CN113885087A - 一种安检ct的图像重建方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种安检CT的图像重建方法，属于安检CT成像技术领域，解决了现有技术中确定物体进入或离开安检CT的方法，得到的物体扫描位置不准确，重建数据量大，并且难以保证扫描物体的完整性的问题。方法包括：采集不包含物体的探测器空扫数据；当接收到物体触发信号时，采集探测器的完整数据；基于所述空扫数据和完整数据得到边缘排投影数据；基于所述边缘排投影数据得到物体进入角度和物体离开角度；基于物体的进入和离开角度，获取物体不同位置的断层数据，进而重建出物体图像。通过该方法重建图像，能够降低重建数据量，并且能够保证物体图像的完整性。

Description

一种安检CT的图像重建方法

技术领域

本发明涉及安检CT成像技术领域，尤其涉及一种安检CT的图像重建方法。

背景技术

目前的安检系统通常设置有一组或多组设置在安检通道内不同高度的光障装置(对射式光电开关)。光障装置包括光障发送模块和光障接收模块，由光障状态来判断物体的进入或离开，若光障从无遮挡进入到遮挡状态，安检系统则认为有物体进入，从而开始后续的安检处理，例如开启X射线，探测器开始采集图像；若光障从遮挡状态进入到无遮挡状态则认定物体已完全通过光障所在区域。

然而，由于安检的物体形状往往多种多样，设置在固定高度的光障无法判断出其他高度位置是否还有物体，例如平躺的轮式行李箱的轮子所处高度高于设置在安检通道底部的光障，会造成延时判定物体进入或者提前判定物体离开，在安检重建图像上有可能表现为缺少物体的一部分，即扫描不完整，出现切包现象。目前的安检系统为解决切包问题，在接到光障信号后，采集数据过程中通常会设定固定的提前量和延后量来尽量避免切包情况，但这种方法不可避免的增大了扫描单个物品的数据处理量，也不能完全避免切包。

由此，对于通过重建物体多角度下的投影数据，获取扫描物体的内部结构信息的基于X射线计算机断层成像技术(CT)的安检系统，目前确定物体进入或离开安检CT的方法，得到的物体扫描位置不准确，重建数据量大，并且难以保证扫描物体的完整性。

发明内容

鉴于上述的分析，本发明实施例旨在提供一种安检CT的图像重建方法，用以解决现有确定物体进入或离开安检CT的方法，得到的物体扫描位置不准确，重建数据量大，并且难以保证扫描物体的完整性的问题。

本发明实施例提供了一种安检CT的图像重建方法，包括以下步骤：

采集不包含物体的探测器空扫数据；

当接收到物体触发信号时，采集探测器的完整数据；

基于所述空扫数据和完整数据得到边缘排投影数据；

基于所述边缘排投影数据得到物体进入角度和物体离开角度；

基于物体进入角度和物体离开角度，获取物体不同位置的断层数据，进而重建出物体图像。

进一步地，所述当接收到物体触发信号时，获取探测器的完整数据，包括：

当接收的信号为物体进入安检CT时的触发信号，则开始采集物体进入安检CT的完整数据；

当接收的信号为物体离开安检CT时的触发信号，则开始采集物体离开安检CT的完整数据；

其中，完整数据为探测器从初始采集角度开始沿设定的旋转间隔角度转动设定角度采集的探测器数据；将探测器旋转该设定角度作为一个采集周期。

进一步地，所述边缘排投影数据包括起始排投影数据和结束排投影数据，所述基于所述空扫数据和完整数据得到边缘排投影数据具体为：

若为物体进入时的完整数据，则抽取该完整数据中起始排数据，并抽取空扫数据中相应采集角度的起始排数据；将空扫数据相应起始排数据减去完整数据起始排数据后，计算各采集角度对应的起始排中各探测单元数据的均值，得到起始排投影数据；

若为物体离开时的完整数据，则抽取该完整数据中结束排数据，并抽取空扫数据中相应采集角度的结束排数据；将空扫数据相应结束排数据减去完整数据结束排数据后，计算各采集角度对应的结束排中各探测单元数据的均值，得到结束排投影数据；

