[发明专利]基于双能谱的X射线CT图像增强方法

权利要求书

1.一种基于双能谱的X射线CT图像增强方法，其特征是，包括如下步骤：

扫描获取多组暗场图像，并计算所述暗场的平均值；

将扫描对象置于检测台上，设置扫描条件和最大扫描角度数；

在同一位置处，分别在不同电压参数下，即高、低电压下各采集一组透视图像；

将转台旋转预设的角度，继续重复上一步骤过程，直至次数达到最大扫描次数；

将样品移出视场，分别获取高、低电压下的N组亮场图像，并计算所述高、低电压下的亮场平均值；

对高、低电压下的亮场数据进行失效像素标记；

对高电压下获取的透视图像和高电压下的亮场图像中的无效像素进行标记，并利用插值方法对无效像素进行修正；

对低电压下获取的透视图像和低电压下的亮场图像中的无效像素进行标记，并利用插值方法对无效像素进行修正；

计算高、低电压下的投影图像；

基于灰度统一的原则，将高电压、低电压下的投影数据统一到一个尺度；

对N组同一位置处校准后的高、低能投影图像进行小波分解，并通过小波变换的方法进行图像融合；

利用融合后的投影图像进行CT重建。

2.如权利要求1所述的基于双能谱的X射线CT图像增强方法，其特征是，分别在不同电压参数下各采集一组透视图像，两次电压参数分别为100KV和40 KV。

3.如权利要求1所述的基于双能谱的X射线CT图像增强方法，其特征是，对暗场情况下超界像素的识别，通过暗场图像的平均值和方差确定坏像素，如果暗场图像对应的像素与暗场图像均值的方差在3倍标准差范围之外，则将其标记为无效像素；

亮场情况下超界像素的识别：通过亮场图像的平均值和方差确定坏像素，对于同一个像素位置，计算像素的N次扫描的标准差，如果第i，i＝1,...,N次扫描获取的亮场图像与平均亮场图像的差值在3倍标准差范围之外，则将其标记为无效像素；

随流强变化输出响应不一致的像素的识别，扫描获取不同电流下的N组亮场数据，拟合出每个像素随流强变化的斜率，计算出评价斜率及标准差，若某个像素的斜率与标准差的差值在3倍标准差范围之外，则将其标记为无效像素。

4.如权利要求1所述的基于双能谱的X射线CT图像增强方法，其特征是，基于灰度统一的原则，将高电压、低电压下的投影数据统一到一个尺度，具体步骤如下：

计算缩放比例，缩放比例等于高能下所有投影之和与低能下所有投影之和的比值；

对高能投影数据进行处理，将其与缩放比例相除，这样高、低电压下的投影图像的灰度范围在一个尺度上。

5.如权利要求1所述的基于双能谱的X射线CT图像增强方法，其特征是，对N组同一位置处校准后的高、低能图像通过小波变换的方法进行图像融合，具体步骤包括：

对同一位置处高、低电压下获取的两幅投影图像进行M层小波分解，分别得到其高频子带和低频子带；

确定高频融合规则，对高频分量采取加权法融合。首先对同一级同一方向上的高频系数进行分块，选取分块大小为W×W，其中W为分块矩阵元素的数目，计算两幅图像高频信息对应块的平均梯度，根据平均梯度的比值确定各方向高频系数的融合权重；

确定低频融合规则，对低频分量采取显著值相关的加权法融合，首先确定显著值S，令S＝(h*C_M)²+(v*C_M)²+(d*C_M)²其中h,v,d分别为第M级分解的高频水平、垂直和对角线方向系数，C_M为第M级分解的低频系数，*表示卷积；对高、低电压下的图像都进行显著值计算之后，根据显著值的比值确定低频系数的融合权重；

融合图像的高频子带；

融合图像的低频子带；

将融合完的高频子带和低频子带，通过小波逆变换，进行图像重构，得到融合后的图像；

利用信息熵的方法对融合后的图像进行评估，如果满足条件即停止；如果不满足条件则调整分解级数、融合权重，重新进行，直至满足条件。