CN109146800A - 锥束计算机断层成像图像校正方法和系统 - Google Patents
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Abstract
本申请涉及一种锥束计算机断层成像图像校正方法和系统。所述方法包括：在第一条件下获取背景投影图像和校正模体投影图像，根据背景投影图像和校正模体投影图像获取多能曲线，根据多能曲线获取单能曲线，根据多能曲线和单能曲线，校正第二条件下所获取的待校正投影图像并生成目标锥束计算机断层成像图像。采用本方法能够通过第二条件获取准确性更高的多能曲线和单能曲线，对待测物体的待校正投影图像进行准确的校正，提高硬化校正的准确性。
Description
技术领域
本申请涉及计算机断层成像技术领域，特别是涉及一种锥束计算机断层成像图像校正方法和锥束计算机断层成像图像校正系统。
背景技术
锥束计算机断层成像(Cone Beam Computed Tomography)由于具有扫描速度快、辐射利用率高和成本低等优点，被广泛应用于医学诊断及治疗领域。由于射线的多能会导致锥束计算机断层成像图像中含有伪影现象，这种伪影现象称为射束硬化效应，影响锥束计算机断层成像图像的质量。
为了校正伪影现象，现有技术中可以采用圆柱均匀模体作为校正模体，将其放入成像区域范围内，使得重建出的锥束计算机断层成像图像中，包含整个圆柱的外轮廓，利用锥束计算机断层成像系统的扫描几何参数和前向投影算法便可以仿真计算出不同射线穿过圆柱模体的长度值和找到锥束计算机断层成像系统中扫描得到的圆柱线积分数据中对应的线积分值，通过长度值和对应的线积分值拟合出多能曲线和单能曲线；对其它物体进行扫描时候，就可以利用多能曲线和单能曲线的对应关系将多能线积分值变换到单能线积分值，完成硬化校正，再利用校正后的数据进行锥束计算机断层成像图像重建，得到无硬化伪影的CT图像。
实际情况下，扫描的物体可能体积会更大，射线穿过物体的长度会更长，但是，现有技术中的射线穿过模体的长度也是有限的，只能在一定长度范围内拟合出长度和对应线积分值的关系曲线，现有技术中拟合的多能曲线只能对一定长度范围内的校正效果好，超过一定长度范围的曲线拟合可能是不精确的，这样，超过一定长度范围的多能线积分值校正到单能线积分值误差会更大，影响最终的硬化校正效果。因此，现有技术硬化校正存在准确性低的问题。
发明内容
基于此，有必要针对上述硬化校正存在准确性低的问题，提供一种锥束计算机断层成像图像校正方法和系统。
一种锥束计算机断层成像图像校正方法，包括以下步骤：
获取背景投影图像，其中，背景投影图像为在第一条件下探测器对气体介质进行等角度圆周曝光扫描所探测到的图像，第一条件为探测器所在平面平行于等角度圆周曝光扫描的旋转中心轴、射线源的中心射线垂直穿过旋转中心轴且探测器的平行于旋转中心轴的一侧边界的中点被所述中心射线照射；
获取校正模体投影图像，其中，校正模体投影图像为在第一条件下探测器对校正模体进行等角度圆周曝光扫描所探测到的图像，校正模具为放置在成像可视区域内且截面直径小于成像可视区域的直径的模体，成像可视区域为第一条件下视场角在旋转中心轴处的可成像区域；
根据背景投影图像和校正模体投影图像获取多能曲线，根据多能曲线获取单能曲线，其中，多能曲线用于表示多能线积分值与长度值的关系，单能曲线用于表示单能线积分值与长度值的关系；
根据多能曲线和单能曲线，校正待校正投影图像并生成目标锥束计算机断层成像图像，其中，待校正投影图像为在第二条件下探测器对待测物体进行等角度圆周曝光扫描所探测到的图像，第二条件为探测器所在平面平行于旋转中心轴、中心射线垂直穿过旋转中心轴且中心射线垂直照射在探测器的中心，待测物体为放置在旋转中心轴的物体且处于气体介质的环境中。
在一个实施例中，锥束计算机断层成像图像校正方法，还包括以下步骤：
根据获取成像可视区域的直径，
其中，D为成像可视区域的直径，L为探测器的可探测区域的长度，SAD为射线源与旋转中心轴的距离，SDD为射线源与探测器的垂直距离。
在一个实施例中，根据背景投影图像和校正模体投影图像获取多能曲线，根据多能曲线获取单能曲线的步骤，包括以下步骤：
将校正模体投影图像和对应角度的背景投影图像进行对数变换，并获取校正线积分图像；
根据校正线积分图像建立初始锥束计算机断层成像图像，在初始锥束计算机断层成像图像分割出校正模体的区域，并生成分域锥束计算机断层成像图像，其中，分域锥束计算机断层成像图像中校正模体的区域的像素值为预设非零值，分域锥束计算机断层成像图像中校正模体的区域以外的像素值为零；
根据分域锥束计算机断层成像图像，获取探测器各个探测元对应的长度值和长度值对应的线积分值；
根据长度值和长度值对应的线积分值拟合并获取多能曲线；
根据多能曲线获取单能曲线，其中，单能曲线为多能曲线在长度值为零处的切线。
在一个实施例中，将校正模体投影图像和对应角度的背景投影图像进行对数变换，并获取校正线积分图像的步骤，包括以下步骤：
根据获取校正线积分图像，其中，ln是底数为e的对数运算，integral为校正线积分图像，P_cylinder为校正模体投影图像，P_air为对应角度的背景投影图像，s为等角度圆周曝光扫描中角度的序号，integral(s)为第s个角度的校正线积分图像，P_cylinder(s)为第s个角度的校正模体投影图像，P_air(s)为第s个角度的背景投影图像，为第s个角度的背景投影图像和校正模体投影图像的对应像素的像素值的比值。
在一个实施例中，根据分域锥束计算机断层成像图像，获取探测器各个探测元对应的长度值和长度值对应的线积分值的步骤，包括以下步骤：
根据探测器的可探测区域的长度、探测器的可探测区域的宽度、射线源与旋转中心轴的距离、射线源与探测器的垂直距离，计算探测器在预设旋转角度下的探测元对应的长度值，其中，探测元对应的长度值为射线源的射线到达探测器的探测元时射线源的射线穿透校正模体的长度；
在预设旋转角度对应的校正线积分图像中查找探测元对应位置的线积分值。
在一个实施例中，根据多能曲线和单能曲线，校正待校正投影图像并生成目标锥束计算机断层成像图像的步骤，包括以下步骤：
获取待校正投影图像；
根据待校正投影图像、多能曲线和单能曲线，校正待校正投影图像并获取待校正投影图像的单能线积分值；
根据待校正投影图像的单能线积分值生成目标锥束计算机断层成像图像。