其中，将物体进入安检CT时探测器中最先接收到经物体的衰减信号的边缘排作为起始排，将物体离开安检CT时探测器中最后接收到经物体的衰减信号的边缘排作为结束排；空扫数据为安检CT内不存在物体时探测器沿设定的旋转间隔角度转动一周采集的探测器数据。

进一步地，基于起始排投影数据得到物体进入角度，具体为：

若当前起始排投影数据中各数据均小于预设的第一阈值，则对应的完整数据不存在物体，获取物体进入安检CT时下一采集周期的完整数据的起始排投影数据重新进行判断；

若当前起始排投影数据中小于预设的第二阈值的数据的个数小于预设的第三阈值，则对应的完整数据在初始采集角度已存在物体，将该初始采集角度作为物体进入角度；

否则，根据预设的第一阈值和第二阈值提取起始排投影数据，基于提取数据进行直线拟合获取平坦区域，进而获取物体进入角度。

进一步地，基于结束排投影数据得到物体离开角度，具体为：

若当前结束排投影数据中小于预设的第二阈值的数据的个数小于预设第三阈值，则对应的完整数据各采集角度均存在物体，获取物体离开安检CT时下一采集周期的完整数据的结束排投影数据重新进行判断；

若当前结束排投影数据中各数据均小于预设的第一阈值，则对应的完整数据不存在物体，将该完整数据的初始采集角度作为物体离开角度；

否则，根据预设的第一阈值和第二阈值提取起始排投影数据，基于提取数据进行分段直线拟合获取平坦区域，进而得到物体离开角度。

进一步地，所述根据预设的第一阈值和第二阈值提取起始排投影数据或结束排投影数据，具体为：

确定起始排投影数据或结束排投影数据中大于第一阈值且小于第二阈值的第一个投影数据和最后一个投影数据，提取第一个投影数据和最后一个投影数据之间的数据作为提取数据。

进一步地，提取起始排投影数据或结束排投影数据时，基于所述第一个投影数据向前增加若干投影数据、基于最后一个投影数据向后增加若干投影数据，作为提取数据。

进一步地，所述基于提取数据进行分段直线拟合获取平坦区域，具体为：

基于提取数据h₁拟合的直线G(t)表示为：

其中，

T＝(t₀,…,t_k)，0＝t₀≤…≤t_k＝n；

式中，k表示提取数据中拟合的直线段条数；n表示提取数据的采集总角度数；T表示拟合的直线段的端点集合，t_j表示端点集合中的第j个端点对应的角度；G_j(t)表示提取数据中拟合直线的第j条折线；α_j表示第j条折线G_j(t)对应的系数；

根据下式对端点集合T和斜率α进行约束：

式中，α＝(α₀,…,α_k-2)；

利用最小二乘法得到拟合后的直线方程，进而得到拟合后各直线段的斜率和两侧端点的集合K和B；

基于各直线段斜率和两侧端点的集合K和B，将拟合直线中满足斜率绝对值小于第四阈值或线段长度小于第五阈值的连续直线段作为平坦区域。

进一步地，当基于预设的第一阈值和第二阈值提取起始排投影数据而获取物体进入角度时，则

若提取数据中不存在平坦区域，则对应的完整数据中各采集角度均存在物体或存在异常，将该完整数据的初始采集角度作为物体进入角度；

若提取数据中均为平坦区域，则对应的完整数据中不存在物体，获取物体进入安检CT时下一采集周期的完整数据重新进行判断；

否则，将与该平坦区域末端连接的直线段的斜率与第六阈值进行比较：若大于第六阈值，则将该平坦区域的末端位置在完整数据中对应的采集角度作为物体进入角度；否则获取物体进入安检CT时下一采集周期的完整数据重新进行判断。

