[发明专利]一种面阵工业CT检测系统的超分辨率图像重建方法

权利要求书

1.一种面阵工业CT检测系统的超分辨率图像重建方法，其特征在于包括如下步骤：

步骤1、确定用于检测被测物体的工业CT系统的最佳检测工艺；工业CT系统包括X射线源、探测器以及设于X射线源和探测器之间并用于放置待测物体的转台；

其中，X射线源与探测器之间的距离为SDD，探测器中每个探元的物理尺寸为p，探测器的探元数量设为u×u；

步骤2、工业CT系统在使用步骤1中的最佳检测工艺下且X射线源与转台中心之间的距离为SOD₁，对被测物体进行第一次CT扫描，并依次间隔采集一幅被测物体投影图像，l为采样投影图像的总幅数，即依次获得第一次CT扫描时被测物体投影图像集合I＝{I₁、I₂、...I_i...I_l}；

其中，I₁为第一次CT扫描时获得的第1幅被测物体投影图像；I₂为第一次CT扫描时获得的第2幅被测物体投影图像；I_i为第一次CT扫描时获得的第i幅被测物体投影图像；i∈{1、2...l}，I_l为第一次CT扫描时获得的第l幅被测物体投影图像；

第一次CT扫描时被测物体投影图像集合I中每幅图像的像素尺寸r₁为

步骤3、将转台向探测器方向进行移动，使X射线源与转台中心之间的距离为SOD₂，SOD₂＞SOD₁，采取与步骤2中相同的工艺对被测物体进行第二次CT扫描，被测物体第二次扫描时的起始位置与步骤2中第一次扫描时的起始位置相同，并依次间隔采集一幅被测物体投影图像，即依次获得第二次CT扫描时被测物体投影图像集合J＝{J₁、J₂、...J_j...J_l}；

其中，J₁为第二次CT扫描时获得的第1幅被测物体投影图像；J₂为第二次CT扫描时获得的第2幅被测物体投影图像；J_j为第二次CT扫描时获得的第j幅被测物体投影图像；j∈{1、2...l}，J_l为第二次CT扫描时获得的第l幅被测物体投影图像；

第二次CT扫描时被测物体投影图像集合J中每幅图像的像素尺寸r₂为

步骤4、将第一次CT扫描时获得的被测物体投影图像集合I中的每幅图像分别进行k次插值，k为正整数，得到第一次CT扫描时每张被测物体投影图像插值后的图像；

步骤5、将第二次CT扫描时被测物体投影图像集合J中每幅图像的灰度值填入到第一次CT扫描时对应被测物体投影图像插值后的图像中，得到第一次CT扫描时每一幅被测物体投影图像的超分辨率重建后的图像；

具体步骤为：

步骤5-1、将第二次CT扫描时获得的第i幅被测物体投影图像J_i中的坐标系变换为物理量，即：将J_i(x，y)变换成J_i(x*r₂，y*r₂)，x和y分别为J_i上任一点的横坐标和纵坐标，x和y均表示像素二维数组的索引值，0≤x≤u-1，0≤y≤u-1；该图像J_i的中心坐标为：

步骤5-2、计算步骤4中第一次扫描时第i张被测物体投影图像I_i插值后的图像I′_i对应的物理量中心坐标O，O的坐标为调整物理量坐标系使该图像I′_i的中心坐标O为原点，即将图像I′_i上的任一点坐标(x′·r₁，y′·r₁)改写成：

其中，x′和y′分别为图像I′_i上任一点对应在像素二维数组中的横坐标和纵坐标的索引值；

步骤5-3、将第二次扫描图像J_i的中心坐标与该图像I′_i的物理量中心坐标O设为重合；并将第二次扫描图像J_i的坐标J_i(x*r₂，y*r₂)对应到图像I′_i中的位置上，即得到第二次扫描图像J_i中与图像I′_i中对应的位置

步骤5-4、将第二次扫描图像J_i中位置的灰度值代入到中，实现超分辨率图像重建：

具体为：

根据下述公式计算得到(x′，y′)

即：J_i(x，y)坐标的灰度值为图像I′_i上(x′，y′)位置的灰度值；

依次使i＝1、2...l，即对每一幅均进行重建，得到第一次CT扫描每一幅被测物体投影图像的超分辨率重建后的图像。