CN112437949B - 一种用于合成投影图像的方法和系统 - Google Patents

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Abstract

一种用于合成投影图像的方法(500)，所述投影图像表示被放射源发射的X射线照射的对象或物体。所述方法包括将所述X射线的能谱划分为一个或以上能量仓(502)；确定至少一个像素点的投影值(504)；基于X射线能谱的变化确定与能量仓对应的加权系数(506)；基于所述至少一个像素点的所述投影值和与能量仓对应的加权系数，确定所述至少一个像素点的加权投影值(508)。所述方法进一步包括基于与全部所述一个或多个能量仓对应的所述至少一个像素点的加权投影值，确定所述至少一个像素点的像素值(510)。

Description

一种用于合成投影图像的方法和系统
技术领域
本申请一般涉及用于合成投影图像的方法和系统，并且更具体地，涉及用于合成由具有空间变化光谱的辐射源产生的投影图像的方法和系统。
背景技术
合成投影图像可以在不同领域，例如，放射学和放射治疗中具有多种应用。在放射治疗应用中，光束横截面上的光谱可能会有很大变化。为了减少由所述变化造成的影响，可以分别投影像场的不同区域。例如，可以用独特光谱确定像场的环形圈内的投影，同时在相邻的环形圈之间的边界处引起突然的光谱跃迁。尽管可以进一步用细的环形圈来最小化一些突然的光谱跃迁，但是它可能降低合成投影图像的计算效率。因此，期望开拓用于更好地合成由具有空间变化光谱的辐射源产生的投影图像的方法和系统。
发明内容
根据本申请的一方面，提供一种用于合成投影图像的方法。所述投影图像表示被放射线源发射的X射线照射的对象或物体。所述方法可以包括将所述X射线的能谱划分为一个或以上能量仓，所述X射线的所述能谱相对于所述投影图像的不同区域而变化，所述一个或以上能量仓中的每一个能量仓与一个能量范围对应。所述方法可以进一步包括，对于所述投影图像中的至少一个像素点，对于所述一个或以上能量仓中的每个能量仓，确定所述至少一个像素点的投影值，所述投影值表示与所述至少一个像素点对应的X射线的透射投影，并且具有在所述能量仓对应的能量范围内的能量，基于所述X射线的所述能谱在所述投影图像的不同区域之间的变化，确定与所述能量仓对应的加权系数，以及基于所述至少一个像素点的所述投影值和与所述能量仓对应的加权系数，确定所述至少一个像素点的加权投影值。以及，所述方法可以进一步包括基于与全部所述一个或多个能量仓对应的所述至少一个像素点的加权投影值，确定所述至少一个像素点的像素值。
在一些实施例中，将所述X射线的能谱分为一个或以上能量仓可以包括，确定所述能谱的分布，所述分布表示所述能谱中的光子数量与所述能谱中的能量之间的关系；以及基于所述能谱的分布将所述能谱分为至少两个能量仓，以使所述每个能量仓在其相应的能量范围内具有大致相同的光子数量。
在一些实施例中，确定所述能谱的分布，所述分布表示所述能谱中的光子数与所述能谱中的能量之间的关系可以包括，确定与所述投影图像的至少一个区域对应的至少一个特征能谱；以及基于所述至少一个特征能谱的累积分布函数(CDF)确定所述能谱的分布。
在一些实施例中，所述至少一个特征能谱可以包括与所述投影图像的不同区域对应的至少两个特征能谱，其中，基于所述至少一个特征能谱的累积分布函数(CDF)确定所述能谱的分布可以包括，确定所述至少两个特征能谱中每个特征能谱的CDF，每个CDF与所述投影图像的不同区域中的一个区域对应；以及基于与所述至少两个特征能谱对应的所述至少两个CDF的面积加权平均值来确定所述能谱的分布。
在一些实施例中，基于与所述至少两个特征能谱对应的所述至少两个CDF的面积加权平均值来确定所述能谱的分布可以包括，确定所述投影图像的每个不同区域的面积；通过所述面积对所述至少两个CDF中的每个累积分布函数进行加权；以及基于所述加权后的CDF确定所述能谱的分布。
在一些实施例中，确定所述投影图像的每个不同区域的面积可以包括，确定所述投影图像的所述每个不同区域的加权因子；确定所述投影图像的所述每个不同区域的实际面积；以及基于所述投影图像的每个不同区域的所述加权因子和所述投影图像的每个不同区域的所述实际面积，确定所述投影图像的所述每个不同区域的所述面积。
在一些实施例中，确定所述至少一个像素点的投影值，所述投影值表示与所述至少一个像素点对应的X射线的透射投影，并且具有在所述能量仓对应的能量范围内的能量可以包括，确定沿着所述X射线的方向的衰减系数的线积分，所述X射线与所述至少一个像素点对应并且具有在所述能量仓的相应能量范围内的能量。
在一些实施例中，所述衰减系数可以与所述能量仓的平均能量对应。
在一些实施例中，基于所述X射线的所述能谱在所述投影图像的不同区域之间的变化，确定与所述能量仓对应的加权系数可以包括，确定所述至少一个像素点在所述投影图像中的位置；确定所述投影图像中像素点的位置与所述能量仓对应的加权系数之间的关系；以及根据所述投影图像中所述至少一个像素点的所述位置和所述关系，确定与所述能量仓对应的加权系数。
在一些实施例中，所述投影图像中的像素点的位置可以包括所述至少一个像素点相对于所述投影图像的中心的径向距离。
在一些实施例中，所述方法可以进一步包括，对于所述投影图像的每个所述不同区域，确定与所述能量仓对应的代表性加权系数；以及通过拟合所述投影图像的所述不同区域的所述代表性加权系数来确定函数。
在一些实施例中，与所述投影图像的每个所述不同区域的所述能量仓对应的所述代表性加权系数可以与在所述能量仓的所述能量范围内并且与所述投影图像的所述每个不同区域对应的光子的数量有关。
在一些实施例中，所述关系可以是与所述能量仓对应的加权系数相对于所述投影图像中的所述像素点的所述位置连续变化。
在一些实施例中，所述与每个能量仓对应的加权系数可以为基集的加权，所述基集近似于所述X射线在所述投影图像上的能谱。
根据本申请的一方面，提供一种用于合成投影图像的系统。所述系统可以包括至少一个存储介质，所述存储介质包括一组指令；以及至少一个处理器，所述处理器与所述至少一个存储介质通信。在执行所述指令时，所述至少一个处理器可以被配置为使所述系统执行操作。所述操作可以包括将X射线的能谱划分为一个或以上能量仓，所述X射线的能谱相对于所述投影图像的不同区域而变化，所述一个或以上能量仓中的每一个能量仓与一个能量范围对应。所述操作可以进一步包括，对于所述投影图像中的至少一个像素点，对于所述一个或以上能量仓中的每个能量仓，确定所述至少一个像素点的投影值，所述投影值表示与所述至少一个像素点对应的X射线的透射投影，并且具有在所述能量仓对应的能量范围内的能量，基于所述X射线的所述能谱在所述投影图像的不同区域之间的变化，确定与所述能量仓对应的加权系数，以及基于所述至少一个像素点的所述投影值和与所述能量仓对应的加权系数，确定所述至少一个像素点的加权投影值。以及，所述操作还可以包括基于与全部所述一个或多个能量仓对应的所述至少一个像素点的加权投影值，确定所述至少一个像素点的像素值。
本申请的一部分附加特性可以在下面的描述中进行说明。通过对以下描述和相应附图的研究或者对实施例的生产或操作的了解，本申请的一部分附加特性对于本领域技术人员是显而易见的。本申请的特征可以通过对以下描述的具体实施例的各种方面的方法、手段和组合的实践或使用得以实现和达到。
附图说明
本申请将通过示例性实施例进行进一步描述。这些示例性实施例将通过附图进行详细描述。附图未按比例绘制。这些实施例是非限制性的示例性实施例，在这些实施例中，各图中相同的编号表示相似的结构，其中：
图1是根据本申请的一些实施例所示的示例性成像系统的示意图；
图2是根据本申请的一些实施例所示的可以在其上实现成像系统100的至少一部分的示例性计算设备的示意图；
图3是根据本申请的一些实施例所示的示例性移动设备的硬件和/或软件组件的示意图；
图4是根据本申请的一些实施例所示的示例性处理设备的框图；
图5是根据本申请的一些实施例所示的用于合成投影图像的示例性过程的流程图；
图6是根据本申请的一些实施例所示的用于划分X射线的能谱的示例性过程的流程图；
图7是根据本申请的一些实施例所示的用于确定能谱的分布的示例性过程的流程图；
图8是根据本申请的一些实施例所示的用于确定投影图像的每个不同区域的面积的示例性过程的流程图；
图9是根据本申请的一些实施例所示的用于确定与能量仓对应的加权系数的示例性过程的流程图；
图10a是根据本申请的一些实施例所示的两个或以上能谱的示意图；
图10b是根据本申请的一些实施例所示的两个或以上归一化能谱的示意图；
图11是根据本申请的一些实施例所示的被划分为不同能量仓的示例性能谱的示意图；
图12a是根据本申请的一些实施例所示的加权图的示意图；
图12b是根据本申请的一些实施例所示的加权图的示意图；
图13是根据本申请的一些实施方式的水等效板的示意图；
图14a是根据本申请的一些实施例所示的从具有空间变化光谱的辐射源合成的投影图像的示意图；
图14b是根据本申请的一些实施例所示的从具有空间变化光谱的辐射源合成的投影图像的示意图。
具体实施方式