进一步地，当基于预设的第一阈值和第二阈值提取起始排投影数据而获取物体进入角度时，则

若提取数据中不存在平坦区域，则对应的完整数据在各采集角度均存在物体，获取物体离开安检CT时下一采集周期的完整数据重新进行判断；

若提取数据中均为平坦区域，则对应的完整数据不存在物体或存在异常，将对应的完整数据的初始采集角度作为物体离开角度；

否则，将与该平坦区域首端连接的直线段的斜率与第七阈值进行比较：若小于第七阈值，则该平坦区域的首端位置在完整数据中对应的采集角度作为物体离开角度；否则获取物体离开安检CT时下一采集周期的完整数据重新进行判断。

与现有技术相比，本发明至少可实现如下有益效果之一：

本发明提供的一种安检CT的图像重建方法，

1、通过对采集的探测器数据的边缘排投影数据进行处理，确定物体进入或离开安检CT的确切角度，实现图像重建使用的数据是完全包含物体，使得重建图像处理的数据量最小，也保证了物体的完整性；

2、通过将采集的不包含物体的探测器空扫数据与含有物体的完整数据的边缘排数据做差，排除了安检系统中输送带、坏像素等因素的影响，使得采集的数据更加准确，进一步保证后续确定物体进入角度和物体离开角度的准确性；

3、通过边缘排投影数据与第一阈值、第二阈值和第三阈值的比较，初步判断物体进入角度和物体离开角度，加速了数据处理过程，提高安检CT图像重建的速度；

4、对边缘排投影数据进行分段直线拟合，寻找边缘排投影数据的平坦区域，进而确定了物体的进入角度和物体离开角度，使得安检CT得到的物体扫描的位置更加准确，保证安检CT重建的物体图像完整，并且降低了重建的数据量。

本发明中，上述各技术方案之间还可以相互组合，以实现更多的优选组合方案。本发明的其他特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分优点可从说明书中变得显而易见，或者通过实施本发明而了解。本发明的目的和其他优点可通过说明书以及附图中所特别指出的内容中来实现和获得。

附图说明

附图仅用于示出具体实施例的目的，而并不认为是对本发明的限制，在整个附图中，相同的参考符号表示相同的部件。

图1为本发明实施例提供的安检CT的图像重建方法的流程示意图；

图2为安检CT的结构示意图。

附图标记：

1-CT射线源；2-CT滑环；3-CT探测器；4-物体；5-传动带；6-传动带电机；7-运动控制计算机；8-滑环电机；9-数据处理计算机。

具体实施方式

下面结合附图来具体描述本发明的优选实施例，其中，附图构成本申请一部分，并与本发明的实施例一起用于阐释本发明的原理，并非用于限定本发明的范围。

本发明的一个具体实施例，公开了一种安检CT的图像重建方法，如图1所示，包括以下步骤：

S1、采集不包含物体的探测器空扫数据。

具体地，在安检通道内不包含物体，射线源开启时，采集沿设定的旋转间隔角度转动一周采集的亮场数据作为空扫数据，其中，探测器包括若干排探测单元。

优选地，在射线源关闭时，采集不包含物体的暗场数据，基于采集的亮场数据和暗场数据获取探测器的增益系数，完成数据的校正，得到校正的亮场数据作为空扫数据。可以理解的是，根据增益系数对亮场数据进行校正，能够消除射线照射下由于射线分布差异和后端电子学模块间不一致性导致的射线响应不一致，从而导致的探测器不同探测单元之间存在的不一致性，使得得到的空扫数据更加准确。

S2、当接收到物体触发信号时，采集探测器的完整数据。

实施时，所述当接收到物体触发信号时，获取探测器的完整数据，包括：

当接收的信号为物体进入安检CT时的触发信号，则开始采集物体进入安检CT的完整数据；

当接收的信号为物体离开安检CT时的触发信号，则开始采集物体离开安检CT的完整数据；

其中，完整数据为探测器从初始采集角度开始沿设定的旋转间隔角度转动设定角度采集的探测器数据；将探测器旋转该设定角度作为一个采集周期。

具体地，可根据实际需要设定旋转间隔角度，可以设定为0.5度、1度等。

具体地，设定角度可根据需要进行设定，示例性的，可选择360度，即探测器旋转一周。优选地，设定角度小于等于360度。需要说明的是，设定角度可设置为不同、可变的角度，也可设置为固定的角度，以满足不同的需求。

