到所述X射线源的旋转中心的距离以及重建卷积核确定。
10.一种用于消除由性能差异的探测器单元所致的条状伪影的方法，其包括如下步骤：
b1)估算出对应一帧或多帧投影数据中的每一帧投影数据的性能差异的探测器单元上的投影数据；
b2)用所述估算出的对应每一帧投影数据的性能差异的探测器单元上的投影数据来重建出一个或多个初始图像；
b3)计算出在所述重建出的一个或多个初始图像上的一个或多个像素中的每一个像素的可能的条状伪影方向；
b4)识别对于每一个像素沿着所述可能的条状伪影方向的条状伪影特征；
b5)当识别出一个像素为条状伪影像素时，平滑在所述条状伪影方向上的所述条状伪影像素，从而来平滑差异图像；及
b6)用所述平滑后的差异图像来更新一个或多个输出图像。
11.如权利要求10所述的方法，其中所述步骤b3)包括：
X射线源与所述重建出的一个或多个初始图像上的一个或多个像素中的每一个像素形成第一直线；及
所述第一直线限定出所述重建出的一个或多个初始图像上的一个或多个像素中的每一个像素的可能的条状伪影方向。
12.如权利要求10所述的方法，其中所述步骤b4)包括：
在所述重建出的一个或多个初始图像中沿着所述可能的条状伪影方向选取靠近所述像素的若干个像素点；
选取穿过所述若干个像素点中的每一个像素点并且垂直于所述可能的条状伪影方向的第二直线；
对于所述若干个像素点中的每一个像素点，在其所述第二直线上找到与所述像素点相邻的两个像素点；
比较所述像素点的灰阶值与其相邻的两个像素点的灰阶值；及
用所述比较的结果来识别所述像素的条状伪影特征。
13.如权利要求12所述的方法，其中所述步骤b4)还包括：
如果对于所述若干个像素点中的每一个像素点，总是有所述像素点的灰阶值小于与其相邻的两个像素点的灰阶值，则将所述像素视为条状伪影像素；或者
如果对于所述若干个像素点中的每一个像素点，总是有所述像素点的灰阶值大于与其相邻的两个像素点的灰阶值，则将所述像素视为条状伪影像素。
14.如权利要求10所述的方法，其中所述步骤b5)包括：
使用如下的公式来平滑所述条状伪影方向上的所述条状伪影像素：
其中，w1、w2、w3代表加权系数，所述重建出的一个或多个初始图像中的每一个初始图像为N×N图像，I(i,j)代表所述条状伪影像素P(i,j)的灰阶值，i,j∈[0,N]，I1和I2分别代表在穿过所述条状伪影像素P(i,j)并且垂直于所述条状伪影方向的第二直线上与所述条状伪影像素P(i,j)相邻的两个像素的灰阶值，以及代表所述条状伪影像素P(i,j)的正确灰阶值。
15.如权利要求14所述的方法，其中所述步骤b6)包括：
使用如下的公式来获得输出图像：
其中，Io代表输出图像，I代表重建出的初始图像，代表由获得的校正的图像，smooth代表平滑运算器，以及C2代表用于在所述平滑运算器之后将差异水平映射到的参数。
16.一种用于消除由性能差异的探测器单元所致的条状伪影的方法，其包括如下步骤：
c1)估算出当X射线源位于一个或多个位置中的每一个位置时对应一帧或多帧投影数据中的每一帧投影数据的性能差异的探测器单元上的投影数据；
c2)估算出当X射线源位于相对于所述每一个位置的共轭位置时对应共轭帧投影数据的共轭探测器单元上的投影误差数据，其中，所述每一个位置和其共轭位置位于所述X射线源在所述每一个位置时与所述性能差异的探测器单元之间的连线上；及
c3)用所述估算出的所述性能差异的探测器单元上的投影数据和所述估算出的所述共轭探测器单元上的投影误差数据来重建出一个或多个输出图像。
17.如权利要求16所述的方法，其中所述步骤c1)包括：
计算出与所述性能差异的探测器单元相邻的探测器单元上的投影数据；及
使用插值方法用所述计算出的与所述性能差异的探测器单元相邻的探测器单元上的投影数据来估算出所述性能差异的探测器单元上的投影数据。
18.如权利要求16所述的方法，其中所述步骤c2)包括：
c21)计算出当所述X射线源位于相对于所述每一个位置的共轭位置时对应共轭帧投影数据的共轭探测器单元上的共轭投影数据Pc0；
c22)估算出当所述X射线源位于相对于所述每一个位置的共轭位置时对应所述共轭帧投影数据的所述共轭探测器单元上的共轭投影数据Pc；及
c23)从所述估算出的共轭探测器单元上的共轭投影数据中减去所述计算出的共轭探测器单元上的共轭投影数据，从而来估算出所述共轭探测器单元上的所述投影误差数据Pc-Pc0。
19.如权利要求18所述的方法，其中所述步骤c22)还包括：
计算出与所述性能差异的探测器单元相邻的探测器单元对应的共轭位置的投影数据；及
使用插值方法用所述计算出的与所述性能差异的探测器单元相邻的探测器单元对应的共轭位置的投影数据来估算出所述共轭探测器单元上的共轭投影数据。
20.如权利要求16所述的方法，其中所述步骤c3)包括：
从所述估算出的所述性能差异的探测器单元上的投影数据中减去所述估算出的所述共轭探测器单元上的投影误差数据，从而来获得改进后的性能差异的探测器单元上的投影数据；及
用所述改进后的性能差异的探测器单元上的投影数据来重建出一个或多个输出图像。
CN201410428793.7A 2014-08-27 2014-08-27 用于消除由性能差异的探测器单元所致的条状伪影的方法 Active CN105374012B (zh)