为了更清楚地说明本申请实施例的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单的介绍。然而，本领域技术人员应该明白，可以在没有这些细节的情况下实施本申请。在其他情况下，已经在相对较高的级别上描述了公知的方法、过程、系统、组件和/或电路，而没有细节，以避免不必要地使本申请的各方面不清楚。对于本领域的普通技术人员来讲，显然可以对所披露的实施例做出各种改变，并且在不偏离本申请的原则和范围的情况下，本申请中所定义的普遍原则可以适用于其他实施例和应用场景。因此，本申请不限于所示的实施例，而是符合与申请专利范围一致的最广泛范围。
可以理解的是，本文使用的术语“系统”、“引擎”、“单元”、“模块”和/或“区块”是用于按升序区分不同级别的不同构件、元件、部件、部分或组件的方法。然而，如果可以达到相同的目的，这些术语也可以被其他表达替换。
通常，这里使用的词语“模块”、“单元”或“块”是指体现在硬件或固件中的逻辑，或者是软件指令的集合。本文描述的模块，单元或块可以被实现为软件和/或硬件，并且可以被存储在任何类型的非暂时性计算机可读介质或另一存储设备中。在一些实施例中，可以编译软件模块/单元/块并将其链接到可执行程序中。应当理解，软件模块可以从其他模块/单元/块或从它们自身调用，和/或可以响应检测到的事件或中断来调用。被配置为在计算设备(例如，如图2所示的处理器210)上执行的软件模块/单元/块可以被提供在计算机可读介质上，诸如压缩盘、数字视频盘、闪存驱动器、磁盘或任何其他有形媒体，或作为数字下载(并且可以最初以压缩或可安装的格式存储，需要在执行之前进行安装，解压缩或解密)。这里的软件代码可以被部分的或全部的储存在执行操作的计算设备的存储设备中，并应用在计算设备的操作之中。内存指令可以嵌入在固件中，例如可擦可编程只读存储器(EPROM)。还将意识到，硬件模块/单元/块可以被包括在所连接的逻辑组件中，例如门和触发器，和/或可以被包括在可编程单元中，例如可编程门阵列或处理器。这里描述的模块/单元/块或计算设备功能可以实现为软件模块/单元/块，但是可以用硬件或固件表示。通常，这里描述的模块/单元/块指的是逻辑模块/单元/块，其可以与其他模块/单元/块组合或者分成子模块/子单元/子块，尽管它们是物理组织或存储器。
可以理解的是，当一个单元、引擎、模块或块被称为在另一个单元、引擎、模块或块“上”，“连接”或“耦合”到另一个单元、引擎、模块或块时，它可以直接在、连接或耦合上，或与其他单元、引擎、模块或块进行通信，或者可能存在中间单元、引擎、模块或块，除非上下文另有明确说明。在本申请中，术语“和/或”可以包括任何一个或以上相关所列条目或其组合。
本申请中所使用的术语仅出于描述特定示例和实施例的目的，而非限制性的。如本申请使用的单数形式“一”、“一个”及“该”同样可以包括复数形式，除非上下文明确提示例外情形。将进一步理解的是，当在本文中使用时，术语“包括”和/或“包括”指定整数、设备、行为、陈述的特征、步骤、元素、操作和/或组件的存在，但不排除存在或增加一个或以上其他整数、设备、行为、特征、步骤、元素、操作、组件和/或其组。
本申请提供一种成像系统和方法，例如，可以用于疾病诊断、身体检查或疾病治疗。例如，本申请提供的成像系统和方法可以用于内部检查(例如，非介入式内部检查)，包括对一个或多个组织或一个或多个器官的解剖结构、一个或多个组织或一个或多个器官的代谢、一个或多个组织或一个或多个器官的功能的内部检查。所述成像系统可以应用于医疗领域以外的其他领域。例如，所述系统可以用于一个或多个组件的内部检查(例如，非介入式内部检查)。例如，本申请中提供的成像系统和方法可以用于机器部件的缺陷检测、行李或行李箱的安全扫描、故障分析、计量、组装分析、空隙检测、壁厚评估等，或其任意组合。
本申请的一些实施例提供了用于合成投影图像的系统和方法。在一些实施例中，合成投影图像可以用于数字重建的射线照片的合成，提供沿特定视图方向的三维(3D)图像体积内的衰减的二维(2D)图像表示。在一些实施例中，所述合成投影图像可以用于放射治疗中的射野图像的合成，其可以用于可视化、位置验证和射野剂量。例如，可以比较合成的射野图像以在图像对之间识别和比较解剖特征、基准标记和治疗区域的绝对位置和相对位置。又例如，可以将合成的射野图像与从治疗计划中导出的2D分布进行比较，以执行治疗实施方面的验证。具体地，可以从治疗图像合成投影图像，然后将其与从计划CT图像合成的图像进行比较。投影图像可以是标准射线照相投影、2D剂量分布或剂量质量度量，例如，伽玛指数图。
在一些实施例中，为了合成高质量的投影图像，可以考虑辐射源(例如，X射线源)的空间变化光谱。具体地，X射线的空间变化光谱可以被分成一个或以上能量仓，并且光谱的空间变化可以由每个能量仓的空间变化的加权系数来表示。因此，对于投影图像的每个像素点，可以基于与每个能量仓对应的X射线的透射投影以及与每个能量仓对应的加权系数和像素点的空间位置来确定像素点的值。
以下描述是为了更好地理解用于合成投影图像的方法和/或系统。在本申请中使用的术语“图像”可以指的是2D图像、3D图像、4D图像和/或任何相关的图像数据(例如，投影数据和/或对应的图像数据)。图像数据可以对应于对象(例如，患者)或对象的不同解剖结构对X射线束的吸收程度的分布。对应于图像数据的投影数据可以指的是沿着至少两个X射线束方向的线性衰减系数之和或线积分。
以下与CT成像系统有关的描述是为了说明的目的而提供。应当理解，这并不旨在限制本申请的范围。对于本领域普通技术人员而言，在本发明的指导下可以扣除一定数量的变化，改变和/或修改。这些变化、改变和/或修改不脱离本申请的范围。
图1是根据本申请的一些实施例所示的示例性成像系统100的示意图。成像系统100可以包括成像设备110、网络120、一个或以上终端130、处理设备140和存储设备150。
成像设备110可以是计算机断层摄影(CT)成像设备、磁共振图像(MRI)设备或正电子发射断层摄影(PET)成像设备等。成像设备110可包括机架113、探测器112、工作台114和扫描源115。机架113可以支撑探测器112和扫描源115。机架113可以将对象(或物体)放置在工作台114上以进行扫描。扫描源115可以向对象发射X射线。探测器112可以检测衰减的X射线。衰减的X射线可以进一步被处理并转换为图像数据以用于图像重建。仅作为示例，参考成像系统100，X射线可以根据轫致辐射原理由扫描源115产生，并且X射线的能谱可以在空间位置上变化。探测器112可以包括半导体探测器、气体探测器或闪烁探测器等。在一些实施例中，探测器112可以包括至少两个探测器单元，并且可以以任何合适的方式布置至少两个探测器单元。例如，至少两个探测器单元可以布置在平面上，并且探测器112可以是平板探测器。又例如，至少两个探测器单元可以布置在弧形表面上，并且探测器112可以是弧形的探测器。
在一些实施例中，可以将治疗设备(图中未示出)添加到成像系统100。该治疗设备可以包括治疗放射源、机架、准直仪等，或其组合。治疗放射源可以是线性加速器(LINAC)。准直仪可以控制由治疗放射源产生的放射线的形状。在一些实施例中，成像设备110和治疗设备可以共用一个机架。例如，治疗放射源可以安装在机架113上。可以将对象放置在工作台114上以进行治疗和/或扫描。仅作为示例，参考放射治疗设备，成像系统100可以是RT-CT系统。本文所述的成像设备110可以应用于图像引导放射疗法(IGRT)中的对象定位和/或认证。基于从由成像设备110的探测器112检测到的衰减的X射线处理/转换的图像数据，可以生成用于引导放射疗法的图像。
网络120可以包括可以促进成像系统100的信息和/或数据的交换的任何合适的网络。在一些实施例中，成像系统100的一个或以上组件(例如，成像设备110、终端130、处理设备140、存储设备150等)可以经由网络120与成像系统100的一个或以上其他组件或者外部设备(例如，外部存储设备)交换信息和/或数据。例如，处理设备140可以经由网络120从成像设备110获取投影数据。又例如，处理设备140可以经由网络120从终端130获取用户指令。网络120可以是和/或包括公共网络(例如，互联网)、专用网络(例如，局域网(LAN)、广域网(WAN)、有线网络(例如，无线局域网)、以太网、无线网络(例如702.11网络、Wi-Fi网络)、蜂窝网络(例如，长期演进(LTE)网络)、帧中继网络、虚拟专用网(VPN)、卫星网络、电话网络、路由器、集线器、交换机、服务器计算机和/或其任何组合。仅作为示例，网络120可以包括电缆网络、有线网络、光纤网络、电信网络、内联网、无线局域网(WLAN)、城域网(MAN)、公共电话交换网(PSTN)、蓝牙TM网络、ZigBeeTM网络、近场通信(NFC)网络等，或其任意组合。在一些实施例中，网络120可以包括一个或以上网络接入点。例如，网络120可以包括诸如基站和/或互联网交换点之类的有线和/或无线网络接入点，通过其可以将成像系统100的一个或以上组件连接到网络120以交换数据和/或信息。
终端130可以包括移动设备131、平板电脑132、笔记本电脑133等、或其任何组合。在一些实施例中，移动设备131可以包括智能家居设备、可穿戴设备、智能移动设备、虚拟现实设备、增强现实设备等，或其任何组合。仅作为示例，终端130可以包括如图3所示的移动设备。在一些实施例中，智能家居设备可以包括智能照明设备、智能电器控制设备、智能监控设备、智能电视、智能摄像机、对讲机等，或其任意组合。在一些实施例中，可穿戴设备可以包括手镯、鞋类、眼镜、头盔、手表、衣物、背包、智能配件等，或其任意组合。在一些实施例中，移动设备可以包括移动电话、个人数字助理(PDA)、游戏设备、导航设备、POS机、笔记本电脑、平板电脑、台式机或喜欢、或其任何组合。在一些实施例中，虚拟现实设备和/或增强现实设备可以包括虚拟现实头盔、虚拟现实眼镜、虚拟现实眼罩、增强现实头盔、增强现实眼镜、增强现实眼罩等，或其任意组合。例如，虚拟现实设备和/或增强现实设备可以包括GoogleGlassTM、OculusRiftTM、HololensTM、GearVRTM等。在一些实施例中，终端130可以是处理设备140的一部分。