具体地，所述初始采集角度可以为探测器旋转中心与探测器方向相对于探测器旋转中心与物体方向沿旋转方向的角度，采集相对于该初始采集角度探测器旋转设定角度的探测器数据为完整数据；并且将探测器旋转设定角度作为一个采集周期，物体整体的扫描数据包括若干的采集周期的完整数据。

具体地，安检CT系统包括光障装置，光障装置包括光障发送模块和光障接收模块，其分别设置在安检通道入口一侧的两端，通过光障装置控制探测器数据的采集。当物体进入安检CT时，光障接收模块收不到光障发送模块的脉冲信号时，即光障装置由通畅状态变为阻挡状态，光障被触发生成物体进入安检CT的触发信号，开始获取物体进入安检CT的完整数据；当物体离开安检CT时，光障接收模块重新收到光障发送模块的脉冲信号时，即光障装置由阻挡状态变为通畅状态，光障被触发生成物体离开安检CT的触发信号，开始获取物体离开安检CT的完整数据。其中，物体进入和离开安检CT，指的是物体进入和离开安检CT探测器扫描区。

应该注意的是，安检CT中光障装置与探测器有一定的间隔，可根据光障装置的触发信号设置采集数据的时间，保障采集的物体数据完整；并且光障被物体进入触发至物体离开触发期间，探测器一直进行数据的采集，用于进行图像重建。

示例性地，探测器包括36排探测单元，每排包括700个探测单元，设定角度为360度即探测器旋转一周，每间隔1度采集一次探测器数据，则完整数据的数据量为36×700×360。

S3、基于所述空扫数据和完整数据得到边缘排投影数据。

实施时，所述边缘排投影数据包括起始排投影数据和结束排投影数据，所述基于所述空扫数据和完整数据得到边缘排投影数据具体为：

若为物体进入时的完整数据，则抽取该完整数据中起始排数据，并抽取空扫数据中相应采集角度的起始排数据；将空扫数据相应起始排数据减去完整数据起始排数据后，计算各采集角度对应的起始排中各探测单元数据的均值，得到起始排投影数据。

若为物体离开时的完整数据，则抽取该完整数据中结束排数据，并抽取空扫数据中相应采集角度的结束排数据；将空扫数据相应结束排数据减去完整数据结束排数据后，计算各采集角度对应的结束排中各探测单元数据的均值，得到结束排投影数据；可以理解的，空扫数据为探测器旋转一周在各个采集角度的不包含物体的探测器数据，完整数据设定角度内所有的采集角度均可在空扫数据中找到相应采集角度。

其中，将物体进入安检CT时探测器中最先接收到经物体的衰减信号的边缘排作为起始排，将物体离开安检CT时探测器中最后接收到经物体的衰减信号的边缘排作为结束排。

可以理解的，空扫数据相应起始排数据减去完整数据起始排数据或空扫数据相应结束排数据减去完整数据结束排数据后，得到m×s的二维数据T，其中，m为单排数据的探测器单元个数，s为探测器旋转设定角度的采集角度个数；然后计算各采集角度对应的结束排中各探测单元数据的均值，得到长度为s的一维向量h，即起始排或结束排投影数据。进一步地，将二维数据T中数值小于设定的第八阈值的数据剔除后在求取均值，避免微弱信号被淹没，其中，第八阈值设置为一个大于0的较小值。

优选地，在空扫数据起始排数据减去完整数据起始排数据或空扫数据结束排数据减去完整数据结束排数据后，将其中小于零的数据置为零，排除错误数据的干扰。

优选地，使用步骤S1中获取的增益系数和暗场数据对获取的起始排数据或结束排数据进行校正后，对校正后的空扫数据做后续处理，能够进一步消除干扰，提高数据的准确性。

可以理解的，通过将采集的不包含物体的探测器空扫数据与含有物体的完整数据的边缘排数据做差，排除了安检系统中输送带、坏像素等因素的影响，使得采集的数据更加准确，进一步保证后续确定物体进入角度和物体离开角度的准确性。