在一个实施例中，根据待校正投影图像、多能曲线和单能曲线，校正待校正投影图像并获取待校正投影图像的单能线积分值的步骤，包括以下步骤：
将待校正投影图像和对应角度的背景投影图像进行对数变换，并获取待校正线积分图像；
在多能曲线中查找待校正线积分图像的多能线积分值对应的待校正长度值，其中，待校正投影图像的多能线积分值为待校正投影图像中像素的像素值；
将待校正长度值在单能曲线对应的单能线积分值作为待校正投影图像的单能线积分值。
在一个实施例中，探测器的探测元的阵列大小为M×N，背景投影图像、校正模体投影图像和待校正投影图像的矩阵大小均为M×N，其中，M和N均为正整数。
一种锥束计算机断层成像图像校正系统，系统包括：
背景投影图像获取模块，用于获取背景投影图像，其中，背景投影图像为在第一条件下探测器对气体介质进行等角度圆周曝光扫描所探测到的图像，第一条件为探测器所在平面平行于等角度圆周曝光扫描的旋转中心轴、射线源的中心射线垂直穿过旋转中心轴且探测器的平行于旋转中心轴的一侧边界的中点被所述中心射线照射；
校正模体投影图像获取模块，用于获取校正模体投影图像，其中，校正模体投影图像为在第一条件下探测器对校正模体进行等角度圆周曝光扫描所探测到的图像，校正模具为放置在成像可视区域内且截面直径小于成像可视区域的直径的模体，成像可视区域为第一条件下的视场角在旋转中心轴处的可成像区域；
单能曲线获取模块，用于根据背景投影图像和校正模体投影图像获取多能曲线，根据多能曲线获取单能曲线，其中，多能曲线用于表示多能线积分值与长度值的关系，单能曲线用于表示单能线积分值与长度值的关系；
待校正投影图像校正模块，用于根据多能曲线和单能曲线，校正待校正投影图像并生成目标锥束计算机断层成像图像，其中，待校正投影图像为在第二条件下探测器对待测物体进行等角度圆周曝光扫描所探测到的图像，第二条件为探测器所在平面平行于旋转中心轴、中心射线垂直穿过旋转中心轴且中心射线垂直照射在探测器的中心，待测物体为放置在旋转中心轴的物体且处于气体介质的环境中。
一种计算机设备，包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，处理器执行计算机程序时实现锥束计算机断层成像图像校正方法的步骤。
一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，计算机程序被处理器执行时实现锥束计算机断层成像图像校正方法的步骤。
上述锥束计算机断层成像图像校正方法、系统、计算机设备和存储介质，通过第二条件获取准确性更高的多能曲线和单能曲线，对待测物体的待校正投影图像进行准确的校正，提高硬化校正的准确性。
附图说明
图1(a)为一个实施例中第一条件的锥束计算机断层成像系统的结构示意图；
图1(b)为一个实施例中第二条件的锥束计算机断层成像系统的结构示意图；
图2为一个实施例中锥束计算机断层成像图像校正方法的流程图；
图3为另一个实施例中锥束计算机断层成像图像校正方法的流程图；
图4为另一个实施例中多能曲线和单能曲线的示意图；
图5为传统方法下的多能曲线和单能曲线的示意图；
图6为一个实施例中锥束计算机断层成像图像校正系统的结构示意图；
图7为一个实施例中计算机设备的内部结构图。
具体实施方式
为了使本申请的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本申请进行进一步详细说明。应当理解，此处描述的具体实施例仅仅用以解释本申请，并不用于限定本申请。
本申请提供的锥束计算机断层成像图像校正方法，可以应用于如图1(a)所示的锥束计算机断层成像系统中。其中，探测器10位于射线源21的中心射线22的照射方向上，探测器10可以用于探测并生成图像，探测器10可探测区域的长度为L，探测器10与射线源21的垂直距离为SDD，旋转中心轴O位于SDD上，旋转中心轴O与射线源21的距离为SAD，锥束计算机断层成像系统在旋转中心轴O处形成成像可视区域30，成像可视区域30可以用于放置校正模体或待测物体，成像可视区域30的直径为D。图1(a)所示的探测器的具体位置只是用于举例说明，不作具体限定。
在一个实施例中，如图2所示，图2为一个实施例中锥束计算机断层成像图像校正方法的流程图，本实施例中提供了一种锥束计算机断层成像图像校正方法，以该方法应用于图1(a)中的锥束计算机断层成像系统为例进行说明，包括以下步骤：
步骤S210：获取背景投影图像，其中，背景投影图像为在第一条件下探测器对气体介质进行等角度圆周曝光扫描所探测到的图像，第一条件为探测器所在平面平行于等角度圆周曝光扫描的旋转中心轴、射线源的中心射线垂直穿过旋转中心轴且探测器的平行于旋转中心轴的一侧边界的中点被中心射线照射。
射线源是可以在一定波长范围内发射射线，射线源是一个发射焦点,射线源所发射出来的射线可以形成锥形的光束，锥形的光束的中心对称轴可以代表着射线源放射方向的所在直线，经过中心对称轴处的射线可以作为射线源的中心射线。在进行等角度圆周曝光扫描时中心射线可以垂直照射所述探测器，射线源和探测器分别以旋转中心轴为旋转轴进行旋转。
本步骤中，若站在俯视旋转中心轴的角度进行描述时，假如探测器是沿旋转中心轴为中心进行逆时针旋转，可以理解探测器是向左进行旋转的。例如，第一条件可以为探测器放置在射线源的中心射线下照射方向的左侧且射线源的中心射线垂直照射在探测器的右侧边缘的中点；或者，第一条件也可以为探测器放置在射线源的中心射线下照射方向的右侧且射线源的中心射线垂直照射在探测器的左侧边缘中点。探测器以其中一种放置方式放置在锥束计算机断层成像系统中的情况如图1(a)所示，图1(a)为一个实施例中第一条件的锥束计算机断层成像系统的结构示意图，此时，以该探测器举例，可以理解，该探测器为放置在射线源的中心射线下照射方向的左侧且射线源的中心射线垂直照射在探测器的右侧边缘的中点。图1(a)所示的探测器的具体位置只是用于举例说明，不作具体限定。
气体介质可以是成像环境下的所需要的气体氛围，例如，可以是空气、稀有气体、氮气、一定比例的混合气体、离子蒸汽、一定压强或温度的气体。如成像需要在真空环境，气体介质的状态也可以替换为无气体介质的状态，以形成真空环境。等角度圆周曝光扫描可以探测多个角度下的图像。所描述的平行及垂直的状态允许存在合理范围内的角度偏差。
