[发明专利]基于频域分析的CT图像平移运动伪影校正方法

摘要

本发明属于CT图像处理技术，尤其涉及一种基于频域分析的CT图像平移运动伪影校正方法，该方法包括：获取受平移运动影响的扇束CT图像投影数据，对投影数据进行重排得到平行束模式的投影数据；对平行束模式投影数据进行一维傅里叶变换；计算相位相关函数，利用相位相关函数求得相对位移量；利用相对位移量与平移运动参数之间的变换关系，计算获得平移运动参数；对受平移运动影响的扇束CT图像投影数据利用滤波反投影算法进行图像重建，在图像重建中加入计算得到的平移运动参数进行补偿，校正运动伪影。本发明的有益效果为：本发明解决了现有技术中对于复杂运动曲线估计效果较差的问题，能够实时准确地估计运动参数，有效校正运动伪影，且具有鲁棒性。

主权项

1.一种基于频域分析的CT图像平移运动伪影校正方法，其特征在于包括以下步骤：步骤1：获取受平移运动影响的扇束CT图像投影数据gF(β,u)，其中下标F表示扇束模式，β为扇束模式的扫描视角β∈[0,2π)，u为探测器测得任意光束与射线源中线的距离；步骤2：对投影数据gF(β,u)进行重排得到平行束模式的投影数据gP(θ,u)，其中下标P表示平行束模式，θ为重排后平行束模式的扫描视角；步骤3：对平行束模式投影数据g_P(θ,u)进行一维傅里叶变换，得到F₁[g_P(θ,u)]，将F₁[g_P(θ,u)]分为两部分F₁[g_P(θ_1k,u)]和F₁[g_P(θ_2k,u)]，其中，θ_1k和θ_2k均为重排后平行束模式的扫描视角，只是大小范围不同，m为θ_1k和θ_2k的长度，γ为任意光束与射线源中线的夹角，γ_max为γ的最大张角；步骤4：利用F₁[g_P(θ_1k,u)]和F₁[g_P(θ_2k,u)]之间的变换关系计算获得相位相关函数，进而求得相对位移量，F₁[g_P(θ_1k,u)]和F₁[g_P(θ_2k,u)]有如下关系则F₁[g_P(θ_1k,u)]和F₁[g_P(θ_2k,u)]的互功率谱为：计算互功率谱一维傅里叶逆变换，得到相位相关函数为q(θ_1k,u)＝F₁^‑1[Q(θ_1k,ω)]＝δ(u‑u_0k)，其中，u_0k为相对位移量，u_0k＝[d_x(t_1k)‑d_x(t_2k)]cosθ_1k+[d_y(t_1k)‑d_y(t_2k)]sinθ_1k，u_0k∈[u₀₁,u₀₂,...,u_0m]，k＝1,2,...,m，δ(u‑u_0k)为变量u‑u_0k在任意视角θ_1k时的狄拉克函数，δ(u‑u_0k)对任意视角θ_1k在u_0k处均不为零，在除u_0k以外其它位置均为零，则根据相位相关函数的峰值位置求取相对位移量为步骤5：利用相对位移量与平移运动参数之间的变换关系，计算获得平移运动参数；步骤6：利用步骤1获取的投影数据gF(β,u)由滤波反投影算法进行图像重建，在图像重建中加入步骤5计算得到的平移运动参数进行运动补偿，校正运动伪影。