S4、基于所述边缘排投影数据得到物体进入角度和物体离开角度。

实施时，基于起始排投影数据得到物体进入角度，具体为：

若当前起始排投影数据中各数据均小于预设的第一阈值，则对应的完整数据不存在物体，获取物体进入安检CT时下一采集周期的完整数据的起始排投影数据重新进行判断；

若当前起始排投影数据中小于预设的第二阈值的数据的个数小于预设的第三阈值，则对应的完整数据在初始采集角度已存在物体，将该初始采集角度作为物体进入角度；

否则，根据预设的第一阈值和第二阈值提取起始排投影数据，基于提取数据进行直线拟合获取平坦区域，进而获取物体进入角度。

实施时，基于结束排投影数据得到物体离开角度，具体为：

若当前结束排投影数据中小于预设的第二阈值的数据的个数小于预设第三阈值，则对应的完整数据各采集角度均存在物体，获取物体离开安检CT时下一采集周期的完整数据的结束排投影数据重新进行判断；

若当前结束排投影数据中各数据均小于预设的第一阈值，则对应的完整数据不存在物体，将该完整数据的初始采集角度作为物体离开角度；

否则，根据预设的第一阈值和第二阈值提取起始排投影数据，基于提取数据进行分段直线拟合获取平坦区域，进而得到物体离开角度。

具体地，考虑到射线源与探测器波动情况下数据的差异，统计不存在物体时亮场数据波动得到波动阈值，根据波动阈值设定第一阈值和第二阈值，其中，第一阈值为波动阈值的分数倍，优选地，该分数倍取0.8；第二阈值为波动的整数倍，优选地，该整数倍设置为一个大于3且小于10的数值。另外，第三阈值可以设置为小于10的整数。

可以理解的，根据第一阈值判断起始排投影数据或结束排投影数据中是否存在物体，投影数据中均小于第一阈值，说明投影数据中数值相对于不存在物体的数据的波动较小，认为该投影数据中不存在物体，此时若是寻找物体进入角度则获取采集的下一周期的完整数据继续寻找物体进入角度，若是寻找物体离开角度则将此时的初始采集角度作为物体离开角度；根据第二阈值和第三阈值判断起始排投影数据或结束排投影数据中是否存在物体，投影数据中大于第二阈值，说明投影数据中数值相对于不存在物体的数据波动较大，并且其中波动较小的数值个数小于第三阈值，认为该投影数据中每个采集角度均存在物体，比如，设定角度为360度即探测器旋转一周，采集角度个数s为720，如果大于710个采集角度下的投影数据均存在显著波动，可以认为投影数据从初始采集角度就存在物体，此时若是寻找物体进入角度则将此时的初始采集角度作为物体进入角度，若是寻找物体离开角度则获取采集的下一周期的完整数据继续寻找物体离开角度。通过边缘排投影数据与第一阈值、第二阈值和第三阈值的比较，初步判断物体进入角度和物体离开角度，加速了数据处理过程，提高安检CT图像重建的速度。

实施时，所述根据预设的第一阈值和第二阈值提取起始排投影数据或结束排投影数据，其中，第一阈值小于第二阈值；具体为：

确定起始排投影数据或结束排投影数据中大于第一阈值且小于第二阈值的第一个投影数据和最后一个投影数据，提取第一个投影数据和最后一个投影数据之间的数据作为提取数据。也就是说，若第一个投影数据为起始排投影数据或结束排投影数据中第n₁个采集角度x_n1，最后一个投影数据为起始排投影数据或结束排投影数据中为第n₂个采集角度x_n2，则提取数据h₁＝h(x_n1：x_n2)，其中，h表示起始排投影数据或结束排投影数据。

具体地，提取起始排投影数据或结束排投影数据时，基于所述第一个投影数据向前增加若干投影数据、基于最后一个投影数据向后增加若干投影数据，作为提取数据。也就是说，提取数据h₁＝h(x_w1：x_w2)，其中，w₁＝max(n₁-z,0)，w₂＝min(n₂+z,s-1)，其中，z表示增加或减少的投影数据个数。优选地，向前增加或向后增加若干投影数据，可以选择5～25个投影数据。