步骤S220：获取校正模体投影图像，其中，校正模体投影图像为在第一条件下探测器对校正模体进行等角度圆周曝光扫描所探测到的图像，校正模具为放置在成像可视区域内且截面直径小于成像可视区域的直径的模体，成像可视区域为第一条件下视场角在旋转中心轴处的可成像区域。
本步骤中，校正模体在成像可视区域中，可以尽量使得校正模体的圆柱中心线与旋转中心线大致重合，通过对校正模体进行探测可以获取校正模体投影图像。
校正模体可以是圆柱形、长方形等形状；校正模体的组成材料可以是均匀物质，即校正模体的密度是均匀的，比如可以选为等效水或者有机玻璃材料等。
步骤S230：根据背景投影图像和校正模体投影图像获取多能曲线，根据多能曲线获取单能曲线，其中，多能曲线用于表示多能线积分值与长度值的关系，单能曲线用于表示单能线积分值与长度值的关系。
本步骤中，根据背景投影图像和校正模体投影图像可以模拟射线源和探测器的扫描成像过程并拟合出多能曲线，再根据多能曲线获取单能曲线。
步骤S240：根据多能曲线和单能曲线，校正待校正投影图像并生成目标锥束计算机断层成像图像，其中，待校正投影图像为在第二条件下探测器对待测物体进行等角度圆周曝光扫描所探测到的图像，第二条件为探测器所在平面平行于旋转中心轴、中心射线垂直穿过旋转中心轴且中心射线垂直照射在探测器的中心，待测物体为放置在旋转中心轴的物体且处于气体介质的环境中。
在待校正投影图像获取过程的射线源的中心射线垂直照射在探测器的中心，探测器可以在视场角的中央进行成像，如图1(b)中探测器的位置所示，图1(b)为一个实施例中第二条件的锥束计算机断层成像系统的结构示意图。
本步骤中，可以根据拟合好的多能曲线和单能曲线对待测物体的待校正投影图像进行校正，获取目标锥束计算机断层成像图像。
上述锥束计算机断层成像图像校正方法，通过第二条件获取准确性更高的多能曲线和单能曲线，对待测物体的待校正投影图像进行准确的校正，提高硬化校正的准确性。
在现有技术下，一般是通过第二条件下的锥束计算机断层成像系统获取多能曲线和单能曲线，即现有技术下的多能曲线和单能曲线是在第二条件下的多能曲线和单能曲线。而本实施例中，通过步骤S210、步骤S220和步骤S230，获取了在第一条件下的多能曲线和单能曲线。
在本实施例中，第一条件相比于第二条件，第一条件下的视场角大于第二条件下的视场角，图1(a)中第一条件下对应的成像可视区域30大于图1(b)中第二条件下对应的成像可视区域30’。由于第一条件下对应的成像可视区域30较大，通过背景投影图像和校正模体投影图像模拟射线源和探测器的扫描成像过程中，模拟所获取的长度值和线性积分值之间对应关系的数量较多且长度值的范围较长，长度值的范围较长。模拟所获取的长度值的范围越长，拟合的多能曲线中可信且准确的范围越大，就可以提高多能曲线的准确性。因此，通过第二条件获取准确性更高的多能曲线和单能曲线，相继地可以提高硬化校正的准确性。
本实施例中的探测器可以是平面探测器，也可以是具有柱面形状的探测器。当具有柱面形状的探测器所在的柱面可以平行于旋转中心轴，此时柱面的直母线平行于旋转中心轴即可。本实施例中的探测器还可以是与射线源匹配的球面探测器，此时无法满足球面平行于旋转中心轴，可以通过球面的法线方向与旋转中心轴垂直或相交即可满足对应图像的探测。
在一个实施例中，锥束计算机断层成像图像校正方法，还包括以下步骤：
根据获取成像可视区域的直径，
其中，如图1(a)所示，D为成像可视区域的直径，L为探测器的可探测区域的长度，SAD为射线源与旋转中心轴的距离，SDD为射线源与探测器的垂直距离。
上述锥束计算机断层成像图像校正方法，在第一条件下视场角的角度较大，该对应的成像可视区域的直径也较大，该成像可视区域可以满足较大尺寸的校正模体；而且在较大尺寸的校正模体下，模拟出的长度值可以达到更长范围，扩大了多能曲线中可信且准确的范围，提高多能曲线的准确性。
在一个实施例中，根据背景投影图像和校正模体投影图像获取多能曲线，根据多能曲线获取单能曲线的步骤，包括以下步骤：
步骤S231：将校正模体投影图像和对应角度的背景投影图像进行对数变换，并获取校正线积分图像。
校正模体投影图像和背景投影图像中分别可以包含不同角度下曝光扫描所探测的图像。将相同角度的校正模体投影图像和背景投影图像进行对数变换，获取该相同角度下的校正线积分图像，同理可以获取各个角度的校正线积分图像。
步骤S232：根据校正线积分图像建立初始锥束计算机断层成像图像，在初始锥束计算机断层成像图像分割出校正模体的区域，并生成分域锥束计算机断层成像图像，其中，分域锥束计算机断层成像图像中校正模体的区域的像素值为预设非零值，分域锥束计算机断层成像图像中校正模体的区域以外的像素值为零。
本步骤中，利用校正线积分图像重建初始锥束计算机断层成像图像，组成三维矩阵，利用图像分割技术分割出校正模体的区域，将区域内的像素值设为预设非零值，预设非零值为不为零的数值，例如预设非零值可以是1，将区域外的像素值设为0，此时生成的是分域锥束计算机断层成像图像。
步骤S233：根据分域锥束计算机断层成像图像，获取探测器各个探测元对应的长度值和长度值对应的线积分值。
本步骤中，可以模拟并计算射线源的中心射线穿过校正模体的长度，以及找出该长度对应的线积分值。例如，以分域锥束计算机断层成像图像中旋转角度为90°的情况为例，利用前向投影算法分别计算射线源分别与探测器各个探测元的连线中射线源的中心射线穿过校正模体的长度值，同时找到旋转角度为90°对应的校正线积分图像中对应各个探测元位置下的线积分值。
步骤S234：根据长度值和长度值对应的线积分值拟合并获取多能曲线。
利用长度值和线积分值进行多次多项式拟合，获取多能曲线。
步骤S235：根据多能曲线获取单能曲线，其中，单能曲线为多能曲线在长度值为零处的切线。
通过坐标原点做出多能曲线的切线，该切线为单能曲线。
上述锥束计算机断层成像图像校正方法，通过重建初始锥束计算机断层成像图像，模拟并计算射线源的中心射线穿过校正模体的长度，以及找出该长度对应的线积分值，以便于拟合多能曲线并生成单能曲线。
在一个实施例中，将校正模体投影图像和对应角度的背景投影图像进行对数变换，并获取校正线积分图像的步骤，包括以下步骤：