Priority Applications (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201410428793.7A CN105374012B (zh) 2014-08-27 2014-08-27 用于消除由性能差异的探测器单元所致的条状伪影的方法
US15/507,077 US10217248B2 (en) 2014-08-27 2015-07-31 Method for removing streak from detector cell with performance difference
PCT/US2015/043042 WO2016032683A1 (en) 2014-08-27 2015-07-31 Method for removing streak from detector cell with performance difference

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201410428793.7A CN105374012B (zh) 2014-08-27 2014-08-27 用于消除由性能差异的探测器单元所致的条状伪影的方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN105374012A CN105374012A (zh) 2016-03-02
CN105374012B true CN105374012B (zh) 2018-11-27

Family

ID=55376185

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201410428793.7A Active CN105374012B (zh) 2014-08-27 2014-08-27 用于消除由性能差异的探测器单元所致的条状伪影的方法

Country Status (3)

Country Link
US (1) US10217248B2 (zh)
CN (1) CN105374012B (zh)
WO (1) WO2016032683A1 (zh)

Families Citing this family (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN105374012B (zh) * 2014-08-27 2018-11-27 通用电气公司 用于消除由性能差异的探测器单元所致的条状伪影的方法
JP6962165B2 (ja) * 2017-12-11 2021-11-05 株式会社島津製作所 Ｘ線透視撮影装置
CN111986171B (zh) * 2020-08-14 2024-02-27 西安应用光学研究所 一种用于红外线阵探测器的异常元检测方法

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5848114A (en) * 1996-03-25 1998-12-08 Hitachi Medical Corporation Computerized tomography system
CN102105106A (zh) * 2008-08-07 2011-06-22 株式会社日立医疗器械 X射线ct图像形成方法和应用了该方法的x射线ct装置
CN102768759A (zh) * 2012-07-04 2012-11-07 深圳安科高技术股份有限公司 一种术中ct图像射束硬化伪影校正方法及装置
CN103083031A (zh) * 2011-10-31 2013-05-08 Ge医疗系统环球技术有限公司 Ct设备的螺旋扫描图像重建方法、装置和计算机程序产品
CN103186883A (zh) * 2011-12-29 2013-07-03 上海联影医疗科技有限公司 一种ct图像重建中骨硬化伪影的校正方法
CN103366389A (zh) * 2013-04-27 2013-10-23 中国人民解放军北京军区总医院 Ct图像重建方法

Family Cites Families (15)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4809172A (en) * 1987-03-11 1989-02-28 Kabushiki Kaisha Toshiba Method for obtaining image data with a tomographic apparatus
US5416815A (en) * 1993-07-02 1995-05-16 General Electric Company Adaptive filter for reducing streaking artifacts in x-ray tomographic images
US5680426A (en) * 1996-01-17 1997-10-21 Analogic Corporation Streak suppression filter for use in computed tomography systems
US6987831B2 (en) * 1999-11-18 2006-01-17 University Of Rochester Apparatus and method for cone beam volume computed tomography breast imaging
US7499578B2 (en) 2002-10-18 2009-03-03 Cornell Research Foundation, Inc. System, method and apparatus for small pulmonary nodule computer aided diagnosis from computed tomography scans
JP4138558B2 (ja) * 2003-04-03 2008-08-27 ジーイー・メディカル・システムズ・グローバル・テクノロジー・カンパニー・エルエルシー 画像再構成装置、画像再構成方法および放射線断層像撮影装置
JP5049547B2 (ja) 2006-10-20 2012-10-17 株式会社東芝 半導体検出器の補間装置及びその方法
US8400683B2 (en) * 2008-05-28 2013-03-19 Xerox Corporation Streak compensation using model based projections for run time updates
WO2012129566A2 (en) * 2011-03-24 2012-09-27 The Johns Hopkins University Model-based processing of image data
US8538114B2 (en) * 2011-06-06 2013-09-17 Kabushiki Kaisha Toshiba Method and system utilizing parameter-less filter for substantially reducing streak and or noise in computer tomography (CT) images
WO2013146283A1 (ja) 2012-03-27 2013-10-03 株式会社 日立メディコ 画像処理装置及び画像処理方法
US9420986B2 (en) * 2012-09-13 2016-08-23 Hitachi, Ltd. X-ray CT apparatus and X-ray CT image processing method
US9324141B2 (en) * 2012-10-05 2016-04-26 Volcano Corporation Removal of A-scan streaking artifact
US20140169520A1 (en) * 2012-12-19 2014-06-19 Morpho Detection, Inc. Systems and methods for dual energy imaging
CN105374012B (zh) * 2014-08-27 2018-11-27 通用电气公司 用于消除由性能差异的探测器单元所致的条状伪影的方法