实施时，所述基于提取数据进行分段直线拟合获取平坦区域，具体为：

基于提取数据h₁拟合的直线G(t)表示为：

其中，

T＝(t₀,…,t_k)，0＝t₀≤…≤t_k＝n；

式中，k表示提取数据中拟合的直线段条数；n表示提取数据的采集总角度数；T表示拟合的直线段的端点集合，t_j表示端点集合中的第j个端点对应的角度；G_j(t)表示提取数据中拟合直线的第j条折线；α_j表示第j条折线G_j(t)所对应的系数；需要注意的是，这里的k是假定的，在进行约束优化时会根据具体情况多拟合出的线段数据划分线段个数和端点位置。

根据下式对端点集合T和斜率α进行约束：

式中，α＝(α₀,…,α_k-2)；

利用最小二乘法得到拟合后的直线方程，进而得到拟合后各直线段的斜率和两侧端点的集合K和B；

基于各直线段斜率和两侧端点的集合K和B，将拟合直线中满足斜率绝对值小于第四阈值或线段长度小于第五阈值的连续直线段作为平坦区域。可以理解的，若直线斜率小，说明该区域变化平缓；若直线斜率较大，但是线段长度比较短，可认为是存在的干扰，也认为其是平坦区域。优选地，第四阈值可以设定为小于1的正数。优选地，连续直线段的中的线段个数大于预设的线段个数，比如线段个数大于等于2，即连续直线段中至少包括2个直线段；此外，提取数据中的连续直线段若存在多条，则忽略该种情况，不作处理。

具体地，若平坦区域的首端位置的角度为m₁，末端位置的角度为m₂，则两端点在起始排投影数据或结束排投影数据中的对应位置即在完整数据中的对应位置分别为角度

实施时，当基于预设的第一阈值和第二阈值提取起始排投影数据而获取物体进入角度时，则

若提取数据中不存在平坦区域，则对应的完整数据中各采集角度均存在物体或存在异常，将该完整数据的初始采集角度作为物体进入角度；

若提取数据中均为平坦区域，则对应的完整数据中不存在物体，获取物体进入安检CT时下一采集周期的完整数据重新进行判断；优选地，该完整数据可作为下一采集周期的亮场数据，进行增益校正。

否则，将与该平坦区域末端连接的直线段的斜率与第六阈值进行比较：若大于第六阈值，则将该平坦区域的末端位置在完整数据中对应的采集角度作为物体进入角度；否则获取物体进入安检CT时下一采集周期的完整数据重新进行判断。也就是说，在提取数据中的投影数据在经过一段平坦区域后，存在一段向上倾斜的区域，说明在该采集角度物体进入安检CT成像视野区域。

具体地，第六阈值可以设定为大于第四阈值的值。

实施时，当基于预设的第一阈值和第二阈值提取起始排投影数据而获取物体进入角度时，则

若提取数据中不存在平坦区域，则对应的完整数据在各采集角度均存在物体，获取物体离开安检CT时下一采集周期的完整数据重新进行判断；

若提取数据中均为平坦区域，则对应的完整数据不存在物体或存在异常，将对应的完整数据的初始采集角度作为物体离开角度；

否则，将与该平坦区域首端连接的直线段的斜率与第七阈值进行比较：若小于第七阈值，则该平坦区域的首端位置在完整数据中对应的采集角度作为物体离开角度；否则获取物体离开安检CT时下一采集周期的完整数据重新进行判断。也就是说，结束排投影数据的提取数据在一段向下倾斜的区域后为一段平坦区域，说明在该采集角度物体离开安检CT成像视野区域。

具体地，第七阈值可以设定为小于负的第四阈值的值。

可以理解的，对边缘排投影数据进行分段直线拟合，寻找边缘排投影数据的平坦区域，进而确定了物体的进入角度和物体离开角度，使得安检CT得到的物体扫描的位置更加准确，保证安检CT重建的物体图像完整，并且降低了重建的数据量。