根据获取校正线积分图像，其中，ln是底数为e的对数运算，integral为校正线积分图像，P_cylinder为校正模体投影图像，P_air为背景投影图像，s为等角度圆周曝光扫描中角度的序号，integral(s)为第s个角度的校正线积分图像，P_cylinder(s)为第s个角度的校正模体投影图像，P_air(s)为第s个角度的背景投影图像，为第s个角度的背景投影图像和校正模体投影图像的对应像素的像素值的比值。
上述锥束计算机断层成像图像校正方法，对校正模体投影图像和背景投影图像进行处理后，可以获取对应位置的校正线积分图像。
在一个实施例中，根据分域锥束计算机断层成像图像，获取探测器各个探测元对应的长度值和长度值对应的线积分值的步骤，包括以下步骤：
步骤S236：根据探测器的可探测区域的长度、探测器的可探测区域的宽度、射线源与旋转中心轴的距离、射线源与探测器的垂直距离，计算探测器在预设旋转角度下的探测元对应的长度值，其中，探测元对应的长度值为射线源的射线到达探测器的探测元时射线源的射线穿透校正模体的长度。
由于长度值为射线源的中心射线到达探测器的探测元时中心射线穿透校正模体的长度，根据射线源、探测器和校正模体的位置关系，可以计算出对应的长度值。
步骤S236：在预设旋转角度对应的校正线积分图像中查找探测元对应位置的线积分值。
校正线积分图像的各个位置对应于相应的探测元。
上述锥束计算机断层成像图像校正方法，可以准确和高效地获取长度值和线积分值的关系，提高后续所获取的多能曲线和单能曲线的准确性。
在一个实施例中，根据多能曲线和单能曲线，校正待校正投影图像并生成目标锥束计算机断层成像图像的步骤，包括以下步骤：
步骤S241：获取待校正投影图像。
步骤S242：根据待校正投影图像、多能曲线和单能曲线，校正待校正投影图像并获取待校正投影图像的单能线积分值。
步骤S243：根据待校正投影图像的单能线积分值生成目标锥束计算机断层成像图像。
上述锥束计算机断层成像图像校正方法，由待校正投影图像根据多能曲线获取对应的单能线积分值，根据单能线积分值生成目标锥束计算机断层成像图像，完成锥束计算机断层成像图像的校正，目标锥束计算机断层成像图像的准确性高。
在一个实施例中，根据待校正投影图像、多能曲线和单能曲线，校正待校正投影图像并获取待校正投影图像的单能线积分值的步骤，包括以下步骤：
步骤S244：将待校正投影图像和对应角度的背景投影图像进行对数变换，并获取待校正线积分图像。
将待校正投影图像和对应角度的背景投影图像进行对数变换，去除背景或噪声的影响，优化待校正线积分图像，以便于获取含有待测物体的待校正线积分图像。
步骤S245：在多能曲线中查找待校正线积分图像的多能线积分值对应的待校正长度值，其中，待校正投影图像的多能线积分值为待校正投影图像中像素的像素值。
步骤S245：将待校正长度值在单能曲线对应的单能线积分值作为待校正投影图像的单能线积分值。
上述锥束计算机断层成像图像校正方法，准确地获取待校正投影图像的单能线积分值，可以准确地表现待测物体，单能线积分值的准确性高。
在一个实施例中，探测器的探测元的阵列大小为M×N，背景投影图像、校正模体投影图像和待校正投影图像的矩阵大小均为M×N，其中，M和N均为正整数。
上述锥束计算机断层成像图像校正方法，所获取的背景投影图像、校正模体投影图像和待校正投影图像的矩阵大小与探测器的探测元的阵列大小有关，探测元的阵列越大，获取的长度值和线积分值的关系的数量越多，可以提高拟合的多能曲线的准确性。
图像的矩阵大小可以用于反映图像中像素的数量，图像的矩阵大小越大则该图像的像素的数量越多。图像的矩阵大小与探测器的探测元的阵列大小有关，例如当探测器的探测元与图像中的像素一一对应时，则图像的矩阵大小与探测器的探测元的阵列大小相同，例如也可以是探测器若干个探测元与图像中的像素相互对应，则图像的矩阵大小与探测器的探测元的阵列大小存在正相关的关系。
在另一个实施例中，如图3所示，图3为另一个实施例中锥束计算机断层成像图像校正方法的流程图，本实施例中提供一种锥束计算机断层成像图像校正方法，以该方法应用于图1(a)中的锥束计算机断层成像系统为例进行说明，包括以下步骤：
(1)获取锥束计算机断层成像系统中的扫描参数值，包括：射线源21焦点到系统旋转中心轴O的距离为SAD，SAD＝23cm，射线源21焦点到探测器10平面的距离为SDD，SDD＝63cm，探测器10的长度为L，L＝13cm，探测器10宽度W＝13cm，探测器10上的探测元阵列为1024×1024的矩阵，锥束计算机断层成像系统的俯视图如图1(a)所示。重建的初始锥束计算机断层成像图像、分域锥束计算机断层成像图像和目标锥束计算机断层成像图像中分别包括400张CT(计算机断层成像)图像，且每一张CT的图像矩阵大小为512×512，探测器探测元大小为0.127mm×0.127mm，重建的分域锥束计算机断层成像图像和目标锥束计算机断层成像图像的体素大小分别为0.2mm*0.2mm*0.2mm。
(2)探测器向左平移6.5cm，如图1(a)中探测器的位置所示，并虚拟出探测器右侧紧挨着同样大小的虚拟探测器10’，此时包括虚拟探测器在内的整个探测器的尺寸的长度为26cm以及宽度为13cm。
(3)利用(1)中参数和(2)中的尺寸增大后的整个探测器的参数，计算出成像可视区域30的直径，成像可视区域30的直径为D，D＝16cm，计算公式为：
(4)制作一个直径为15cm的圆柱模体，该圆柱模体的模体材料为均匀的有机玻璃；
(5)在锥束计算机断层成像系统中，不放入任何成像物体，进行等角度360度曝光扫描(探测器和射线源沿旋转中心轴同步逆时针旋转一周)得到400张空气投影图像，空气投影图像的集合为P_air，每张空气投影图像的图像矩阵大小为1024×1024；
(6)将圆柱模体放入锥束计算机断层成像系统中的成像可视区域30内，使得圆柱模体的中心线和旋转中心轴大致重合，进行等角度360度曝光扫描(探测器和射线源沿旋转中心轴同步逆时针旋转一周)得到400张圆柱模体投影图像，圆柱模体投影图像集合为P_cylinder,每张圆柱模体投影图像的图像矩阵大小为1024×1024；
(7)将每一张圆柱模体投影图像和对应角度下的空气投影图像做对数变换，得到校正线积分图像，校正线积分图像的集合为integral，计算公式为
