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原文传递一种单光栅侦测的锥束CT角度序列散射获取方法

专利名称：	一种单光栅侦测的锥束CT角度序列散射获取方法
摘要：	本发明公开了一种单光栅侦测的锥束CT角度序列散射获取方法，利用圆周扫描的少幅光栅侦测得到的散射场，根据投影张量对不同区域的散射进行划分，并拟合投影‑散射数据，获取散射模型参数知识。通过插值实现不同角度下的散射模型参数信息，同时融入结构对散射的影响，提高散射获取的准确性，进而完成校正改善图像质量。本发明提供的单光栅侦测的锥束CT角度序列散射获取方法，适用于任意复杂度的被测物体不同角度序列的散射估计，方法的可靠性、稳定性好，可在很大程度上提升扫描对象结构对散射分布的准确性，通过少幅散射场侦测完成不同角度序列下的散射场估计，明显改善锥束CT图像质量的同时改善散射获取的效率。
专利类型：	发明专利
国家地区组织代码：	陕西;61
申请人：	西北工业大学
发明人：	黄魁东;张定华;杨富强;张华
专利状态：	有效
申请日期：	2019-02-27T00:00:00+0800
发布日期：	2019-06-11T00:00:00+0800
申请号：	CN201910143974.8
公开号：	CN109870471A
分类号：	G01N23/046(2018.01);G;G01;G01N;G01N23
申请人地址：	710072 陕西省西安市碑林区友谊西路127号
主权项：	1.一种单光栅侦测的锥束CT角度序列散射获取方法，其特征在于包括下述步骤： (1)进行扫描，过程中参数保持不变，获取扫描投影少幅； (2)进行散射场估计，完成散射参数知识侦测； (3)通过侦测得到的参数信息，获取角度序列散射场估计。 2.根据权利要求1所述的一种单光栅侦测的锥束CT角度序列散射获取方法，其特征在于：在所述步骤(1)中，获取的扫描投影包括：单个光栅投影A、物体投影B、单光栅+物体投影C，其中，物体投影B、单光栅+物体投影C以圆周扫描方式获取。 3.根据权利要求1所述的一种单光栅侦测的锥束CT角度序列散射获取方法，其特征在于：在所述步骤(2)中，散射场估计的具体步骤包括： 1)采集一幅光栅投影图像A，对光栅投影信息进行统计，以统计中出现的较高的两个峰值作为光栅栅格区域和狭缝区域划分阈值，记为τ1和τ2； 2)按照阈值对光栅+被测物体投影C的栅格区域和狭缝区域进行提取，数值小于τ1的区域为栅格区域，数值大于τ2的区域为狭缝区域，分别对栅格区域图像和狭缝区域图像进行插值和高斯滤波得到栅格区域的光栅散射图像(称为图像C1)和狭缝区域的物体+光栅散射图像(称为图像C2)； 3)用图像C2减去图像C1得到纯投影图像，称为图像D，用物体投影B减去图像D，得到物体散射场图像E。 4.根据权利要求1所述的一种单光栅侦测的锥束CT角度序列散射获取方法，其特征在于：在上述步骤(2)中，散射场知识获取的具体步骤包括： 1)对投影图像B进行逐像素梯度计算，得到二维图像的张量矩阵，然后求取张量矩阵的行列式H和特征值T； 2)根据行列式和特征值的不同得到不同区域，给定判断阈值threshold，如果T≈threshold&\|H\|≈0，则称该区域为平坦区域，如果T＞threshold&\|H\|≈0，则称该区域为边缘区域，如果T＞threshold&\|H\|＞0，则称该区域为角点区域； 3)选择非线性模型S＝axb作为拟合函数，将投影划分得到的区域与求得的散射场对应区域进行映射，得到不同区域投影-散射曲线，获取该角度位置下不同区域对应的散射模型参数知识，并以相同的方法获得其他角度下的散射参数知识，其中，S表示散射场，x表示投影值，a,b表示散射模型参数。 5.根据权利要求1所述的一种单光栅侦测的锥束CT角度序列散射获取方法，其特征在于：在上述步骤(3)中，获取不同角度序列散射参数知识的具体步骤包括： 1)构建以采样位置角度为变量的网格，对步骤(2)中侦测的不同区域散射模型参数信息进行插值，得到不同角度序列散射模型参数知识； 2)将相同角度序列下各区域对应的参数信息带入非线性模型S＝axb，计算得到不同区域结构的散射场； 3)将相同角度序列下的各区域参数信息得到的散射场进行叠加，并且进行高斯平滑，得到该角度序列散射场估计； 4)遍历不同角度序列，完成不同角度序列的散射场估计。 6.根据权利要求1所述的一种单光栅侦测的锥束CT角度序列散射获取方法，其特征在于：在所述方法中，单个光栅投影A扫描的目的时为了进行区域标定，所以光栅投影只需采集一幅，后续光栅+物体投影进行的栅格区域和狭缝区域划分可以直接应用，无需再次获取。 7.根据权利要求1所述的一种单光栅侦测的锥束CT角度序列散射获取方法，其特征在于：本实施例中，基于单光栅侦测的锥束CT角度序列散射获取方法特点在于： (1)根据检测对象的投影信息结合投影的梯度表征，以张量信息的不同行列式H和特征值T得到了投影的结构区域； (2)选择非线性散射模型完成了不同结构区域下投影-散射拟合，得到不同结构区域散射模型参数； (3)以少幅均匀采样角度下的散射场知识侦测得到了角度序列散射场估计，完成了投影的散射校正，获得高质量图像。
所属类别：	发明专利