[发明专利]一种针对锥形CT的图像重建及系统误差校正的方法

权利要求书

1.一种针对锥形CT的图像重建及系统误差校正的方法，其特征在于，包括如下步骤：

步骤A，对样本进行CT扫描获得原始数据；

步骤B，根据校正后数据，利用CUDA与多线程CPU的流水线式协同运算重建CT原始图像；

步骤C，根据正中间位置的断层图、较高与较低位置的断层图的二位灰度熵来计算成像系统的硬件误差参数，具体包括成像系统的旋转中心偏离值、探测器中心偏离值、物体距离以及探测器距离；

步骤D，在反投影重建时，校正硬件误差参数，获得最终CT重建图像。

2.根据权利要求1所述的针对锥形CT的图像重建及系统误差校正的方法，其特征在于，步骤B中所用的流水线式协同具体包括以下步骤：

步骤B1，CPU以系统内存大小为限，把原始的CT投影图重组为正弦图集；

步骤B2，以显存大小为限，把重组的正弦图集传输到GPU显存中；

步骤B3，根据实际情况作出选择，计算新的正弦图集，或者把部分GPU负责的重建任务调整到CPU上处理；

步骤B4，GPU基于显存中的正弦图重建出断层图，并通知CPU有哪些正弦图已经不再需要；

步骤B5，把断层图结果通过网络传输到分析用计算机；

其中，步骤B1、B2和B3由CPU负责处理，步骤B4和B5由GPU负责处理，两者相对独立。

3.根据权利要求1所述的针对锥形CT的图像重建及系统误差校正的方法，其特征在于，步骤C中基于断层图通过软件手段计算硬件误差，具体步骤为：

步骤C1，单独重建位于目标区域正中央的断层图，以0.1mm为间隔，重建探测器x方向偏移值为-10mm至10mm范围内的所有正中央断层图；以二维熵最低为标准选出其中最清晰的图片，记录对应的探测器x方向偏移值；

步骤C2，单独重建正中央断层图，代入x方向偏移值后，用同样的方法标准得出探测器y方向的偏移值；

步骤C3，使用FBP算法重建较高处一个断层以及较低处一个断层，用步骤C1中的方法计算这两层的x偏差，这两个偏差的差值就是旋转中心x方向上的偏离值，即旋转轴不严格竖直向上造成的越高的位置x轴偏移越大；该两层以外的x偏差值用线性插值获得；

步骤C4，先给定一个粗略的探测器-射线源距离以及旋转轴-射线源距离，使用FDK算法重建较高处一个断层以及较低处一个断层，以1mm为间隔，重建旋转轴-射线源距离偏移值为-100mm至100mm范围内的所有断层图，同样以二维熵最低为标准选出其中最清晰的图片，记录对应的旋转轴-射线源距离；

步骤C5，在上述多个参数的基础上进行全局步进优化，以0.1mm为步长，对包括旋转中心偏离值、探测器中心偏离值、物体距离以及探测器距离在内的系统硬件参数中的每一个加上小幅改变，考察图片是变清晰还是变模糊，以图片最清晰时的参数组合作为最佳参数组合；

步骤C6，采用上述步骤获得最终的各个参数，用于进行所有断层图的重建。

4.根据权利要求3所述的针对锥形CT的图像重建及系统误差校正的方法，其特征在于，在进行误差计算过程中，使用OTSU算法对断层图进行分割，并对分割后的图像计算二维熵来评价重建图像的清晰度。