其中，ln是底数为e的对数运算，integral为校正线积分图像，P_cylinder为圆柱模体投影图像，P_air为空气投影图像，s为等角度圆周曝光扫描中角度的序号，integral(s)为第s个角度的校正线积分图像，P_cylinder(s)为第s个角度的圆柱模体投影图像，P_air(s)为第s个角度的空气投影图像，为第s个角度的空气投影图像和圆柱模体投影图像的对应像素的像素值的比值。；
(8)利用校正线积分图像进行重建，得到400张矩阵大小为512×512的CT图像，组成锥束计算机断层成像图像，三维矩阵大小为512×512×400，并利用图像分割技术中的阈值分割算法分割出锥束计算机断层成像图像的圆柱区域，圆柱区域内的像素值设置为1，区域外的像素值设置为0；
(9)利用(1)中参数和(2)中的尺寸增大后的整个探测器参数，对(8)中三维矩阵进行计算机仿真，仿真锥束计算机断层成像系统中射线源和探测器的扫描过程，利用前向投影算法计算旋转角度为90°时的射线源到不同探测元的连线(模拟X射线)穿过分域锥束计算机断层成像图像中圆柱模体的长度，同时找到旋转角度为90°时对应校正线积分图像中同一探测元位置下的线积分值，该对应的校正线积分图像为第90/(360/400)＝100张校正线积分图像，即integral(100)，遍历所有探测器上的探测元，这样就一共找到了1024×1024个长度值和1024×1024个线积分值以及它们的对应关系；
(10)利用长度值数据和线积分值数据进行6次多项式拟合，得到多能曲线，再通过坐标原点对该多能曲线求切线，该切线即为理想的单能曲线，从而建立起了多能曲线和单能曲线的对应关系，多能曲线和单能曲线的横坐标表示穿过圆柱模体的长度，纵坐标为对应的线积分值，如图4所示，图4为另一个实施例中多能曲线和单能曲线的示意图，实心点为仿真获取的长度值和线积分值的采样点，实曲线为拟合的多能曲线，实直线为拟合后的单能曲线；
(11)将探测器平移回原来位置，如图1(b)中探测器的位置所示，再利用同样的扫描条件，扫描一个菠萝，得到菠萝的多能线积分值，根据多能曲线和线积分值，可以找到对应的长度值，再根据单能曲线和找到的长度值可以得到对应的单能线积分值，完成了多能线积分值到单能线积分值的校正，再进行目标锥束计算机断层成像图像的重建，得到无硬化伪影的目标锥束计算机断层成像图像。
本发明的曲线拟合相比于传统方法更加准确，因为可以在探测器尺寸有效的条件下，精确得到更大长度和对应的线积分值，保证了曲线拟合的精度。如图5所示，图5为传统方法下的多能曲线和单能曲线的示意图，实心点为传统方法下仿真获取的长度值和线积分值的采样点，实曲线为传统方法下拟合的多能曲线，实直线为传统方法下拟合后的单能曲线，由于传统方向下所得到的长度值的范围更小，传统方法下仿真获取的长度值和线积分值的坐标点数量少，所以对于传统方法下拟合的多能曲线拟合的精度更差，在校正过程中对于更大长度所对应的线积分值的估计更加不准。明显的，图5中传统方法下拟合的多能曲线与图4中本发明方法的多能曲线相比，传统方法下拟合的多能曲线被“抬高了”。而本发明方法的采样点在长度值范围上更加宽，拟合的多能曲线和单能曲线更加准确，提高了硬化校正精度。
应该理解的是，虽然图2至3的流程图中的各个步骤按照箭头的指示依次显示，但是这些步骤并不是必然按照箭头指示的顺序依次执行。除非本文中有明确的说明，这些步骤的执行并没有严格的顺序限制，这些步骤可以以其它的顺序执行。而且，图2至3中的至少一部分步骤可以包括多个子步骤或者多个阶段，这些子步骤或者阶段并不必然是在同一时刻执行完成，而是可以在不同的时刻执行，这些子步骤或者阶段的执行顺序也不必然是依次进行，而是可以与其它步骤或者其它步骤的子步骤或者阶段的至少一部分轮流或者交替地执行。
在一个实施例中，如图6所示，图6为一个实施例中锥束计算机断层成像图像校正系统的结构示意图，本实施例中提供了一种锥束计算机断层成像图像校正系统，系统包括背景投影图像获取模块310、校正模体投影图像获取模块320、单能曲线获取模块330和待校正投影图像校正模块340，其中：
背景投影图像获取模块310，用于获取背景投影图像，其中，背景投影图像为在第一条件下探测器对气体介质进行等角度圆周曝光扫描所探测到的图像，第一条件为探测器所在平面平行于等角度圆周曝光扫描的旋转中心轴、射线源的中心射线垂直穿过旋转中心轴且探测器的平行于旋转中心轴的一侧边界的中点被中心射线照射。
气体介质可以是成像环境下的所需要的气体氛围，例如，可以是空气、稀有气体、氮气、一定比例的混合气体、离子蒸汽、一定压强或温度的气体。如成像需要在真空环境，气体介质的状态也可以替换为无气体介质的状态，以形成真空环境。等角度圆周曝光扫描可以探测多个角度下的图像。
校正模体投影图像获取模块320，用于获取校正模体投影图像，其中，校正模体投影图像为在第一条件下探测器对校正模体进行等角度圆周曝光扫描所探测到的图像，校正模具为放置在成像可视区域内且截面直径小于成像可视区域的直径的模体，成像可视区域为第一条件下的视场角在旋转中心轴处的可成像区域。
校正模体在成像可视区域中，可以尽量使得校正模体的圆柱中心线与旋转中心线大致重合，通过对校正模体进行探测可以获取校正模体投影图像。校正模体可以是圆柱形、长方形等形状；校正模体的组成材料可以是均匀物质，即校正模体的密度是均匀的，比如可以选为等效水或者有机玻璃材料等。
单能曲线获取模块330，用于根据背景投影图像和校正模体投影图像获取多能曲线，根据多能曲线获取单能曲线，其中，多能曲线用于表示多能线积分值与长度值的关系，单能曲线用于表示单能线积分值与长度值的关系。
单能曲线获取模块330根据背景投影图像和校正模体投影图像可以模拟射线源和探测器的扫描成像过程并拟合出多能曲线，再根据多能曲线获取单能曲线。
待校正投影图像校正模块340，用于根据多能曲线和单能曲线，校正待校正投影图像并生成目标锥束计算机断层成像图像，其中，待校正投影图像为在第二条件下探测器对待测物体进行等角度圆周曝光扫描所探测到的图像，第二条件为探测器所在平面平行于旋转中心轴、中心射线垂直穿过旋转中心轴且中心射线垂直照射在探测器的中心，待测物体为放置在旋转中心轴的物体且处于气体介质的环境中。
在待校正投影图像获取过程的射线源的中心射线垂直照射在探测器的中心，探测器可以在视场角的中央进行成像。待校正投影图像校正模块340可以根据拟合好的多能曲线和单能曲线对待测物体的待校正投影图像进行校正，获取目标锥束计算机断层成像图像。
