[发明专利]一种工业CT伪影校正方法

说明书

本发明提供一种工业CT伪影校正方法，包括步骤：基于正投影法获得伪影场，对其进行阈值分割获得包含被测对象及受伪影强干扰的背景区域S(x,y)；实际CT图像Q(x,y)除去S(x,y)得到伪影弱干扰背景图像G(x,y)，获取其灰度直方统计图中最大峰值的灰度值；Q(x,y)中包括S(x,y)得到前景及伪影强干扰背景图像H(x,y)，获取[0,T]的最佳拟合高斯曲线；计算其概率密度函数并归一化处理；统计分析Q(x,y)中每个像素点的局部灰度，获取占比灰度值最大的灰度，计算其对应的归一化概率密度函数；对受伪影强干扰的背景区域灰度值校正及对Q(x,y)各个灰度值校正，与现有技术相比，本校正方法在针对单一材料复杂内部结构工件的CT扫描时，能有效降低伪影引起的灰度差异，实现精确、可靠、无损测量其内部结构尺寸。

技术领域

本发明涉及工业CT成像技术领域，具体涉及一种工业CT伪影校正方法。

背景技术

工业CT(industrial computerized tomography)，全称是工业用计算机断层成像技术，是指应用于工业中的核成像技术，其基本原理是依据辐射在被检测物体中的减弱和吸收特性，同物质对辐射的吸收本领与物质性质有关。所以，利用放射性核素或其他辐射源发射出的、具有一定能量和强度的X射线或γ射线，在被检测物体中的衰减规律及分布情况，就有可能由探测器陈列获得物体内部的详细信息，最后用计算机信息处理和图像重建技术，以图像形式显示出来。工业CT能在对检测物体无损伤条件下，以二维断层图像或三维立体图像的形式，清晰、准确、直观地展示被检测物体的内部结构、组成、材质及缺损状况，是目前国内外对零部件内部尺寸测量所普遍采用的方法。

但是工业CT设备本身存在很多不可避免的缺陷，与常规的X射线摄像相比，更容易产生伪影，伪影是指实际物体被扫描时，重建数值与物体真实衰减系数之间的差异。从严格意义上讲，伪影是由非理想成像系统造成的受检测物体内部结构图像的伪迹特征。对于CT成像装置而言，各种原因导致的伪影类型众多，如：混叠伪影、部分容积效应伪影、散射伪影、射束硬化伪影、噪声伪影、运动伪影以及金属伪影等。CT图像中的伪影使重建图像的质量严重下降，易引起尺寸测量的误差。综上，伪影的校正研究对于工业CT成像具有极其重要的意义。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是针对上述现有技术现状提供一种工业CT伪影校正方法。

本发明解决上述技术问题所采用的技术方案为：一种工业CT伪影校正方法，包括以下步骤：

(1)基于正投影法获得被测对象的伪影场F(x,y)并对其进行阈值分割，设所述伪影场F(x,y)中灰度值在[a,b]范围内的图像区域为S(x,y)，该区域包含被测对象及受伪影强干扰的背景区域；

(2)实际CT图像为Q(x,y)，提取所述实际CT图像Q(x,y)中除去S(x,y)的背景区域，得到伪影弱干扰背景图像G(x,y)，对G(x,y)进行灰度直方图h₂(Z)统计，并计算h₂(Z)的最大峰值的像素灰度值g；

(3)提取实际CT图像Q(x,y)中包括S(x,y)的背景区域，得到前景及伪影强干扰背景图像H(x,y)，对H(x,y)进行灰度直方图h₁(Z)统计，并通过最大类间方差法获取将H(x,y)中前景与伪影强干扰背景图像进行分割的阈值T，对h₁(Z)在[0,T]范围内的灰度直方图h₁(Z_i)进行最小残差法高斯拟合，获取最佳拟合高斯曲线f₁(i)；

(4)计算步骤(3)中f₁(i)的概率密度函数PDF(x)，归一化处理后得到PDF_nor(x)；

(5)对实际CT图像Q(x,y)的每个像素点(a,b)进行局部灰度统计分析，获取该像素点中占比像素灰度值最大的灰度V(a,b)，并计算该灰度V(a,b)对应的归一化的概率密度函数PDF_nor(V(a,b))；