[发明专利]基于非参数核密度估计的数字乳腺层析合成摄影重建方法

权利要求书

1.一种基于非参数核密度估计的数字乳腺层析合成摄影重建方法，其特征在于，包括如下步骤：

S1、获取设定角度范围内n个不同角度的乳腺X射线投影；

S2、对所获取的n个所述乳腺X射线投影进行亮度均匀校正及降噪处理；

S3、根据数字层析合成摄影的位移及所需重建层面的深度，依次对经S2处理后的n个所述乳腺X射线投影进行位移处理；

S4、对经S3处理后的n个所述乳腺X射线投影分别进行乳腺区域提取并配准；

S5、对配准后的n个所述乳腺区域采用非参数核密度估计方法进行聚焦信息估计，得到初步重建层；

S6、对所述初步重建层进行二值化处理，然后依据处理结果对所述初步重建层做引导滤波处理；

S7、对滤波后的所述初步重建层采用对比度受限的自适应直方图均衡进行对比度增强，然后将优化后的图像输出、即得到最终重建层。

2.根据权利要求1所述的基于非参数核密度估计的数字乳腺层析合成摄影重建方法，其特征在于，在所述S1中，包括如下步骤：

使X射线源在压迫板上方绕乳腺体进行小范围弧形运动，保证平板探测器与所述X射线源在水平方向上保持相对运动关系，等间隔角度采集投影，得到设定角度范围内n个不同角度的乳腺X射线投影。

3.根据权利要求2所述的基于非参数核密度估计的数字乳腺层析合成摄影重建方法，其特征在于，在所述S2中，包括如下步骤：

S21、关闭所述X射线源并开启所述平板探测器，分别在每个角度连续采集多帧暗场图像，使用帧平均法获得每个角度下的一帧稳定的暗场图像；

S22、开启所述X射线源和所述平板探测器，分别在每个角度连续采集多帧光场图像，使用帧平均法获得每个角度下的一帧稳定的光场图像；

S23、开启所述X射线源和所述平板探测器，依次采集不同角度下的所述乳腺X射线投影并分别进行图像均匀校正，则第n个角度下所述乳腺X射线投影的图像均匀校正的公式为

其中，为一帧稳定的暗场图像，为一帧稳定的光场图像，为所述乳腺X射线投影的校正前图像，mean为取均值，为所述乳腺X射线投影的校正后图像；

S24、根据噪声程度高低，使用S23中的公式进行多次操作，对进行初步降噪，

当噪声程度较低时，采用帧平均法进行降噪处理；

当噪声程度较高时，采用基于二阶统计量的盲源分离算法进行降噪处理。

4.根据权利要求3所述的基于非参数核密度估计的数字乳腺层析合成摄影重建方法，其特征在于：所述基于二阶统计量的盲源分离算法包括奇异值分解算法及权值调整二阶盲辨识算法。

5.根据权利要求3所述的基于非参数核密度估计的数字乳腺层析合成摄影重建方法，其特征在于，在所述S3中，包括如下步骤：

以所述探测器运动轨迹的中心为原点、水平探测器的运动方向为X轴、垂直探测器的运动方向为Z轴建立空间直角坐标系，记所述X 线源到所述探测器平面的距离为D，所述X线源运动到第n个角度时的坐标为(a_n,D)，此时探测器中点坐标为b_n＝a_n(z_f/(z_f-D))，将此时待成像平面结构在Z轴上的坐标标记为z、则所述探测器上投影的横坐标为x_n(z)＝a_n(1-(D/(D-z)))；

得到待重建层面与探测器中心位置的相对位移公式为

其中，x_n(z)为此时所述探测器上投影的横坐标，b_n为所述探测器的中点坐标，(a_n,D)为此成像角度下的所述X线源的坐标，z为待成像平面结构在Z轴上的坐标，z_f为待成像平面结构在Z轴上的投影坐标。