处理设备140可以处理从成像设备110、终端130、存储设备150、外部设备等获取的数据、图像和/或信息。在一些实施例中，处理设备140可以是单个服务器或服务器组。服务器组可以是集中式或分布式的。在一些实施例中，处理设备140可以在成像系统100的其他组件(例如，成像设备110)的本地或远端。例如，处理设备140可以经由网络120访问存储在成像设备110、终端130、存储设备150、外部设备等中的数据、图像和/或信息。又例如，处理设备140可以直接连接至成像设备110、终端130和/或存储设备150以访问所存储的数据、图像和/或信息。在一些实施例中，处理设备140可以在云平台上实现。仅作为示例，所述云平台可以包括私有云、公共云、混合云、社区云、分布云、内部云、多层云等，或其任意组合。在一些实施例中，处理设备140可以由具有如图2所示的一个或以上组件的计算设备200来实现。
存储设备150可以存储数据、指令和/或任何其他信息。在一些实施例中，存储设备150可以存储从终端130和/或处理设备140获取的数据。在一些实施例中，存储设备150可以存储数据和/或处理设备140可以执行或用来执行本申请中描述的示例性方法的指令。在一些实施例中，存储设备150可以包括大容量存储器、可移动存储器、易失性读写存储器、只读存储器(ROM)等，或其任意组合。示例性大容量存储器可以包括磁盘、光盘、固态驱动器等。示例性可移动存储器可以包括闪存驱动器、软盘、光盘、内存卡、压缩盘、磁带等。示例性易失性读写存储器可以包括随机存取存储器(RAM)。示例性RAM可以包括动态随机存取内存(DRAM)、双倍数据速率同步动态随机存取内存(DDR SDRAM)、静态随机存取内存(SRAM)、晶闸管随机存取内存(T-RAM)和零电容随机存取内存(Z-RAM)等。示例性ROM可以包括掩模ROM(MROM)、可编程ROM(PROM)、可擦除可编程ROM(EPROM)、电可擦除可编程ROM(EEPROM)、光盘ROM(CD-ROM)和数字多功能盘ROM等。在一些实施例中，所述存储设备150可以在云平台上实现。仅作为示例，所述云平台可以包括私有云、公共云、混合云、社区云、分布云、内部云、多层云等，或其任意组合。
在一些实施例中，存储设备150可以连接到网络120，以与成像系统100的一个或以上其他组件(例如，处理设备140、终端130)通信。成像系统100的一个或多个组件可以经由网络120访问存储在存储设备150中的数据或指令。在一些实施例中，存储设备150可以直接连接至成像系统100的一个或以上其他组件(例如，处理设备140、终端130)或与之通信。在一些实施例中，存储设备150可以是处理设备140的一部分。
图2是根据本申请的一些实施例所示的示例性计算设备200的示意图，成像系统100的至少一部分可以在其上实现。如图2所示，计算设备200可以包括处理器210、存储器220、输入/输出(I/O)230和通信端口240。
处理器210可以执行计算机指令(例如，程序代码)，并且根据本文描述的技术执行处理设备140的功能。计算机指令可以包括例如例程、程序、对象、组件、数据结构、过程、模块和功能、其执行本文所述的特定功能。例如，处理器210可以处理从成像设备110、终端130、存储设备150和/或成像系统100的任何其他组件获取的投影数据。又例如，处理器210可以处理从终端130、存储设备150和/或成像系统100的任何其他组件获取的图像。在一些实施例中，处理器210可以包括一个或以上硬件处理器，例如微控制器、微处理器、精简指令集计算机(RISC)、专用集成电路(ASIC)、专用指令集处理器(ASIP)、中央处理单元(CPU)、图形处理单元(GPU)、物理处理单元(PPU)、微控制器单元、数字信号处理器(DSP)、现场可编程门阵列(FPGA)、高级RISC机器(ARM)、可编程逻辑设备(PLD)、能够执行一个或以上功能的任何电路或处理器等或其组合。
仅仅为了说明，在计算设备200中仅描述了一个处理器。然而应注意，本申请中的计算设备200还可包括多个处理器。因此，本申请中所描述的由一个处理器执行的操作和/或方法步骤也可以由多个处理器联合或分别执行。例如，在本申请中，计算设备200的处理器同时执行操作A和操作B，则应当理解，操作A和操作B也可以由计算设备中的两个或以上不同的处理器联合或分别执行(例如，第一处理器执行操作A、第二处理器执行操作B、或者第一处理器和第二处理器共同执行操作A和B)。
存储器220可以存储从成像设备110、终端130、存储设备150和/或成像系统100的任何其他组件、外部设备等获取的数据/信息。在一些实施例中，内存装置220可以包括存储设备、可移动存储设备、易失性读写存储器、只读存储器(ROM)等或其组合。例如，大容量存储器可以包括磁盘、光盘、固态驱动器等。可移动存储设备可以包括闪存驱动器、软盘、光盘、存储卡、压缩磁盘、磁带等。易失性读写存储器可以包括随机存取存储器(RAM)。RAM可以包括动态RAM(DRAM)、双倍速率同步动态RAM(DDR SDRAM)、静态RAM(SRAM)、晶闸管RAM(T-RAM)和零电容器RAM(Z-RAM)等。ROM可以包括掩模ROM(MROM)、可编程ROM(PROM)、可擦除可编程ROM(EPROM)、电可擦除可编程ROM(EEPROM)、光盘ROM(CD-ROM)和数字多功能盘ROM等。在一些实施例中，存储器220可以存储一个或以上程序和/或指令以执行本申请中描述的示例性方法。例如，存储器220可以存储用于处理设备140的程序，所述程序用于合成投影图像。
输入/输出230可以输入和/或输出信号、数据、信息等。在一些实施例中，输入/输出230可以使用户能够与处理设备140交互。在一些实施例中，输入/输出230可以包括输入设备和输出设备。输入设备的示例可以包括键盘、鼠标、触摸屏、麦克风等，或其组合。输出设备的示例可以包括显示设备、扬声器、打印机、投影仪等，或其组合。显示设备的示例可以包括液晶显示器(LCD)、基于发光二极管(LED)的显示器、平板显示器、曲面屏幕、电视设备、阴极射线管(CRT)、触摸屏屏幕等，或其组合。
通信端口240可以连接到网络(例如，网络120)以促进数据通信。通信端口240可以在处理设备140与成像设备110、终端130和/或存储设备150之间建立连接。该连接可以是有线连接、无线连接、可以实现数据传输和/或接收的任何其他通信连接和/或这些连接的组合。有线连接可以包括例如电缆、光缆、电话线等，或其组合。无线连接可以包括例如蓝牙TM链接、Wi-FiTM链接、WiMaxTM链接、WLAN链接、ZigBee链接、移动网络链接(例如，3G、4G、5G等)等，或其组合。在一些实施例中、通信端口240可以是和/或包括标准化通信端口，例如RS232、RS485等。在一些实施例中，通信端口240可以是专门设计的通信端口。例如，可以根据数字成像和医学通信(DICOM)协议来设计通信端口240。
图3是根据本申请的一些实施例所示的可以在其上实现终端130的示例性移动设备300的示例性硬件和/或软件组件的示意图。如图3所示，移动设备300可以包括通信平台310、显示器320、图形处理单元(GPU)330、中央处理单元(CPU)340、I/O350、内存360和存储器390。在一些实施例中，任何其他合适的组件，包括但不限于系统总线或控制器(未示出)，也可包括在移动设备300内。在一些实施例中，可将移动操作系统370(例如，iOSTM、AndroidTM、Windows PhoneTM)和一个或以上应用程序380从存储器390加载到内存360中，以便由CPU 340执行。应用程序380可以包括浏览器或任何其他合适的移动应用程序，用于从处理设备140接收和渲染与图像处理有关的信息或其他信息。可以通过I/O 350实现与信息流的用户交互，并通过网络120将其提供给处理设备140和/或成像系统100的其他组件。
为了实施本申请描述的各种模块、单元及其功能，计算机硬件平台可用作本文中描述的一个或以上组件的硬件平台。具有用户接口元素的计算机可用于实施个人计算机(PC)或任何其他类型的工作站或终端设备。若计算机被适当的程序化，计算机亦可用作服务器。
图4是根据本申请的一些实施例所示的示例性处理设备140的框图。处理设备140可以包括能谱划分模块410、投影值确定模块420、加权系数确定模块430、加权投影值确定模块440、像素值确定模块450。处理设备140可以在各种组件上(例如，如图2所示的计算设备200，如图3所示的移动设备300)实现。
能谱划分模块410可以被配置为将X射线的能谱划分为一个或以上能量仓。在一些实施例中，X射线可以穿过对象以产生对象的投影图像。进入对象的X射线的能谱可以表示光子相对于不同能量的分布。进入对象的X射线的能谱可能会在空间位置上发生变化，例如，在X射线的光束横截面上或在投影图像的不同区域上发生变化。