上述锥束计算机断层成像图像校正系统，通过第二条件获取准确性更高的多能曲线和单能曲线，对待测物体的待校正投影图像进行准确的校正，提高硬化校正的准确性。
关于锥束计算机断层成像图像校正系统的具体限定可以参见上文中对于锥束计算机断层成像图像校正方法的限定，在此不再赘述。上述锥束计算机断层成像图像校正系统中的各个模块可全部或部分通过软件、硬件及其组合来实现。上述各模块可以硬件形式内嵌于或独立于计算机设备中的处理器中，也可以以软件形式存储于计算机设备中的存储器中，以便于处理器调用执行以上各个模块对应的操作。
在一个实施例中，提供了一种计算机设备，该计算机设备可以是服务器，其内部结构图可以如图7所示，图7为一个实施例中计算机设备的内部结构图。该计算机设备包括通过系统总线连接的处理器、存储器和网络接口。其中，该计算机设备的处理器用于提供计算和控制能力。该计算机设备的存储器包括非易失性存储介质、内存储器。该非易失性存储介质存储有操作系统、计算机程序和数据库。该内存储器为非易失性存储介质中的操作系统和计算机程序的运行提供环境。该计算机设备的网络接口用于与外部的终端通过网络连接通信。该计算机程序被处理器执行时以实现一种锥束计算机断层成像图像校正方法。
本领域技术人员可以理解，图7中示出的结构，仅仅是与本申请方案相关的部分结构的框图，并不构成对本申请方案所应用于其上的计算机设备的限定，具体的计算机设备可以包括比图中所示更多或更少的部件，或者组合某些部件，或者具有不同的部件布置。
在一个实施例中，提供了一种计算机设备，包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，处理器执行计算机程序时实现以下步骤：
获取背景投影图像，其中，背景投影图像为在第一条件下探测器对气体介质进行等角度圆周曝光扫描所探测到的图像，第一条件为探测器所在平面平行于等角度圆周曝光扫描的旋转中心轴、射线源的中心射线垂直穿过旋转中心轴且探测器的平行于旋转中心轴的一侧边界的中点被中心射线照射；
获取校正模体投影图像，其中，校正模体投影图像为在第一条件下探测器对校正模体进行等角度圆周曝光扫描所探测到的图像，校正模具为放置在成像可视区域内且截面直径小于成像可视区域的直径的模体，成像可视区域为第一条件下视场角在旋转中心轴处的可成像区域；
根据背景投影图像和校正模体投影图像获取多能曲线，根据多能曲线获取单能曲线，其中，多能曲线用于表示多能线积分值与长度值的关系，单能曲线用于表示单能线积分值与长度值的关系；
根据多能曲线和单能曲线，校正待校正投影图像并生成目标锥束计算机断层成像图像，其中，待校正投影图像为在第二条件下探测器对待测物体进行等角度圆周曝光扫描所探测到的图像，第二条件为探测器所在平面平行于旋转中心轴、中心射线垂直穿过旋转中心轴且中心射线垂直照射在探测器的中心，待测物体为放置在旋转中心轴的物体且处于气体介质的环境中。
在一个实施例中，处理器执行计算机程序时还实现以下步骤：
根据获取成像可视区域的直径，其中，D为成像可视区域的直径，L为探测器的可探测区域的长度，SAD为射线源与旋转中心轴的距离，SDD为射线源与探测器的垂直距离。
在一个实施例中，处理器执行计算机程序时还实现以下步骤：
将校正模体投影图像和对应角度的背景投影图像进行对数变换，并获取校正线积分图像；根据校正线积分图像建立初始锥束计算机断层成像图像，在初始锥束计算机断层成像图像分割出校正模体的区域，并生成分域锥束计算机断层成像图像，其中，分域锥束计算机断层成像图像中校正模体的区域的像素值为预设非零值，分域锥束计算机断层成像图像中校正模体的区域以外的像素值为零；根据分域锥束计算机断层成像图像，获取探测器各个探测元对应的长度值和长度值对应的线积分值；根据长度值和长度值对应的线积分值拟合并获取多能曲线；根据多能曲线获取单能曲线，其中，单能曲线为多能曲线在长度值为零处的切线。
在一个实施例中，处理器执行计算机程序时还实现以下步骤：
根据获取校正线积分图像，其中，ln是底数为e的对数运算，integral为校正线积分图像，P_cylinder为校正模体投影图像，P_air为对应角度的背景投影图像，s为等角度圆周曝光扫描中角度的序号，integral(s)为第s个角度的校正线积分图像，P_cylinder(s)为第s个角度的校正模体投影图像，P_air(s)为第s个角度的背景投影图像，为第s个角度的背景投影图像和校正模体投影图像的对应像素的像素值的比值。
在一个实施例中，处理器执行计算机程序时还实现以下步骤：
根据探测器的可探测区域的长度、探测器的可探测区域的宽度、射线源与旋转中心轴的距离、射线源与探测器的垂直距离，计算探测器在预设旋转角度下的探测元对应的长度值，其中，探测元对应的长度值为射线源的射线到达探测器的探测元时射线源的射线穿透校正模体的长度；在预设旋转角度对应的校正线积分图像中查找探测元对应位置的线积分值。
在一个实施例中，处理器执行计算机程序时还实现以下步骤：
获取待校正投影图像；根据待校正投影图像、多能曲线和单能曲线，校正待校正投影图像并获取待校正投影图像的单能线积分值；根据待校正投影图像的单能线积分值生成目标锥束计算机断层成像图像。
在一个实施例中，处理器执行计算机程序时还实现以下步骤：
将待校正投影图像和对应角度的背景投影图像进行对数变换，并获取待校正线积分图像；在多能曲线中查找待校正线积分图像的多能线积分值对应的待校正长度值，其中，待校正投影图像的多能线积分值为待校正投影图像中像素的像素值；将待校正长度值在单能曲线对应的单能线积分值作为待校正投影图像的单能线积分值。
在一个实施例中，提供了一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，计算机程序被处理器执行时实现以下步骤：
获取背景投影图像，其中，背景投影图像为在第一条件下探测器对气体介质进行等角度圆周曝光扫描所探测到的图像，第一条件为探测器所在平面平行于等角度圆周曝光扫描的旋转中心轴、射线源的中心射线垂直穿过旋转中心轴且探测器的平行于旋转中心轴的一侧边界的中点被中心射线照射；
获取校正模体投影图像，其中，校正模体投影图像为在第一条件下探测器对校正模体进行等角度圆周曝光扫描所探测到的图像，校正模具为放置在成像可视区域内且截面直径小于成像可视区域的直径的模体，成像可视区域为第一条件下视场角在旋转中心轴处的可成像区域；
