[发明专利]一种X射线柱面三维锥束计算机层析成像方法及装置

权利要求书

1.一种X射线柱面三维锥束计算机层析成像方法，其特征在于，包括如下步骤：

步骤1、获取探测器采集到的二维投影图像序列，所述二维投影图像序列是物体沿着轴向转动过程中，所述探测器周期性采集透射过所述物体的射线投影后获得的多个二维投影图像，且一个采样周期对应一个所述物体的二维投影图像；

步骤2、对所述二维投影图像序列进行对数解调获得二维线积分图像序列；利用新型柱面三维滤波反投影重建算法对二维线积分图像序列进行图像重建，获得所述物体柱面三维CT切片图像；

步骤1还包括：物体放置于倾斜转台上，在扫描过程中物体随着转台转动而转动；

所述物体沿着旋转轴的旋转中心匀速转动360度，且在转动过程中成像区被锥束覆盖；

所述对所述二维投影图像序列进行对数解调获得二维线积分图像序列，包括：

依据公式(1)对所述二维投影图像序列I(i,m,n)进行对数解调获得二维线积分图像序列p(i,m,n)：

其中，i表示扫描角度，(m,n)表示在所述探测器的垂直面内探测通道的二维坐标，ln表示自然对数运算，mean表示二维均值运算，1:10表示从1取到10，1:K表示从1取到K，I(i,1:10,1:K)表示所述二维投影图像序列中第i个二维投影图像中宽度为10、高度为K的区域；

所述采用新型柱面滤波反投影重建算法对所述物体对应的二维线积分图像序列进行图像重建获得所述物体柱面的三维CT切片图像，包括：

依据公式(2)-(5)对所述物体对应的二维线积分图像序列进行图像重建获得所述物体柱面的三维CT切片图像f：

其中，f(x,y,r)表示被重建的三维物体，(x,y,r)表示三维物体质点在柱面坐标系中的位置，其中，r代表柱面距离柱面坐标系原点的距离，x和y表示柱面展开成平面的二维直角坐标，D表示射线源到探测器的距离，D₀表示射线源到转台(23)旋转中心的距离，也称为源轴距，p(β，s，v)表示进行对数解调后获得的二维线积分图像序列，(s,v)表示某像素在二维图像坐标系中的坐标位置，对应三维物体质点映射到二维线积分图像上的投影地址，β表示旋转角度，h(s)是一维滤波器。

2.一种X射线柱面三维锥束计算机层析成像装置，其特征在于，包括：

获取模块，用于获取探测器采集到的二维投影图像序列，所述二维投影图像序列是物体沿着轴向转动过程中，所述探测器周期性采集透射过所述物体的射线投影后获得的多个二维投影图像，且一个采样周期对应一个所述物体的二维投影图像；

计算模块，用于对所述二维投影图像序列进行对数解调获得二维线积分图像序列；利用新型柱面滤波反投影重建算法对二维线积分图像序列进行图像重建，获得所述物体柱面对应的三维CT切片图像；

获取模块还包括：物体放置于倾斜转台上，在扫描过程中物体随着转台转动而转动；

所述物体沿着旋转轴的旋转中心匀速转动360度，且在转动过程中成像区被锥束覆盖；

所述计算模块具体用于依据公式(1)对所述二维投影图像序列I(i,m,n)进行对数解调获得二维线积分图像序列p(i,m,n)：

其中，i表示扫描角度，(m,n)表示在所述探测器的垂直面内探测通道的二位坐标，ln表示自然对数运算，mean表示二维均值运算，1:10表示从1取到10，1:K表示从1取到K，I(i,1:10,1:K)表示所述二维投影图像序列中第i个二维投影图像中宽度为10、高度为K的区域；

所述计算模块具体用于依据公式(2)-(5)对所述物体的二维线积分图像序列进行图像重建获得所述物体柱面的三维CT切片图像f：

其中，f(x,y,r)表示被重建的三维物体，(x,y,r)表示三维物体质点在柱面坐标系中的位置，其中，r代表柱面距离柱面坐标系原点的距离，x和y表示柱面展开成平面的二维直角坐标，D表示射线源到探测器的距离，D₀表示射线源到转台(23)旋转中心的距离，也称为源轴距，p(β，s，v)表示进行对数解调后获得的二维线积分图像序列，(s,v)表示某像素在二维图像坐标系中的坐标位置，对应三维物体质点映射到二维线积分图像上的投影地址，β表示旋转角度，h(s)是一维滤波器。