[发明专利]基于四阶全变分流的CT图像归一化的金属伪影校正法

权利要求书

1.基于四阶全变分流的CT图像归一化的金属伪影校正法，其特征在于，包括以下步骤：

（1）原始扫描数据采集

利用微计算机断层成像系统采集360°的生物体投影数据，得到正弦图g(m,n),m=1,…M,n=1,…N，其中M是探测器总个数，N是投影角度总数；

（2）确定金属区域

利用步骤（1）中得到的扇束投影数据g(m,n)，对投影数据用FBP重建，得到含有金属伪影的CT图像f_Ω(x,y)，并选择阈值h_m提取金属区域：

式中表示金属区域的像素值；

（3）计算先验图像

对步骤（2）中重建的图像进行高斯平滑滤波，然后通过阈值分割出空气区域、软组织区域和骨骼区域，将空气区域的CT值设定为-1000HU，软组织区域的CT值设定为0HU，骨骼区域的CT值保持不变，金属区域的CT值用其周围的值来填充；

（4）对金属区域和先验图像进行重投影

利用Joseph投影法分别对金属区域和先验图像进行前向投影，得到每个投影角度下的重投影即正弦图，确定金属投影数据的范围g_metal和先验图像的前向投影g_prior；

g_metal(n)={[s(i,n),e(i,n)]},i=1,…l(n)

其中l(n)是金属区域在角度n下总的投影点数，s(i,n),e(i,n)是金属投影数据在每个角度下的起始和结束位置，先验图像的前向投影g_prior(m,n),m=1,…M,n=1,…N，用来对原始扫描数据归一化；

（5）原始扫描数据的归一化

原始扫描数据g除以先验图像的前向投影g_prior，得到归一化后的数据g_norm：

gnorm=ggprior+teps]]>

其中t_eps为正数以避免除数为零；

（6）对金属区域投影数据进行校正

在步骤（5）中得到了归一化的投影数据g_norm，根据步骤（4）中确定的金属重投影数据区域g_metal，采用四阶TV方程对归一化数据g_norm在金属投影区域g_metal进行数据校正，得到校正后的投影数据g_TV；

(7)进行反归一化，其包括：

g_denorm=g_TV*(g_prior+t_eps)

其中t_eps取值和步骤（5）中保持一致;

(8)重建图像并恢复图像金属信息步骤，其包括：

对非金属部分的投影数据，用原投影数据g对校正后的投影数据g_denorm进行替代：

并使用FBP重建，得到图像将原图像f_Ω(x,y)中的金属区域取代金属区：

图像f′(x,y)即为校正后的图像。

2.根据权利要求1所述的基于四阶全变分流的CT图像归一化的金属伪影校正法，其特征在于：步骤（6）中对金属投影区域校正时利用了步骤（3）中所获得的原重建图像计算得到的先验信息。