S5、基于物体进入角度和物体离开角度，获取物体不同位置的断层数据，进而重建出物体图像。

可以理解的，在获取当前物体的物体进入角度和物体离开角度之后，随后再继续根据光障信号开启下一个物体的物体进入角度和物体离开角度的确认。

图2为本实施例中安检CT的结构示意图，安检CT包括CT射线源1、CT滑环2、CT探测器3、物体4、传送带5、传送带电机6、运动控制计算机7、滑环电机8、数据处理计算机9。

安检CT重建图像的三维数据的过程如下：首先将物体(行李)4置于传送带5上，在传送带电机6的带动下，后随传送带5保持匀速行进，进入CT扫描区进行扫描；滑环电机8控制CT滑环2匀速转动，CT射线源1发出X射线束透射物体4，CT探测器3接收透射过物体4的衰减信号，并不断将接收到的信号传入数据处理计算机9中，数据处理计算机9中根据采集的数据计算得到的物体进入角度和物体离开角度确定待重建物体的起始位置和结束位置，进而获取物体不同位置的断层数据，后将所有断层构成的三维数据在屏幕上做三维显示，实现图像的重建。

与现有技术相比，本发明提供的一种安检CT的图像重建方法，通过对采集的探测器数据的边缘排投影数据进行处理，确定物体进入或离开安检CT的确切角度，实现图像重建使用的数据是完全包含物体，在提升重建速度的同时，也降低后续断层的数据量，使得重建图像处理的数据量最小，并且保证了物体的完整性。

本领域技术人员可以理解，实现上述实施例方法的全部或部分流程，可以通过计算机程序来指令相关的硬件来完成，所述的程序可存储于计算机可读存储介质中。其中，所述计算机可读存储介质为磁盘、光盘、只读存储记忆体或随机存储记忆体等。

以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种安检CT的图像重建方法，其特征在于，包括以下步骤：

采集不包含物体的探测器空扫数据；

当接收到物体触发信号时，采集探测器的完整数据；

基于所述空扫数据和完整数据得到边缘排投影数据；

基于所述边缘排投影数据得到物体进入角度和物体离开角度；

基于物体进入角度和物体离开角度，获取物体不同位置的断层数据，进而重建出物体图像。

2.根据权利要求1所述的安检CT的图像重建方法，其特征在于，所述当接收到物体触发信号时，获取探测器的完整数据，包括：

当接收的信号为物体进入安检CT时的触发信号，则开始采集物体进入安检CT的完整数据；

当接收的信号为物体离开安检CT时的触发信号，则开始采集物体离开安检CT的完整数据；

其中，完整数据为探测器从初始采集角度开始沿设定的旋转间隔角度转动设定角度采集的探测器数据；将探测器旋转该设定角度作为一个采集周期。

3.根据权利要求2所述的安检CT的图像重建方法，其特征在于，所述边缘排投影数据包括起始排投影数据和结束排投影数据，所述基于所述空扫数据和完整数据得到边缘排投影数据具体为：

若为物体进入时的完整数据，则抽取该完整数据中起始排数据，并抽取空扫数据中相应采集角度的起始排数据；将空扫数据相应起始排数据减去完整数据起始排数据后，计算各采集角度对应的起始排中各探测单元数据的均值，得到起始排投影数据；

若为物体离开时的完整数据，则抽取该完整数据中结束排数据，并抽取空扫数据中相应采集角度的结束排数据；将空扫数据相应结束排数据减去完整数据结束排数据后，计算各采集角度对应的结束排中各探测单元数据的均值，得到结束排投影数据；

其中，将物体进入安检CT时探测器中最先接收到经物体的衰减信号的边缘排作为起始排，将物体离开安检CT时探测器中最后接收到经物体的衰减信号的边缘排作为结束排；空扫数据为安检CT内不存在物体时探测器沿设定的旋转间隔角度转动一周采集的探测器数据。