在一些实施例中，为了将X射线的能谱划分为一个或以上能量仓，能谱划分模块410可以被配置为确定X射线的能谱的分布，所述分布可以指示能谱中光子数量和能量之间的关系。具体地，能谱划分模块410可以从X射线的空间变化的能谱中确定至少一个特征能谱，所述至少一个特征能谱与投影图像的至少一个区域对应；确定至少两个特征能谱中每个特征能谱的CDF，每个CDF与投影图像的不同区域中的一个区域对应；确定投影图像的每个不同区域的面积；通过其对应的面积对至少两个CDF中的每个CDF进行加权；并基于加权后的CDF确定所述能谱。在一些实施例中，为了确定投影图像的每个不同区域的面积，能谱划分模块410可以被配置为确定投影图像的每个不同区域的加权因子；确定投影图像的每个不同区域的实际面积；基于投影图像的每个不同区域的加权因子和投影图像的每个不同区域的实际面积，确定投影图像的每个不同区域的面积。在一些实施例中，能谱划分模块410可以进一步被配置为基于能谱的分布，将能谱划分为至少两个能量仓，使得每个能量仓在其相应的能量范围内具有相同或近似相同数量的光子。
投影值确定模块420可以被配置为对于所述投影图像的至少一个像素点，对于所述一个或以上能量仓中的每个能量仓，确定所述至少一个像素点的投影值，所述投影值表示与所述至少一个像素点对应的X射线的透射投影，并且具有在所述能量仓对应的能量范围内的能量。在一些实施例中，所述一个或以上像素点的投影值可以与对象衰减穿过它的X射线的能力有关。在一些实施例中，对象衰减X射线的能力可以由衰减系数表示。在一些实施例中，为了确定投影图像的至少一个像素点的投影值，投影值确定模块420可以被配置为沿着从辐射源指向至少一个像素点的X射线的方向计算衰减系数之和或线积分。
加权系数确定模块430可以被配置为基于所述X射线的所述能谱在所述投影图像的不同区域之间的变化，确定与所述能量仓对应的加权系数。与能量仓对应的加权系数可以提供与能量仓对应的投影值的权重。在一些实施例中，可以通过基集来近似投影图像(或投影图像中的感兴趣区域)上X射线的光谱，并且与每个能量仓对应的加权系数可以是基集的加权。
在一些实施例中，加权系数确定模块430可以被配置为确定至少一个像素点在投影图像中的位置。投影图像中的像素点的位置可以包括至少一个像素点相对于投影图像的中心的径向距离。在一些实施例中，加权系数确定模块430可以进一步被配置为对于每个能量仓，确定投影图像中的像素的位置与加权系数之间的关系。在一些实施例中，投影图像中的像素点的位置与加权系数之间的关系可以由特定函数表示。在一些实施例中，对于每个能量仓，为了确定投影图像中的像素点的位置与加权系数之间的关系，加权系数确定模块430可以确定与能量仓对应的代表性加权系数。对于投影图像的每个不同区域，其代表性加权系数可以与位于能量仓的能量范围内的光子数量有关。并且，加权系数确定模块430还可以通过拟合投影图像的不同区域的代表性加权系数来确定函数。在一些实施例中，加权系数确定模块430可以进一步被配置为基于至少一个像素点在投影图像中的位置和所述关系来确定与能量仓对应的加权系数。
加权投影值确定模块440可以被配置为基于所述至少一个像素点的所述投影值和与所述能量仓对应的加权系数，确定所述至少一个像素点的加权投影值。在一些实施例中，加权投影值确定模块440可以被配置为将投影值乘以加权系数以确定加权投影值。
像素值确定模块450可以被配置为基于与全部所述一个或多个能量仓对应的所述至少一个像素点的加权投影值，确定所述至少一个像素点的像素值。
应当注意，以上提供的处理设备140的描述是出于说明的目的，而不是要限制本申请的范围。对于本领域的普通技术人员而言，在不脱离本申请的原理的情况下，可以对上述方法和系统的应用形式和细节进行各种修改和改变。仅作为示例，处理设备140可以包括一个或以上其他模块。然而，这些变化和修改也落入本申请的范围内。
图5是根据本申请的一些实施例所示的用于合成投影图像的示例性过程500的流程图。在一些实施例中，过程500的至少一部分可以由处理设备140执行(例如，在图2所示的计算设备200中实现)。例如，过程500可以以指令(例如，应用程序)的形式存储在存储设备(例如，存储设备150、存储器220、存储器390)中，并由设备140(例如，图2所示的处理器210、图3所示的CPU340或图4所示的处理设备140中的一个或以上模块)调用和/或执行。以下所示过程的操作仅出于说明的目的。在一些实施例中，过程500可以利用一个或以上未描述的附加操作和/或不使用所讨论的一个或以上操作来完成。另外，如图5所示和以下所述的过程500的操作顺序并非旨在限制。
在502中，处理设备140(例如，能谱划分模块410)可以将X射线的能谱划分为一个或以上能量仓。在一些实施例中，X射线可以穿过对象以产生对象的投影图像。进入对象的X射线的能谱可以表示光子相对于不同能量的分布。进入对象的X射线的能谱可能会在空间位置上发生变化，例如，在X射线的光束横截面上或在投影图像的不同区域上发生变化。
在一些实施例中，X射线可以由成像设备110中的扫描源115根据特定原理(例如，韧致辐射原理)产生。例如，扫描源115可以包括X射线管，所述X射线管可以利用由高压发生器提供的电源来产生X射线。具体地，X射线管可以至少包括阳极和阴极。阴极可包括构造成发射自由电子的一根或多根细丝(例如钨丝、铱丝、镍丝、钼丝)。自由电子可以在阴极和阳极之间的电场中被加速，以形成撞击阳极的电子束，从而进一步产生诸如X射线的放射性射线。阳极可以由导电材料制成，并且可以在高温下具有高机械强度并且具有高熔点。示例性的材料可包括钛锆钼(TZM)、铁、铜、钨、石墨或合金等，或其任意组合。
在一些实施例中，可以通过使用成像设备110对对象或其一部分进行扫描来获取投影图像。例如，扫描源115可以发射X射线以扫描位于工作台114上的对象或其一部分(例如，患者的头部、乳房等)。探测器112可以检测从扫描源115发射的或被对象或其一部分散射的一个或以上X射线以获取投影值。投影值可以被发送到处理设备140以生成投影图像。在一些实施例中，处理设备140可以进一步使用投影算法基于投影值来重建对象或其一部分的图像。示例性重建算法可以包括迭代重建算法(例如，统计重建算法)、傅立叶切片定理算法、扇形光束重建算法、解析重建算法、代数重建技术(ART)、同时代数重建技术(SART)、滤波反投影(FBP)技术、Feldkamp-Davis-Kress(FDK)重建技术等，或其任意组合。
在一些实施例中，投影图像的不同区域可以被具有不同能谱的X射线的不同部分辐射。为简便起见，如果投影图像的特定区域被一部分X射线辐射，则X射线的该部分可以被称为所述特定区域的对应的X射线。在一些实施例中，投影图像可以被分成两个或以上的区域。对于所述两个或以上区域中的每个区域，在对应的X射线的能谱变化低于阈值的情况下，对应的X射线的能谱可以被认为是均匀的。仅作为示例，在X射线径向对称的情况下(例如，X射线形成锥形束)，投影图像的区域可以被分成两个或以上的环形圈。与投影图像的两个或以上的环形圈中每个环形圈对应的能谱可以被认为是均匀的，并且与投影图像的不同环形圈对应的X射线的能谱可以被认为是不同的。为简便起见，与投影图像的特定区域对应并被视为均匀的能谱可以被称为特征能谱。
在一些实施例中，空间变化的能谱可以被划分为一个或以上能量仓，从而可以分别确定与一个或以上能量仓中的每个能量仓对应的X射线的衰减。一个或以上能量仓中的每个能量仓可以由两个能量界限(即，能量上限和能量下限)界定，并且具有在两个界限内的能量范围。例如，X射线的能谱可以被划分为N个能量仓，这些能量仓由能量界限E0、E1、...、En界定，其中En>En-1。应当注意，能量仓的划分可以根据特定规则来实现。例如，特定规则可以是划分的能量仓具有相同的能量范围，或者每个划分的能量仓内的光子数量可以相同等等。关于能量仓的划分的更多描述可以在本申请的其他地方找到，例如参见图6及其描述。
在504中，对于投影图像中的至少一个像素点，以及对于一个或以上能量仓中的每个能量仓，处理设备140(例如，投影值确定模块420)可以确定至少一个像素点的投影值。所述投影值表示与至少一个像素点对应的X射线的透射投影，并且具有在所述能量仓对应的能量范围内的能量。
在一些实施例中，一个或以上像素点的投影值可以与对象衰减穿过它的X射线的能力有关。例如，具有较高的衰减X射线的能力的对象可能会更好地吸收或散射X射线，从而产生一个或以上像素点的较小的投影值。具有较低的衰减X射线的能力的对象可能不会更好地吸收或散射X射线，从而产生一个或以上像素点的较大的投影值。另外，在一些实施例中，一个或以上像素点的投影值可以与穿过对象的X射线的能量有关。具有不同能量的X射线在穿过对象时可能会不均匀地衰减。当穿过对象的密集部分(更高密度的部分)时，较低能量的X射线可能会衰减得更多。
在一些实施例中，对象衰减X射线的能力可以由衰减系数表示。为了确定投影图像的至少一个像素点的投影值，处理设备140(例如，投影值确定模块420)可以沿着从辐射源指向至少一个像素点的X射线的方向计算衰减系数之和或线积分。如上所述，衰减系数可以取决于X射线的能量。在一些实施例中，为简单起见，与如上所述在一个能量仓内的X射线的不同能量对应的衰减系数可以共用相同的衰减值。相同的衰减值可以是与能量仓的典型能量对应的衰减系数的值(例如，能量仓的平均能量、能量仓的能量上限、能量仓的能量下限)。
出于说明目的，如下所示，可以从连续透射投影中导出能量仓的像素点的示例性投影值：
Figure BDA0002823928300000141
其中，m表示探测器(例如，探测器112)上的一个连续位置，l表示连接辐射源和位置m的线，x表示对象中被X射线中穿过的位置，n表示能量仓的序列号，μ表示对象的衰减系数，与能量仓的平均能量(En+En-1)/2有关。
在一些实施例中，如果投影图像具有矩形像素点，则能量仓的像素点的示例性投影值可以表示为：
Pn[u,v]＝∫dm1∫dm2Pn(m1,m2)δ(m1-uΔm1,m2-vΔm2) (2)
其中，Pn[u,v]是在探测器112上坐标为[u,v]的像素点的投影值，并且Δm表示矩形像素点的边宽。
在一些实施例中，可以在进一步处理(例如，确定像素点的像素点值)之前对投影值进行预处理。例如，处理设备140(例如，投影值确定模块420)可以消除或减少由物理因素对投影值造成的误差和/或影响。示例性的预处理操作可以包括空气校正、串扰校正、离焦校正、射束硬化校正等，或其任意组合。
在506中，处理设备140(例如，加权系数确定模块430)可以基于所述X射线的所述能谱在所述投影图像的不同区域之间的变化，确定与所述能量仓对应的加权系数。能量仓对应的加权系数可以提供与能量仓对应的投影值的权重。在一些实施例中，对于特定的像素点，可以为不同像素点对应的不同投影值提供不同的权重。
在一些实施例中，处理设备140(例如，加权系数确定模块430)可以确定投影图像中的至少一个像素点的位置，并获取投影图像中像素点的位置与能量仓对应的加权系数之间的关系。在一些实施例中，投影图像中的至少一个像素点的位置可以包括至少一个像素点相对于投影图像的中心的径向距离。处理设备140(例如，加权系数确定模块430)可以进一步基于投影图像中至少一个像素点的位置和所述关系来确定能量仓对应的加权系数。
在一些实施例中，对于特定像素点，与能量仓对应的加权系数可以与在能量仓的能量范围内并且与投影图像中光子所发射到的区域对应的光子数量有关。关于加权系数的更多描述可以在本申请的其他地方找到，例如参见图9及其描述。
在508中，处理设备140(例如，加权投影值确定模块440)可以基于至少一个像素点的投影值和与能量仓对应的加权系数，确定至少一个像素点的加权投影值。
在一些实施例中，可以将投影值乘以加权系数以确定加权的投影值。例如，如果在探测器112上的位置[u,v]并且与第n个能量仓对应的像素点的投影值是Pn[u,v]，并且在探测器112上的位置[u,v]处并且与第n个能量仓对应的至少一个像素点的加权系数是ωn[u,v]，则对应的加权投影值可以表示为ωn[u,v]Pn[u,v]。
在510中，处理设备140(例如，像素点值确定模块450)可以基于与全部的一个或多个能量仓对应的至少一个像素点的加权投影值，确定至少一个像素点的像素值。
在一些实施例中，根据以下公式，处理设备140(例如，像素点值确定模块450)可以通过将与全部的一个或多个能量仓对应的至少一个像素点的加权投影值相加来确定至少一个像素点的像素点值：
Figure BDA0002823928300000161
其中，P[u,v]表示至少一个像素点的像素点值，N为能量仓的总数。
应当注意，以上提供的过程500的描述是是为了说明的目的，而不是意图限制本申请的范围。对于本领域的普通技术人员而言，在不脱离本申请的原理的情况下，可以对上述方法和系统的应用形式和细节进行各种修改和改变。在一些实施例中，过程500可以包括一个或以上其他操作。然而，这些变化和修改也落入本申请的范围内。
图6是根据本申请的一些实施例所示的用于划分X射线的能谱的示例性过程600的流程图。在一些实施例中，过程600的至少一部分可以由处理设备140执行(例如，在图2所示的计算设备200中实现)。例如，过程600可以以指令(例如，应用程序)的形式存储在存储设备(例如，存储设备150、存储器220、存储器390)中，并由设备140(例如，图2所示的处理器210、图3所示的CPU340或图4所示的处理设备140中的一个或以上模块)调用和/或执行。以下所示过程的操作仅出于说明的目的。在一些实施例中，过程600可以利用一个或以上未描述的附加操作和/或不使用所讨论的一个或以上操作来完成。另外，如图6所示和以下描述的过程600的操作顺序并非旨在限制。在一些实施例中，可以根据过程600来实现操作502。
在602中，处理设备140(例如，能谱划分模块410)可以确定能谱的分布，该分布表示能谱中的光子数量与能谱中的能量之间的关系。
在一些实施例中，如本申请的其他地方所描述的(例如，图5及相关描述)，X射线的能谱可以在空间位置上变化，因此投影图像的不同区域可以分别对应一个特征能谱。可以基于至少一个特征能谱来确定能谱的分布。例如，能谱的分布可以表示为从一个特征能谱导出的分布函数。又例如，能谱的分布可以表示为分布函数的加权平均值，所述分布函数是从至少两个不同的能谱导出的。关于分布函数和能谱的分布的更多描述可以在本申请的其他地方找到，例如参见图7及其相关描述。
在604中，处理设备140(例如，能谱划分模块410)可以基于所述能谱的分布将所述能谱分为至少两个能量仓，以使所述每个能量仓在其相应的能量范围内具有大致相同的光子数量。如本文所使用的，如果两个数字近似相同，则可以表示这两个数字之间的差在阈值内。例如，阈值可以是预设数字，例如102、103、104或任何其他合适的值。又例如，阈值可以是两个数字之一的比率，其中该比率可以是1％、3％、5％、10％、20％或任何其他合适的值。
在一些实施例中，能谱的分布可以包括能谱的累积分布函数(CDF)，并且处理设备140(例如，能谱划分模块410)可以基于累积分布函数来划分能谱。在一些实施例中，可以通过相对于能量对能谱积分来确定能谱的CDF，其横坐标代表光谱能量，纵坐标代表光子数量的表示。在能谱随空间变化的情况下，能谱的CDF可以表示空间变化能谱的特征能谱的CDF，其可以通过相对于能量对特征能谱进行积分来计算。可替代地，能谱的CDF可以表示空间变化的能谱的两个或以上特征能谱的CDF的“平均”表示，并且可以通过计算两个或以上不同能谱的CDF的面积加权平均值来计算。关于CDF的更多描述可以在本申请的其他地方找到，例如参见图7及其相关描述。例如，如果要创建10个能量仓，则可以从CDF中选择9个等距的纵坐标，即0.1、0.2、0.3、0.4、0.5、0.6、0.7、0.8、0.9。通过反向查找CDF的横坐标，会产生9个能量仓界限，每个能量仓大约或正好包含出现在X光片中的十分之一的光子。为了说明的目的，图11示出了示例性的能谱(例如，与投影图像的区域相对应的特征能谱)，其中横坐标表示光谱能量的值，纵坐标表示光子的数量。由符号“*”表示的至少两个点1101表示能谱的划分。具体地，每个点1101的横坐标表示能量仓界限。在一些实施例中，可以选择点1101以使得每个能量仓中的光子数量相同或近似相同。
应当注意，以上提供的过程600的描述是为了说明的目的，而不是意图限制本申请的范围。对于本领域的普通技术人员而言，在不脱离本申请的原理的情况下，可以对上述方法和系统的应用形式和细节进行各种修改和改变。在一些实施例中，过程600可以包括一个或以上其他操作。然而，那些变化和修改也落入本申请的范围内。
图7是根据本申请的一些实施例所示的用于确定能谱的分布的示例性过程700的流程图。在一些实施例中，过程700的至少一部分可以由处理设备140执行(例如，在图2所示的计算设备200中实现)。例如，过程700可以以指令(例如，应用程序)的形式存储在存储设备(例如，存储设备150，存储器220，存储器390)中，并由设备140(例如，图2所示的处理器210、图3所示的CPU340或图4所示的处理设备140中的一个或以上模块)调用和/或执行。以下所示过程的操作仅出于说明的目的。在一些实施例中，过程700可以用一个或以上未描述的附加操作和/或不使用所讨论的一个或以上操作来完成。另外，如图7所示和以下描述的过程700的操作顺序并非旨在限制。在一些实施例中，可以根据过程700来实现操作604。
在702中，处理设备140(例如，能谱划分模块410)可以确定与所述投影图像的至少一个区域对应的至少一个特征能谱。在一些实施例中，至少一个特征能谱包括与所述投影图像的不同区域对应的至少两个特征能谱。如本申请中所使用的，相对于投影图像的不同区域而变化的X射线的能谱可以被认为包括与投影图像的不同区域对应的至少两个不同的能谱，并且所述至少两个不同的能谱中的每个能谱可进一步视为特征能谱。
为了说明的目的，图10a中示出了至少两个不同的能谱。至少两个特征能谱共同形成空间变化的能谱，并且至少两个特征能谱中的每个特征能谱与投影图像的环形圈对应。例如，特征能谱1101是径向在17cm至20cm范围内的第一环形圈的区域能谱，特征能谱1102是径向在14cm至17cm范围内的第二环形圈的区域能谱，其与第一环形圈相邻。特征能谱的横坐标表示光谱能量，特征能谱的纵坐标表示特征能谱的对应区域内每平方厘米的光子数量。在图10b中，示出了图10a中的至少两个特征能谱的归一化能谱。与图10a相比，每个特征能谱均被归一化为其对应区域的面积。因此，在图10b中，特征能谱的纵坐标表示特征能谱的对应区域内的光子总数。
在704中，处理设备140(例如，能谱划分模块410)可以确定所述至少两个特征能谱中每个特征能谱的CDF，每个CDF与所述投影图像的不同区域中的一个区域对应。
在一些实施例中，假设将投影图像划分为K个区域Ωk，k＝1、2、…、K，则可以根据以下公式确定与每个区域对应的CDF：
Figure BDA0002823928300000181
其中，sk(E)是照射区域Ωk的特征能谱。在一些实施例中，特征能谱sk(E)可以表示为图10a或图10b所示的曲线。在一些可替代的实施例中，可以通过例如对该区域Ωk内的光子能量进行直方图确定特征能谱sk(E)。
在706中，处理设备140(例如，能谱划分模块410)可以确定投影图像的每个不同区域的面积。在一些实施例中，投影图像的每个不同区域的面积可以是对应区域的实际面积，或者可以是基于加权因子和所述区域的实际面积确定的加权面积。关于确定投影图像的区域的面积的更多描述可以在本申请的其他地方找到，例如参见图8及其描述。
在708中，处理设备140(例如，能谱划分模块410)可以通过所述面积对所述至少两个CDF中的每个CDF进行加权。例如，可以通过将每个CDF乘以其相应的面积来获取与至少两个能谱相对应的至少两个加权的CDF。
在710中，处理设备140(例如，能谱划分模块410)可以基于加权后的CDF确定所述能谱的分布。在一些实施例中，可以将能谱的分布确定为CDF的“平均”表示。
出于说明目的，可以根据如下公式确定能谱的分布：
Figure BDA0002823928300000191
其中，|Ωk|表示区域Ωk的面积，Sk[E]是与区域Ωk对应的特征能谱的CDF。Sk[E]可以根据公式(4)确定。
应当注意，以上提供的过程700的描述是为了说明的目的，而不是意图限制本申请的范围。对于本领域的普通技术人员而言，在不脱离本申请的原理的情况下，可以对上述方法和系统的应用形式和细节进行各种修改和改变。在一些实施例中，过程700可以包括一个或以上其他操作。然而，那些变化和修改也落入本申请的范围内。
图8是根据本申请的一些实施例所示的用于确定投影图像的每个不同区域的面积的示例性过程800的流程图。在一些实施例中，过程800的至少一部分可以由处理设备140执行(例如，在图2所示的计算设备200中实现)。例如，过程800可以以指令(例如，应用程序)的形式存储在存储设备(例如，存储设备150、存储器220、存储器390)中，并由设备140(例如，图2所示的处理器210、图3所示的CPU 340或图4所示的处理设备140中的一个或以上模块)调用和/或执行。以下所示过程的操作仅出于说明的目的。在一些实施例中，过程800可以利用一个或以上未描述的附加操作和/或不使用所讨论的一个或以上操作来完成。另外，如图7所示和以下描述的过程800的操作顺序并非旨在限制。在一些实施例中，可以根据过程800来实现操作706。
在802中，处理设备140(例如，能谱划分模块410)可以确定所述投影图像的所述每个不同区域的加权因子。
在一些实施例中，投影图像的每个不同区域的加权因子可以与各种因素相关。仅作为示例，一个区域的加权因子可以与该区域的位置相关。例如，如果一个区域更靠近投影图像的中心，则该区域可以被认为比远离投影图像中心的区域具有更高的重要性，并且可以被赋予更高的加权因子。在这种情况下，可以为投影图像的中心区域分配最高的加权因子。
在一些实施例中，可以基于至少两个技术来确定投影图像的每个不同区域的加权因子，诸如加权公式、加权算法、预训练的加权模型、预定的加权规则等，或其任意组合。
在804中，处理设备140(例如，能谱划分模块410)可以确定投影图像的每个不同区域的实际面积。在具体实施例中，如本申请中的其他地方所描述的，投影图像可以被分成两个或以上环形圈。在这种情况下，区域Ωk的实际面积可以通过以下方式确定：
Figure BDA0002823928300000192
其中，|Ωk|是区域Ωk的实际面积，rk是区域Ωk的外径，rk-1是区域Ωk的内径。
在806中，处理设备140(例如，能谱划分模块410)可以基于投影图像的每个不同区域的加权因子和实际面积来确定投影图像的每个不同区域的面积。例如，处理设备140(例如，能谱划分模块410)可以通过将投影图像的每个不同区域的实际面积乘以对应的加权因子来确定投影图像的每个不同区域的面积。
应当注意，以上提供的过程800的描述是出于说明的目的，而不是意图限制本申请的范围。对于本领域的普通技术人员而言，在不脱离本申请的原理的情况下，可以对上述方法和系统的应用形式和细节进行各种修改和改变。在一些实施例中，可以省略过程800中描述的一个或以上操作。例如，处理设备140(例如，能谱划分模块410)可以直接确定投影图像的每个不同区域的面积，而无需确定投影图像的每个不同区域的实际面积。在一些实施例中，过程800可以包括一个或以上其他操作。然而，那些变化和修改也落入本申请的范围内。
图9是根据本申请的一些实施例所示的用于确定与能量仓对应的加权系数的示例性过程900的流程图。在一些实施例中，过程900的至少一部分可以由处理设备140执行(实现为例如，图2所示的计算设备200。例如，过程900可以以指令(例如，应用程序)的形式存储在存储设备(例如，存储设备150、存储器220、存储器390)中，并由设备140(例如，图2所示的处理器210、图3所示的CPU340或图4所示的处理设备140中的一个或以上模块)调用和/或执行。以下所示过程的操作仅出于说明的目的。在一些实施例中，过程900可以利用一个或以上未描述的附加操作和/或不使用所讨论的一个或以上操作来完成。另外，如图9所示和以下描述的过程900的操作顺序并非旨在限制。在一些实施例中，可以根据过程900来实现操作508。
在过程902中，处理设备140(例如，加权系数确定模块430)可以确定所述至少一个像素点在所述投影图像中的位置。
在一些实施例中，投影图像可以位于特定的坐标系中。投影图像中的至少一个像素点的位置可以由特定坐标系中的一个或以上坐标表示。例如，至少一个像素点在投影图像中的位置可以由一组笛卡尔坐标表示，其可以包括水平位置和/或垂直位置。又例如，至少一个像素点在投影图像中的位置可以由一组极坐标表示，其可以包括径向位置和/或圆周位置。可选地或附加地，可以将特定坐标系的原点设置在任何位置，例如，投影图像的中心。
在904中，处理设备140(例如，加权系数确定模块430)可以确定投影图像中像素点的位置与能量仓对应的加权系数之间的关系。
在一些实施例中，投影图像中的像素的位置与加权系数之间的关系可以由特定函数表示。特定函数可以是任何类型，例如线性函数、非线性函数。需要说明的是，在此也可以采用其他任何可以表示投影图像中像素位置与加权系数之间关系的形式。
在一些实施例中，对于每个能量仓，为了确定投影图像中像素的位置与加权系数之间的关系，处理设备140(例如，加权系数确定模块430)可以为投影图像的每个不同区域确定与能量仓对应的代表性加权系数。对于投影图像的每个不同区域，其代表性加权系数可以与位于能量仓的能量范围内的光子数有关。
为了说明的目的，可以将投影图像的每个不同区域的代表性光谱确定为投影图像的每个不同区域的代表性加权系数。例如，假设将投影图像划分为K个连续的径向界限为[rk,rk+1)，r0、r1、…、rK、rk+1>rk的区域，则该区域Ωk的代表性光谱可以表示为：
Figure BDA0002823928300000211
其中，En和En-1表示第n个能量仓的两个能量界限。
然后，代表性光谱Sk[n]可用作区域Ωk内，例如，在区域Ωk的平均半径处的特定位置的代表性加权系数。
此外，处理设备140可以获取投影图像的所有不同区域的代表性加权系数。为了方便起见，每个代表性加权系数可以与对应区域的相同特定位置(例如，平均半径)对应。需要说明的是，分配有代表性加权系数的特定位置可以是不同于平均半径的其他位置，例如，外径、内径，本申请对此不做限定。此外，处理设备140(例如，加权系数确定模块430)可以通过在特定位置拟合不同区域的代表性加权系数来确定函数。例如，处理设备140(例如，加权系数确定模块430)可以利用插值运算来拟合代表性加权系数。具体地，处理设备140(例如，加权系数确定模块430)可以对相对于投影图像中心具有特定径向距离的特定像素点插值Sk[n]。然后，可以确定拟合的插值函数，该拟合的插值函数可以进一步用于确定与第n个能量仓对应的像素点[u,v]的加权系数ωn[u,v]。
在一些实施例中，所述关系可以是与能量仓对应的加权系数相对于投影图像中的像素点的位置连续变化。为了说明的目的，图12a示出了第一加权图，所述第一加权图示出了投影图像内的不同位置处的加权系数。第一加权图示出了投影图像中的像素点的位置与第二能量仓对应的加权系数之间的关系，其中第二能量仓的能量在0.3503MeV至0.4846MeV的范围内。每个点的灰度值代表其加权系数。图12b示出了对应于不同能量仓的第二加权图。所述第二加权图示出了投影图像中的像素点的位置与第五能量仓对应的加权系数之间的关系，其中第五能量仓的能量在0.8480MeV至1.1104MeV的范围内。可以注意到，在图12a和图12b中，加权系数在投影图像上连续变化，而第一加权图和第二加权图可以对应于不同的函数。具体地，投影图像中的相同像素点可以具有与两个不同的能量仓相对应的两个不同的加权系数。例如，对于第二能量仓，中心像素点的加权系数的值约为0.058，对于第五能量仓，中心像素点的加权系数的值约为0.093。