根据背景投影图像和校正模体投影图像获取多能曲线，根据多能曲线获取单能曲线，其中，多能曲线用于表示多能线积分值与长度值的关系，单能曲线用于表示单能线积分值与长度值的关系；
根据多能曲线和单能曲线，校正待校正投影图像并生成目标锥束计算机断层成像图像，其中，待校正投影图像为在第二条件下探测器对待测物体进行等角度圆周曝光扫描所探测到的图像，第二条件为探测器所在平面平行于旋转中心轴、中心射线垂直穿过旋转中心轴且中心射线垂直照射在探测器的中心，待测物体为放置在旋转中心轴的物体且处于气体介质的环境中。
在一个实施例中，计算机程序被处理器执行时还实现以下步骤：
根据获取成像可视区域的直径，其中，D为成像可视区域的直径，L为探测器的可探测区域的长度，SAD为射线源与旋转中心轴的距离，SDD为射线源与探测器的垂直距离。
在一个实施例中，计算机程序被处理器执行时还实现以下步骤：
将校正模体投影图像和对应角度的背景投影图像进行对数变换，并获取校正线积分图像；根据校正线积分图像建立初始锥束计算机断层成像图像，在初始锥束计算机断层成像图像分割出校正模体的区域，并生成分域锥束计算机断层成像图像，其中，分域锥束计算机断层成像图像中校正模体的区域的像素值为预设非零值，分域锥束计算机断层成像图像中校正模体的区域以外的像素值为零；根据分域锥束计算机断层成像图像，获取探测器各个探测元对应的长度值和长度值对应的线积分值；根据长度值和长度值对应的线积分值拟合并获取多能曲线；根据多能曲线获取单能曲线，其中，单能曲线为多能曲线在长度值为零处的切线。
在一个实施例中，计算机程序被处理器执行时还实现以下步骤：
根据获取校正线积分图像，其中，ln是底数为e的对数运算，integral为校正线积分图像，P_cylinder为校正模体投影图像，P_air为对应角度的背景投影图像，s为等角度圆周曝光扫描中角度的序号，integral(s)为第s个角度的校正线积分图像，P_cylinder(s)为第s个角度的校正模体投影图像，P_air(s)为第s个角度的背景投影图像，为第s个角度的背景投影图像和校正模体投影图像的对应像素的像素值的比值。
在一个实施例中，计算机程序被处理器执行时还实现以下步骤：
根据探测器的可探测区域的长度、探测器的可探测区域的宽度、射线源与旋转中心轴的距离、射线源与探测器的垂直距离，计算探测器在预设旋转角度下的探测元对应的长度值，其中，探测元对应的长度值为射线源的射线到达探测器的探测元时射线源的射线穿透校正模体的长度；在预设旋转角度对应的校正线积分图像中查找探测元对应位置的线积分值。
在一个实施例中，计算机程序被处理器执行时还实现以下步骤：
获取待校正投影图像；根据待校正投影图像、多能曲线和单能曲线，校正待校正投影图像并获取待校正投影图像的单能线积分值；根据待校正投影图像的单能线积分值生成目标锥束计算机断层成像图像。
在一个实施例中，计算机程序被处理器执行时还实现以下步骤：
将待校正投影图像和对应角度的背景投影图像进行对数变换，并获取待校正线积分图像；在多能曲线中查找待校正线积分图像的多能线积分值对应的待校正长度值，其中，待校正投影图像的多能线积分值为待校正投影图像中像素的像素值；将待校正长度值在单能曲线对应的单能线积分值作为待校正投影图像的单能线积分值。
本领域普通技术人员可以理解实现上述实施例方法中的全部或部分流程，是可以通过计算机程序来指令相关的硬件来完成，所述的计算机程序可存储于一非易失性计算机可读取存储介质中，该计算机程序在执行时，可包括如上述各方法的实施例的流程。其中，本申请所提供的各实施例中所使用的对存储器、存储、数据库或其它介质的任何引用，均可包括非易失性和/或易失性存储器。非易失性存储器可包括只读存储器(ROM)、可编程ROM(PROM)、电可编程ROM(EPROM)、电可擦除可编程ROM(EEPROM)或闪存。易失性存储器可包括随机存取存储器(RAM)或者外部高速缓冲存储器。作为说明而非局限，RAM以多种形式可得，诸如静态RAM(SRAM)、动态RAM(DRAM)、同步DRAM(SDRAM)、双数据率SDRAM(DDRSDRAM)、增强型SDRAM(ESDRAM)、同步链路(Synchlink)DRAM(SLDRAM)、存储器总线(Rambus)直接RAM(RDRAM)、直接存储器总线动态RAM(DRDRAM)、以及存储器总线动态RAM(RDRAM)等。
以上实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。
以上所述实施例仅表达了本申请的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本申请构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本申请的保护范围。因此，本申请专利的保护范围应以所附权利要求为准。
Claims (11)
1.一种锥束计算机断层成像图像校正方法，其特征在于，包括以下步骤：
获取背景投影图像，其中，所述背景投影图像为在第一条件下探测器对气体介质进行等角度圆周曝光扫描所探测到的图像，所述第一条件为探测器所在平面平行于等角度圆周曝光扫描的旋转中心轴、所述射线源的中心射线垂直穿过所述旋转中心轴且所述探测器的平行于所述旋转中心轴的一侧边界的中点被所述中心射线照射；
获取校正模体投影图像，其中，所述校正模体投影图像为在所述第一条件下所述探测器对校正模体进行等角度圆周曝光扫描所探测到的图像，所述校正模具为放置在成像可视区域内且截面直径小于所述成像可视区域的直径的模体，所述成像可视区域为所述第一条件下视场角在所述旋转中心轴处的可成像区域；
根据所述背景投影图像和所述校正模体投影图像获取多能曲线，根据所述多能曲线获取单能曲线，其中，所述多能曲线用于表示多能线积分值与长度值的关系，所述单能曲线用于表示单能线积分值与长度值的关系；
根据所述多能曲线和所述单能曲线，校正待校正投影图像并生成目标锥束计算机断层成像图像，其中，所述待校正投影图像为在第二条件下所述探测器对待测物体进行等角度圆周曝光扫描所探测到的图像，所述第二条件为所述探测器所在平面平行于所述旋转中心轴、所述中心射线垂直穿过所述旋转中心轴且所述中心射线垂直照射在所述探测器的中心，所述待测物体为放置在所述旋转中心轴的物体且处于所述气体介质的环境中。