4.根据权利要求3所述的安检CT的图像重建方法，其特征在于，基于起始排投影数据得到物体进入角度，具体为：

若当前起始排投影数据中各数据均小于预设的第一阈值，则对应的完整数据不存在物体，获取物体进入安检CT时下一采集周期的完整数据的起始排投影数据重新进行判断；

若当前起始排投影数据中小于预设的第二阈值的数据的个数小于预设的第三阈值，则对应的完整数据在初始采集角度已存在物体，将该初始采集角度作为物体进入角度；

否则，根据预设的第一阈值和第二阈值提取起始排投影数据，基于提取数据进行直线拟合获取平坦区域，进而获取物体进入角度。

5.根据权利要求3所述的安检CT的图像重建方法，其特征在于，基于结束排投影数据得到物体离开角度，具体为：

若当前结束排投影数据中小于预设的第二阈值的数据的个数小于预设第三阈值，则对应的完整数据各采集角度均存在物体，获取物体离开安检CT时下一采集周期的完整数据的结束排投影数据重新进行判断；

若当前结束排投影数据中各数据均小于预设的第一阈值，则对应的完整数据不存在物体，将该完整数据的初始采集角度作为物体离开角度；

否则，根据预设的第一阈值和第二阈值提取起始排投影数据，基于提取数据进行分段直线拟合获取平坦区域，进而得到物体离开角度。

6.根据权利要求4或5所述的安检CT的图像重建方法，其特征在于，所述根据预设的第一阈值和第二阈值提取起始排投影数据或结束排投影数据，具体为：

确定起始排投影数据或结束排投影数据中大于第一阈值且小于第二阈值的第一个投影数据和最后一个投影数据，提取第一个投影数据和最后一个投影数据之间的数据作为提取数据。

7.根据权利要求6所述的安检CT的图像重建方法，其特征在于，提取起始排投影数据或结束排投影数据时，基于所述第一个投影数据向前增加若干投影数据、基于最后一个投影数据向后增加若干投影数据，作为提取数据。

8.根据权利要求7所述的安检CT的图像重建方法，其特征在于，所述基于提取数据进行分段直线拟合获取平坦区域，具体为：

基于提取数据h₁拟合的直线G(t)表示为：

其中，

T＝(t₀,…,t_k)，0＝t₀≤…≤t_k＝n；

式中，k表示提取数据中拟合的直线段条数；n表示提取数据的采集总角度数；T表示拟合的直线段的端点集合，t_j表示端点集合中的第j个端点对应的角度；G_j(t)表示提取数据中拟合直线的第j条折线；α_j表示第j条折线G_j(t)对应的系数；

根据下式对端点集合T和斜率α进行约束：

式中，α＝(α₀,…,α_k-2)；

利用最小二乘法得到拟合后的直线方程，进而得到拟合后各直线段的斜率和两侧端点的集合K和B；

基于各直线段斜率和两侧端点的集合K和B，将拟合直线中满足斜率绝对值小于第四阈值或线段长度小于第五阈值的连续直线段作为平坦区域。

9.根据权利要求8所述的安检CT的图像重建方法，其特征在于，

当基于预设的第一阈值和第二阈值提取起始排投影数据而获取物体进入角度时，则

若提取数据中不存在平坦区域，则对应的完整数据中各采集角度均存在物体或存在异常，将该完整数据的初始采集角度作为物体进入角度；

若提取数据中均为平坦区域，则对应的完整数据中不存在物体，获取物体进入安检CT时下一采集周期的完整数据重新进行判断；

否则，将与该平坦区域末端连接的直线段的斜率与第六阈值进行比较：若大于第六阈值，则将该平坦区域的末端位置在完整数据中对应的采集角度作为物体进入角度；否则获取物体进入安检CT时下一采集周期的完整数据重新进行判断。

10.根据权利要求8所述的安检CT的图像重建方法，其特征在于，

当基于预设的第一阈值和第二阈值提取起始排投影数据而获取物体离开角度时，则

若提取数据中不存在平坦区域，则对应的完整数据在各采集角度均存在物体，获取物体离开安检CT时下一采集周期的完整数据重新进行判断；

若提取数据中均为平坦区域，则对应的完整数据不存在物体或存在异常，将对应的完整数据的初始采集角度作为物体离开角度；

否则，将与该平坦区域首端连接的直线段的斜率与第七阈值进行比较：若小于第七阈值，则该平坦区域的首端位置在完整数据中对应的采集角度作为物体离开角度；否则获取物体离开安检CT时下一采集周期的完整数据重新进行判断。

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