在906中，处理设备140(例如，加权系数确定模块430)可以根据所述投影图像中所述至少一个像素点的所述位置和所述关系，确定与所述能量仓对应的加权系数。例如，可以基于至少一个像素点相对于投影图像的中心的径向距离以及操作904中所述的表示所述关系的函数来确定与能量仓对应的加权系数。
应当注意，以上提供的过程900的描述是出于说明的目的，而不是意图限制本申请的范围。对于本领域的普通技术人员而言，在不脱离本申请的原理的情况下，可以对上述方法和系统的应用形式和细节进行各种修改和改变。在一些实施例中，过程900可以包括一个或以上其他操作。然而，这些变化和修改也落入本申请的范围内。
图10a是根据本申请的一些实施例所示的在空间变化的能谱内的至少两个特征能谱的示意图。如图10a所示，至少两个特征能谱与投影图像的不同区域对应，其中列出了9个区域，其径向界限分别为r∈[0,2)cm、r∈[2,5)cm、…、r∈[23,28.28)cm。特征能谱的横坐标表示光谱能量，特征能谱的纵坐标表示特征能谱的对应区域内每平方厘米的光子数量。
相比之下，图10b是根据本申请的一些实施例所示的归一化为区域面积的至少两个特征能谱的示意图。如图10b所示，每个特征能谱被归一化为其对应区域的面积，并且特征能谱的纵坐标表示每个特征能谱的对应区域内的光子总数。
图11是根据本申请的一些实施例所示的被划分为不同能量仓的示例性能谱的示意图。如图11所示，原始能谱用横轴表示光谱能量值，纵轴表示光子数。根据符号“*”表示的点的横坐标，原始能谱被划分(或重采样)为具有相应能量界限的10个能量仓。在10个能量仓的每个能量仓中，光子的数量相同或近似相同。
图12a是根据本申请的一些实施例所示的加权图的示意图。如图12a所示，加权图表示在能量范围[0.3503,0.4846)MeV内与第二能量仓对应的加权系数的变化。加权系数ω2[u,v]相对于投影图像中的像素点的位置连续变化。
图12b是根据本申请的一些实施例所示的加权图的示意图。如图12a所示，加权图表示在能量范围[0.8480,1.1104)MeV内与第五能量仓对应的加权系数的变化。加权系数ω5[u,v]相对于投影图像中的像素点的位置连续变化。
图13是根据本申请的一些实施例所示的水等效板的示意图。如图13所示，将总厚度为15cm的水等效板放置在治疗床(例如，成像设备110中的工作台114)上。6MV的X射线束沿正z轴传播通过水等效板，以获取投影图像。
图14a是根据本申请的一些实施例所示的从具有空间变化光谱的辐射源合成的投影图像的示意图。如图14a所示，基于本申请中描述的方法和系统，投影图像是从图13中所使用的6MV的X射线束合成的，所述X射线束沿正z轴传播通过水等效板。所述投影图像以一次传输为单位进行显示。投影图像中垂直和倾斜的深色线条是嵌入在治疗床(例如，成像设备110中的工作台114)中的导线。使用±4％的有限强度窗口查看投影图像，并且在投影图像上的径向区域没有可见的径向伪影。
图14b是根据本申请的一些实施例所示的从具有空间变化光谱的辐射源合成的投影图像的示意图。如图14b所示，基于本申请中描述的方法和系统，投影图像是由图13中所使用的6MV的X射线束合成的，所述X射线束沿正z轴传播通过水等效板。所述投影图像以一次传输为单位进行显示。投影图像中垂直和倾斜的深色线条是嵌入在治疗床(例如，成像设备110中的工作台114)中的导线。使用±1％的有限强度窗口查看投影图像，并且在投影图像上的径向区域没有可见的径向伪影。
上文已对基本概念做了描述，显然，对于阅读此申请后的本领域的普通技术人员来说，上述发明披露仅作为示例，并不构成对本申请的限制。虽然此处并未明确说明，但本领域的普通技术人员可能会对本申请进行各种修改、改进和修正。该类修改、改进和修正在本申请中被建议，所以该类修改、改进、修正仍属于本申请示范实施例的精神和范围。
同时，本申请使用了特定词语来描述本申请的实施例。例如“一个实施例”、“一实施例”、和/或“一些实施例”意指与本申请至少一个实施例相关的某一特征、结构或特性。因此，应当强调并注意的是，本说明书中在不同位置两次或以上提及的“一实施例”或“一个实施例”或“一替代性实施例”并不一定是指同一实施例。此外，本申请的一个或以上实施例中的某些特征、结构或特点可以进行适当的组合。
此外，本领域的普通技术人员可以理解，本申请的各方面可以通过若干具有可专利性的种类或情况进行说明和描述，包括任何新的和有用的过程、机器、产品或物质的组合，或对其任何新的和有用的改进。因此，本申请的各方面可以完全以硬件，完全以软件(包括固件，常驻软件，微代码等)或通过组合软件和硬件的实现方式来实现，这些实现方式在本文中通常都统称为“单元”。模块”或“系统”。此外，本申请的方面可以采取体现在其上体现有计算机可读程序代码的一个或以上计算机可读介质中体现的计算机程序产品的形式。
计算机可读信号介质可以包含一个内含有计算机程序代码的传播数据信号，例如，在基带上或作为载波的一部分。此类传播信号可以有多种形式，包括电磁形式、光形式等或任何合适的组合。计算机可读信号介质可以是除计算机可读存储介质之外的任何计算机可读介质，该介质可以通过连接至一个指令执行系统、装置或设备以实现通信、传播或传输供使用的程序。位于计算机可读信号介质上的程序代码可以通过任何合适的介质进行传播，包括无线电、电缆、光纤电缆、RF等，或任何上述介质的组合。
用于执行本申请的各方面的操作的计算机程序代码可以以一种或多种编程语言的任何组合来编写，包括诸如Java、Scala、Smalltalk、Eiffel、JADE、Emerald、C++、C#、VB、NET、Python等类似的常规过程编程语言、例如“C”编程语言、Visual Basic、Fortran 2103、Perl、COBOL 2102、PHP、ABAP、动态编程语言(例如Python，Ruby和Groovy)或其他编程语言。程序代码可以完全在用户计算机上执行，部分在用户计算机上作为独立软件包执行，部分在用户计算机上并且部分在远程计算机上执行，或者完全在远程计算机或服务器上执行。在后一种情况下，远程计算机可以通过任何类型的网络(包括局域网(LAN)或广域网(WAN))连接到用户计算机，或者可以与外部计算机建立连接(用于例如，通过使用Internet服务提供商的Internet)或在云计算环境中或作为服务(例如软件即服务(SaaS))提供。
此外，除非权利要求中明确说明，本说明书所述处理元素和序列的顺序、数字字母的使用、或其他名称的使用，并非用于限定本说明书流程和方法的顺序。尽管上述披露中通过各种示例讨论了一些目前认为有用的发明实施例，但应当理解的是，该类细节仅起到说明的目的，附加的权利要求并不仅限于披露的实施例，相反，权利要求旨在覆盖所有符合本说明书实施例实质和范围的修正和等价组合。例如，虽然以上所描述的系统组件可以通过硬件设备实现，但是也可以只通过软件的解决方案得以实现，如在现有的服务器或移动设备上安装所描述的系统。
同理，应当注意的是，为了简化本说明书披露的表述，从而帮助对一个或多个发明实施例的理解，前文对本说明书实施例的描述中，有时会将多种特征归并至一个实施例、附图或对其的描述中。但是，这种披露方法并不意味着本说明书对象所需要的特征比权利要求中提及的特征多。实际上，实施例的特征要少于上述披露的单个实施例的全部特征。
一些实施例中使用了描述成分、属性数量的数字，应当理解的是，此类用于实施例描述的数字，在一些示例中使用了修饰词“大约”、“近似”或“大体上”来修饰。除非另外说明，“大约”、“近似”或“大体上”表明所述数字允许有±20％的变化。相应地，在一些实施例中，说明书和权利要求中使用的数值参数均为近似值，该近似值根据个别实施例所需特点可以发生改变。在一些实施例中，数值参数应考虑规定的有效数位并采用一般位数保留的方法。尽管本说明书一些实施例中用于确认其范围广度的数值域和参数为近似值，在具体实施例中，此类数值的设定在可行范围内尽可能精确。
针对本说明书引用的每个专利、专利申请、专利申请公开物和其他材料，如文章、书籍、说明书、出版物、文档等，特此将其全部内容并入本说明书作为参考。与本说明书内容不一致或产生冲突的申请历史文件除外，对本说明书权利要求最广范围有限制的文件(当前或之后附加于本说明书中的)也除外。需要说明的是，如果本说明书附属材料中的描述、定义、和/或术语的使用与本说明书所述内容有不一致或冲突的地方，以本说明书的描述、定义和/或术语的使用为准。
最后，应当理解的是，本说明书中所述实施例仅用以说明本说明书实施例的原则。其他的变形也可能属于本说明书的范围。因此，作为示例而非限制，本说明书实施例的替代配置可视为与本说明书的教导一致。相应地，本说明书的实施例不仅限于本说明书明确介绍和描述的实施例。

Claims (28)

1.一种用于合成投影图像的方法，所述投影图像表示被放射源发射的X射线照射的对象或物体，所述方法包括：
将所述X射线的能谱划分为一个或以上能量仓，所述X射线的所述能谱相对于所述投影图像的不同区域而变化，所述一个或以上能量仓中的每一个能量仓与一个能量范围对应；
对于所述投影图像中的至少一个像素点，
对于所述一个或以上能量仓中的每个能量仓，
确定所述至少一个像素点的投影值，所述投影值表示与所述至少一个像素点对应的X射线的透射投影，并且具有在所述能量仓对应的能量范围内的能量；
基于所述X射线的所述能谱在所述投影图像的不同区域之间的变化，确定与所述能量仓对应的加权系数；以及