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5848114A (en) * 1996-03-25 1998-12-08 Hitachi Medical Corporation Computerized tomography system
CN102105106A (zh) * 2008-08-07 2011-06-22 株式会社日立医疗器械 X射线ct图像形成方法和应用了该方法的x射线ct装置
CN103083031A (zh) * 2011-10-31 2013-05-08 Ge医疗系统环球技术有限公司 Ct设备的螺旋扫描图像重建方法、装置和计算机程序产品
CN103186883A (zh) * 2011-12-29 2013-07-03 上海联影医疗科技有限公司 一种ct图像重建中骨硬化伪影的校正方法
CN102768759A (zh) * 2012-07-04 2012-11-07 深圳安科高技术股份有限公司 一种术中ct图像射束硬化伪影校正方法及装置
CN103366389A (zh) * 2013-04-27 2013-10-23 中国人民解放军北京军区总医院 Ct图像重建方法

Non-Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
《CT图像"条状"伪影校正方法研究》;魏英等;《光学技术》;20070131;第33卷(第1期);第141-143页 *
《Suppression of metal streak artifacts in CT using a MAP reconstruction procedure》;Catherine Lemmens等;《2006 IEEE Nuclear Science Symposium Conference Record》;20061231;第3431-3437页 *
《工业CT图像的伪影成因和校正方法综述》;谷建伟等;《CT理论与应用研究》;20050831;第14卷(第3期);第24-28页 *

Also Published As

Publication number Publication date
US20170256076A1 (en) 2017-09-07
WO2016032683A1 (en) 2016-03-03
US10217248B2 (en) 2019-02-26
CN105374012A (zh) 2016-03-02

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP5348855B2 (ja) 対象の画像再構成方法およびその方法を実施するための装置
US8588493B2 (en) CT image reconstruction for improving temporal resolution in cardio CT
US8385621B2 (en) Method for reconstruction images and reconstruction system for reconstructing images
US7706497B2 (en) Methods and apparatus for noise estimation for multi-resolution anisotropic diffusion filtering
JP2020506742A (ja) 断層撮影再構成に使用するためのデータのディープラーニングに基づく推定
McClelland et al. A generalized framework unifying image registration and respiratory motion models and incorporating image reconstruction, for partial image data or full images
US20110142313A1 (en) Method for computed tomography motion estimation and compensation
US20130004040A1 (en) Left ventricle epicardium estimation in medical diagnostic imaging
CN101071507A (zh) 用于正弦图补全的方法、设备和计算机程序产品
CN102293660B (zh) 在心脏ct中改善时间分辨率
CN103959329A (zh) 图像域去噪
US10657621B2 (en) Moving structure motion compensation in imaging
US10854329B2 (en) Motion estimation method and apparatus
CN105374012B (zh) 用于消除由性能差异的探测器单元所致的条状伪影的方法
US8861829B2 (en) Method and system for reconstruction of tomographic images
CN106056646B (zh) Ct图像重建方法和系统
EP3513383A1 (en) Motion compensated reconstruction for helical computer tomography
US20170365076A1 (en) Virtual projection image method
EP4026102B1 (en) Confidence map for neural network based limited angle artifact reduction in cone beam ct
US20090304256A1 (en) Method of extrapolating a grey-level bidimensional image in a radiography device and a radiography device implementing such a method
CN112085811B (zh) Ct局部重建的方法及装置
US20100195889A1 (en) Ct image recording of a moving examination object
EP3272288B1 (en) Apparatus and method for ct data reconstruction based on motion compensation
CN115965558A (zh) 用于重建ct图像的方法和装置
CN108366772B (zh) 图像处理装置和方法

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant