[发明专利]X射线光栅相衬图像的相位信息分离方法及系统、储存介质、设备

说明书

本发明提供一种X射线光栅相衬图像的相位信息分离方法，该方法包括如下步骤：获取相衬图像，第一次滤波，第二次滤波，获得散射像与折射像。本发明还涉及一种X射线光栅相衬图像的相位信息分离系统、电子设备、储存介质。本发明通过对相衬图像进行低通滤波以获得吸收像；通过对相衬图像进行高通滤波后再进行希尔伯特变换，获得散射像与折射像。本发明通过引入希尔伯特变换使得X射线光栅相衬图像的相位信息分离方法无需多次正反傅里叶变换，通过希尔伯特变换的相位信息分离方法大大减少了信息分离所需要的时间。

技术领域

本发明涉及X射线成像领域，尤其涉及一种X射线光栅相衬图像的相位信息分离方法。

背景技术

X射线相位衬度成像方法，相对于传统基于吸收的成像方法，因其对于人体软组织等低原子序数物质有明显优势，自提出以来引起了各方面的广泛关注。从上世纪90年代开始，X射线相衬成像主要有晶体干涉仪方法、衍射增强方法、同轴方法以及光栅干涉仪方法。由于X射线相移探测要求X射线光源有比较高的相干性，所以刚开始都是在同步辐射上完成的。在2006年，Pfeiffer等人从可见光的相位测量得到启发，在原有的基于两块光栅的Talbot干涉仪基础上增加了一块源光栅，提出了可以使用普通光源的Talbot-Lau干涉仪。由于该方法摆脱了庞大而昂贵的同步辐射光源以及低功率的微焦点光源，真正使X射线相衬成像应用于医学成像、无损检测等成为了可能。

光栅相衬成像方法，其最大特点就是可以同时获取被检物体的吸收，折射以及散射图像，三种信息可以反映物质的不同特征，且相互补充。光栅相衬成像的基础在于通过信息分离技术求解衰减信息、折射信息与散射信息。主流的信息分离技术是相位步进法，需要在条纹信息采集时对光栅进行步进，耗时长，剂量大，对机械精度要求高等不足。为了提高光栅相衬成像的速度，异形光栅法、物体扫描法和傅里叶分析法也分别被提出，但带来一定改进的同时，也各有缺陷，异形光栅法额外增加了设计制造成本，物体扫描法依然需要被测物体的移动，傅里叶分析法对莫尔条纹的一致性要求很高。

发明内容

为了克服现有技术的不足，本发明提供一种X射线光栅相衬图像的相位信息分离方法。

本发明通过将相衬图像经过滤波在经过希尔伯特变换以实现相位信息分离。

本发明提供一种X射线光栅相衬图像的相位信息分离方法，包括如下步骤：

获取相衬图像，在光栅不运动的情况下从成像系统中获取相衬图像，其中，所述成像系统沿X射线传播的光轴方向依次包括X射线光源、所述光栅以及探测器，所述X射线光学照射所述光栅在所述探测器形成的条纹为莫尔条纹；

第一次滤波，通过第一滤波器对所述相衬图像进行滤波，获得所述相衬图像的吸收像；其中，所述第一滤波器为低通滤波器；

第二次滤波，通过第二滤波器对所述相衬图像进行滤波，获得所述滤波图像；其中，所述第二滤波器为高通滤波器；

获得散射像与折射像，对所述滤波图像进行希尔伯特变换，获得变换后的滤波图像；取所述变换后的滤波图像的模与相角，获得所述成像系统的散射像与折射像。

优选地，在步骤获取吸收像中，包括：

配置所述低通滤波器的截止频率以使其等于所述莫尔条纹的中心频率的一半。

优选地，在步骤获取吸收像中，还包括：

配置所述低通滤波器的截止频率以使其位于频谱包络线上的最低点处。

优选地，在步骤获取滤波图像中，包括：

配置所述高通滤波器的截止频率以使其等于所述莫尔条纹的中心频率的一半。

优选地，在步骤获取滤波图像中，还包括：

配置所述高通滤波器的截止频率以使其位于频谱包络线上小的最低点处。