2.根据权利要求1所述的锥束计算机断层成像图像校正方法，其特征在于，还包括以下步骤：
根据获取所述成像可视区域的直径，
其中，D为所述成像可视区域的直径，L为所述探测器的可探测区域的长度，SAD为所述射线源与所述旋转中心轴的距离，SDD为所述射线源与所述探测器的垂直距离。
3.根据权利要求1所述的锥束计算机断层成像图像校正方法，其特征在于，所述根据所述背景投影图像和所述校正模体投影图像获取多能曲线，根据所述多能曲线获取单能曲线的步骤，包括以下步骤：
将所述校正模体投影图像和对应角度的背景投影图像进行对数变换，并获取校正线积分图像；
根据所述校正线积分图像建立初始锥束计算机断层成像图像，在所述初始锥束计算机断层成像图像分割出所述校正模体的区域，并生成分域锥束计算机断层成像图像，其中，所述分域锥束计算机断层成像图像中校正模体的区域的像素值为预设非零值，所述分域锥束计算机断层成像图像中所述校正模体的区域以外的像素值为零；
根据所述分域锥束计算机断层成像图像，获取所述探测器各个探测元对应的长度值和所述长度值对应的线积分值；
根据所述长度值和所述长度值对应的线积分值拟合并获取所述多能曲线；
根据所述多能曲线获取所述单能曲线，其中，所述单能曲线为所述多能曲线在所述长度值为零处的切线。
4.根据权利要求3所述的锥束计算机断层成像图像校正方法，其特征在于，所述将所述校正模体投影图像和对应角度的背景投影图像进行对数变换，并获取校正线积分图像的步骤，包括以下步骤：
根据获取所述校正线积分图像，其中，ln是底数为e的对数运算，integral为所述校正线积分图像，P_cylinder为所述校正模体投影图像，P_air为所述对应角度的背景投影图像，s为等角度圆周曝光扫描中角度的序号，integral(s)为第s个角度的校正线积分图像，P_cylinder(s)为第s个角度的校正模体投影图像，P_air(s)为第s个角度的背景投影图像，为第s个角度的背景投影图像和校正模体投影图像的对应像素的像素值的比值。
5.根据权利要求3所述的锥束计算机断层成像图像校正方法，其特征在于，所述根据所述分域锥束计算机断层成像图像，获取所述探测器各个探测元对应的长度值和所述长度值对应的线积分值的步骤，包括以下步骤：
根据所述探测器的可探测区域的长度、所述探测器的可探测区域的宽度、所述射线源与所述旋转中心轴的距离、所述射线源与所述探测器的垂直距离，计算所述探测器在预设旋转角度下的探测元对应的长度值，其中，所述探测元对应的长度值为所述射线源的射线到达所述探测器的探测元时所述射线源的射线穿透所述校正模体的长度；
在所述预设旋转角度对应的校正线积分图像中查找所述探测元对应位置的线积分值。
6.根据权利要求1所述的锥束计算机断层成像图像校正方法，其特征在于，所述根据所述多能曲线和所述单能曲线，校正待校正投影图像并生成目标锥束计算机断层成像图像的步骤，包括以下步骤：
获取所述待校正投影图像；
根据所述待校正投影图像、所述多能曲线和所述单能曲线，校正所述待校正投影图像并获取所述待校正投影图像的单能线积分值；
根据所述待校正投影图像的单能线积分值生成所述目标锥束计算机断层成像图像。
7.根据权利要求6所述的锥束计算机断层成像图像校正方法，其特征在于，所述根据所述待校正投影图像、所述多能曲线和所述单能曲线，校正所述待校正投影图像并获取所述待校正投影图像的单能线积分值的步骤，包括以下步骤：
将所述待校正投影图像和对应角度的背景投影图像进行对数变换，并获取待校正线积分图像；
在所述多能曲线中查找所述待校正线积分图像的多能线积分值对应的待校正长度值，其中，所述待校正投影图像的多能线积分值为所述待校正投影图像中像素的像素值；
将所述待校正长度值在所述单能曲线对应的单能线积分值作为所述待校正投影图像的单能线积分值。
8.根据权利要求1至7所述的锥束计算机断层成像图像校正方法，其特征在于，所述探测器的探测元的阵列大小为M×N，所述背景投影图像、所述校正模体投影图像和待校正投影图像的矩阵大小均为M×N，其中，M和N均为正整数。
9.一种锥束计算机断层成像图像校正系统，其特征在于，所述系统包括：
背景投影图像获取模块，用于获取背景投影图像，其中，所述背景投影图像为在第一条件下探测器对气体介质进行等角度圆周曝光扫描所探测到的图像，所述第一条件为探测器所在平面平行于等角度圆周曝光扫描的旋转中心轴、所述射线源的中心射线垂直穿过所述旋转中心轴且所述探测器的平行于所述旋转中心轴的一侧边界的中点被所述中心射线照射；
校正模体投影图像获取模块，用于获取校正模体投影图像，其中，所述校正模体投影图像为在所述第一条件下所述探测器对校正模体进行等角度圆周曝光扫描所探测到的图像，所述校正模具为放置在成像可视区域内且截面直径小于所述成像可视区域的直径的模体，所述成像可视区域为所述第一条件下的视场角在所述旋转中心轴处的可成像区域；
单能曲线获取模块，用于根据所述背景投影图像和所述校正模体投影图像获取多能曲线，根据所述多能曲线获取单能曲线，其中，所述多能曲线用于表示多能线积分值与长度值的关系，所述单能曲线用于表示单能线积分值与长度值的关系；
待校正投影图像校正模块，用于根据所述多能曲线和所述单能曲线，校正待校正投影图像并生成目标锥束计算机断层成像图像，其中，所述待校正投影图像为在第二条件下所述探测器对待测物体进行等角度圆周曝光扫描所探测到的图像，所述第二条件为所述探测器所在平面平行于所述旋转中心轴、所述中心射线垂直穿过所述旋转中心轴且所述中心射线垂直照射在所述探测器的中心，所述待测物体为放置在所述旋转中心轴的物体且处于所述气体介质的环境中。
10.一种计算机设备，包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，其特征在于，所述处理器执行所述计算机程序时实现权利要求1至8中任一项所述的锥束计算机断层成像图像校正方法的步骤。
11.一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，其特征在于，所述计算机程序被处理器执行时实现权利要求1至8中任一项所述的锥束计算机断层成像图像校正方法的步骤。
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