基于所述至少一个像素点的所述投影值和与所述能量仓对应的加权系数，确定所述至少一个像素点的加权投影值；以及
基于与全部所述一个或以上 能量仓对应的所述至少一个像素点的加权投影值，确定所述至少一个像素点的像素值。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，将所述X射线的能谱分为一个或以上能量仓，包括：
确定所述能谱的分布，所述分布表示所述能谱中的光子数量与所述能谱中的能量之间的关系；以及
基于所述能谱的分布将所述能谱分为至少两个能量仓，以使所述每个能量仓在其相应的能量范围内具有大致相同的光子数量。
3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，确定所述能谱的分布，所述分布表示所述能谱中的光子数与所述能谱中的能量之间的关系，包括：
确定与所述投影图像的至少一个区域对应的至少一个特征能谱；以及
基于所述至少一个特征能谱的累积分布函数确定所述能谱的分布。
4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述至少一个特征能谱包括与所述投影图像的不同区域对应的至少两个特征能谱，其中，基于所述至少一个特征能谱的累积分布函数确定所述能谱的分布，包括：
确定所述至少两个特征能谱中每个特征能谱的累积分布函数，每个累积分布函数与所述投影图像的不同区域中的一个区域对应；以及
基于与所述至少两个特征能谱对应的所述至少两个累积分布函数的面积加权平均值来确定所述能谱的分布。
5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述基于与所述至少两个特征能谱对应的所述至少两个累积分布函数的面积加权平均值来确定所述能谱的分布，包括：
确定所述投影图像的每个不同区域的面积；
通过所述面积对所述至少两个累积分布函数中的每个累积分布函数进行加权；以及
基于所述加权后的累积分布函数确定所述能谱的分布。
6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，确定所述投影图像的每个不同区域的面积，包括：
确定所述投影图像的所述每个不同区域的加权因子；
确定所述投影图像的所述每个不同区域的实际面积；以及
基于所述投影图像的每个不同区域的所述加权因子和所述投影图像的每个不同区域的所述实际面积，确定所述投影图像的所述每个不同区域的所述面积。
7.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，确定所述至少一个像素点的投影值，所述投影值表示与所述至少一个像素点对应的X射线的透射投影，并且具有在所述能量仓对应的能量范围内的能量，包括：
确定沿着所述X射线的方向的衰减系数的线积分，所述X射线与所述至少一个像素点对应并且具有在所述能量仓的相应能量范围内的能量。
8.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，所述衰减系数与所述能量仓的平均能量对应。
9.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，基于所述X射线的所述能谱在所述投影图像的不同区域之间的变化，确定与所述能量仓对应的加权系数，包括：
确定所述至少一个像素点在所述投影图像中的位置；
确定所述投影图像中像素点的位置与所述能量仓对应的加权系数之间的关系；以及
根据所述投影图像中所述至少一个像素点的所述位置和所述关系，确定与所述能量仓对应的加权系数。
10.根据权利要求9所述的方法，其特征在于，所述投影图像中的像素点的位置包括所述至少一个像素点相对于所述投影图像的中心的径向距离。
11.根据权利要求9所述的方法，包括：
对于所述投影图像的每个所述不同区域，确定与所述能量仓对应的代表性加权系数；以及
通过拟合所述投影图像的所述不同区域的所述代表性加权系数来确定表示所述关系的函数。
12.根据权利要求11所述的方法，其特征在于，与所述投影图像的每个所述不同区域的所述能量仓对应的所述代表性加权系数与在所述能量仓的所述能量范围内并且与所述投影图像的所述每个不同区域对应的光子的数量有关。
13.根据权利要求9所述的方法，其特征在于，所述关系是与所述能量仓对应的加权系数相对于所述投影图像中的所述像素点的所述位置连续变化。
14.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述与每个能量仓对应的加权系数为基集的加权，所述基集近似于所述X射线在所述投影图像上的能谱。
15.一种用于合成投影图像的系统，包括：
至少一个存储介质，所述存储介质包括一组指令；以及
至少一个处理器，所述处理器与所述至少一个存储介质通信，其特征在于，在执行所述指令时，所述至少一个处理器被配置为使所述系统执行操作，包括：
将X射线的能谱划分为一个或以上能量仓，所述X射线的所述能谱相对于所述投影图像的不同区域而变化，所述一个或以上能量仓中的每一个能量仓与一个能量范围对应；
对于所述投影图像的至少一个像素点，
对于所述一个或以上能量仓中的每个能量仓，
确定所述至少一个像素点的投影值，所述投影值表示与所述至少一个像素点对应的X射线的透射投影，并且具有在所述能量仓对应的能量范围内的能量；
基于所述X射线的所述能谱在所述投影图像的不同区域之间的变化，确定与所述能量仓对应的加权系数；以及
基于所述至少一个像素点的所述投影值和与所述能量仓对应的加权系数，确定所述至少一个像素点的加权投影值；以及
基于与全部所述一个或以上 能量仓对应的所述至少一个像素点的加权投影值，确定所述至少一个像素点的像素值。
16.根据权利要求15所述的系统，将所述X射线的能谱划分为一个或以上能量仓，包括：
确定所述能谱的分布，所述分布表示所述能谱中的光子数量与所述能谱中的能量之间的关系；以及
基于所述能谱的分布将所述能谱分为至少两个能量仓，以使所述每个能量仓在其相应的能量范围内具有大致相同的光子数量。
17.根据权利要求16所述的系统，确定表明能谱中的光子数量与能谱中的能量之间的关系的能谱的分布，包括：
确定与所述投影图像的至少一个区域对应的至少一个特征能谱；以及
基于所述至少一个特征能谱的累积分布函数确定所述能谱的分布。
18.根据权利要求17所述的系统，所述至少一个特征能谱包括与所述投影图像的不同区域对应的至少两个特征能谱，其中，基于所述至少一个特征能谱的累积分布函数确定所述能谱的分布，包括：
确定所述至少两个特征能谱中每个特征能谱的累积分布函数，每个累积分布函数与所述投影图像的不同区域中的一个区域对应；以及
基于与所述至少两个特征能谱对应的所述至少两个累积分布函数的面积加权平均值来确定所述能谱的分布。
19.根据权利要求18所述的系统，基于与所述至少两个特征能谱对应的至少两个累积分布函数的面积加权平均值来确定所述能谱的分布，包括：
确定所述投影图像的每个不同区域的面积；
通过所述面积对所述至少两个累积分布函数中的每个累积分布函数进行加权；以及
基于所述加权后的累积分布函数确定所述能谱的分布。
20.根据权利要求19所述的系统，确定所述投影图像的每个不同区域的面积，包括：
确定所述投影图像的所述每个不同区域的加权因子；
确定所述投影图像的所述每个不同区域的实际面积；以及
基于所述投影图像的每个不同区域的所述加权因子和所述投影图像的每个不同区域的所述实际面积，确定所述投影图像的所述每个不同区域的所述面积。
21.根据权利要求15所述的系统，确定所述至少一个像素点的投影值，所述投影值表示与所述至少一个像素点对应的X射线的透射投影，并且具有在所述能量仓对应的能量范围内的能量，包括：
确定沿着所述X射线的方向的衰减系数的线积分，所述X射线与所述至少一个像素点对应并且具有在所述能量仓的相应能量范围内的能量。
22.根据权利要求21所述的系统，所述衰减系数与所述能量仓的平均能量对应。
23.根据权利要求15所述的系统，基于X射线的能谱相对于所述投影图像的不同区域的变化来确定与所述能量仓对应的加权系数，包括：
确定所述至少一个像素点在所述投影图像中的位置；
确定所述投影图像中像素点的位置与所述能量仓对应的加权系数之间的关系；以及
根据所述投影图像中所述至少一个像素点的所述位置和所述关系，确定与所述能量仓对应的加权系数。
24.根据权利要求23所述的系统，所述投影图像中的像素点的位置包括所述至少一个像素点相对于所述投影图像的中心的径向距离。
25.根据权利要求23所述的系统，包括：
对于所述投影图像的每个所述不同区域，确定与所述能量仓对应的代表性加权系数；以及
通过拟合所述投影图像的所述不同区域的所述代表性加权系数来确定表示所述关系的函数。
26.根据权利要求25所述的系统，与所述投影图像的每个所述不同区域的所述能量仓对应的所述代表性加权系数与在所述能量仓的所述能量范围内并且与所述投影图像的所述每个不同区域对应的光子的数量有关。
27.根据权利要求23所述的系统，所述关系是与所述能量仓对应的加权系数相对于所述投影图像中的所述像素点的所述位置连续变化。
28.根据权利要求15所述的系统，所述与每个能量仓对应的加权系数为基集的加权，所述基集近似于所述X射线在所述投影图像上的能谱。
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