专利名称：用于消除散射辐射影响的虚拟滤线栅成像方法及其系统的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种能够消除散射辐射影响的虚拟滤线栅成像方法及成像系统，尤其涉及一种可以消除X射线、伽马射线等高能射线在穿过待检物体后产生的散射辐射影响的虚拟滤线栅成像方法及成像系统，属于数字图像处理技术领域。
背景技术：
包括X射线、伽马射线在内的高能射线具有很强的穿透能力，能透过许多对可见光不透明的物质，如墨纸、木料等。利用这种穿透能力，这些高能射线被用来帮助人们进行医学诊断和治疗；用于工业上的非破坏性材料的检查；在基础科学和应用科学领域内，被广泛用于晶体结构分析，及通过射线光谱和射线吸收情况进行化学分析和原子结构的研究。
利用高能射线辐照待检测物体时，在射线透过待检测物体后，不仅有初级辐射产生，而且有散射辐射产生。散射辐射会产生额外的曝光，如同“散射雾”一般叠加在射线的图像上，从而降低了射线图像的对比度和清晰度，同时也降低了图像细微处的信噪比。具体的降低程度将取决于散射辐射强度。
为了降低散射辐射所带来的不利影响，人们研究过多种技术解决方案。以目前使用最为广泛的X射线为例，国内外较普遍的是使用一种特制的抗散射格栅。这种抗散射栅格通称为滤线栅，最早由美国专利US 1,164,987所公开。它设置在待检测物体与X射线探测器之间，使发散自X射线管焦点的初级辐射通过，但可以基本上吸收来自待检测物体、以不同角度入射的散射辐射。滤线栅通常采用具有小体积和高吸收率的铅制成。吸收体之间的通道介质是纸、纤维、铝，或者一种非弹性的高电阻的泡沫材料(foam)。关于这种滤线栅的最新技术进展，可以参考中国专利申请“用于X射线装置的抗散射格栅”(申请号02126906.8，
公开日2003年4月2日)等文献。
使用抗散射滤线栅虽然能够降低待检物体中产生的散射辐射，改善成像质量，但它本身也阻挡了部分应该射向X射线探测器的X射线。为了消除这种不利影响，必须加大X射线的辐射剂量。这样会带来两方面的不利后果，一方面是待检物体特别是患者和医务人员所受的辐射伤害会加大，另一方面也提高了对X射线管和高压发生器的要求，从而加大了X射线检测设备的制造成本。
在中国专利申请“用于CT扫描机的抗散射X射线屏蔽”(申请号02829542.0，
公开日2005年9月21日)中，提出了一种用于吸收位于X射线探测器列间的X射线的抗散射(AS)材料；和用于吸收X射线探测器行间的X射线的抗散射(AS)材料，从而，该AS材料分别位于隔行和/或列探测器之间。进一步地，行间该箔的厚度和/或高度可以不同于列间箔的厚度和/或高度。另外，在中国专利申请“基于能量识别的X射线位相成像非相干散射消除装置”(申请号200610024489.1，
公开日2006年8月23日)中，介绍了一种基于能量识别的X射线位相成像非相干散射消除装置，包括X射线产生及调制系统，待测物固定装置，和后端X射线调制及探测系统三部分。该发明通过选择不同的滤除材料，能保证有效X射线基本没有损失，波长不变的初级辐射几乎可以全部到达X射线探测器，而消除非相干散射对成像质量的影响。
发明内容
本发明的目的在于提供一种能够有效消除散射辐射影响的“虚拟滤线栅”成像方法。该方法中，对到达探测器面的散射线不做滤过，而是全部采样散射线和直射射线数据，然后对采样后的数据进行散射线分量的分离和抑制，达到消除所成影像中散射线分量的目的。
本发明的另外一个目的是提供一种用于实现上述“虚拟滤线栅”成像方法的成像系统。
为实现上述的发明目的，本发明采用下述的技术方案 一种用于消除散射辐射影响的虚拟滤线栅成像方法，用在高能射线成像中，其特征在于包括如下步骤 (1)对于高能射线所产生的数字图像按频率分解成从高到低的多频段图像； (2)对于其中的低频段图像，直接进行去散射处理； (3)对于其中的高频段图像进行对比度增强处理； (4)将步骤(2)和步骤(3)处理后的每一频段图像进行合并，形成输出图像。
其中，所述步骤(1)中，对所述数字图像采用拉普拉斯金字塔分解的方法进行分解。
或者，所述步骤(1)中，对所述数字图像采用小波变换方法进行分解。
所述步骤(1)中，所述数字图像分解的层数n满足下式 n＝log(N)/log(2)-0.5 其中N是所述数字图像的大小。
所述步骤(2)中，利用下式对所述低频段图像进行去散射处理， Ck(x，y)＝Gain(Lk(x，y)，k)×Lk(x，y) 其中Gain(Lk(x，y)，k)∈
，是与图像亮度和频段正向相关的函数，Ck(x，y)是处理后的低频段图像，Lk(x，y)是步骤(1)中分解获得的低频段图像，K为正整数。
所述步骤(3)中，利用下式对所述高频段图像进行对比度增强处理 Ek(x，y)＝Sigm(Lk(x，y)，k)×Lk(x，y) 其中Sigm(Lk(x，y)，k)是S型非线性放大函数，与像素点的对比度反向相关，Ek(x，y)是处理后的低频段图像，Lk(x，y)是步骤(1)中分解获得的高频段图像。
所述步骤(4)中，首先对步骤(2)处理后的最低频段图像进行插值增频采样，然后以高斯卷积内插方式与其相邻的较上一频段图像进行叠加，生成新的较上一频段图像，由此逐层向上作相同处理，直至得到原始图像大小的处理后图像。
所述步骤(4)中或结束后，根据下式对图像进行降噪处理， fk(x，y)＝(1-b)×Rk(x，y)+b×Tk+1(x，y) 其中b＝Weight(Tk+1(x，y)，k)，它与图像亮度和频段正向相关，Rk(x，y)为某一频段图像，Tk+1(x，y)为进行插值增频采样后的较下一频段图像，fk(x，y)为降噪处理后输出的该频段图像。
预先编制图像处理过程中需要的数据，拟合出相应的映射曲线，在进行图像处理时，直接采用查找表映射的方式快速获得所需的数据。
所述高能射线包括但不限于X射线或者伽马射线。
一种用于消除散射辐射影响的虚拟滤线栅成像系统，其特征在于 所述虚拟滤线栅成像系统包括高能射线发射单元、高能射线探测单元、图像采集和预处理校正单元、虚拟滤线栅单元、图像后处理单元和图像显示单元，其中所述高能射线发射单元发射高能射线，穿透被检测物体后被所述高能射线探测单元接收并生成数字图像，所述高能射线探测单元、图像采集和预处理校正单元、虚拟滤线栅单元、图像后处理单元和图像显示单元顺序连接，所述虚拟滤线栅单元执行上述的虚拟滤线栅处理方法后，将消除了散射辐射影响的图像送入所述图像显示单元进行显示。
其中，所述高能射线发射单元为X射线管，所述高能射线探测单元为X射线探测器。
本发明所实现的虚拟滤线栅成像方法及其系统可以有效消除待检物体中产生的散射辐射对所成数字图像的影响。在数字X射线成像中，对于已受散射辐射影响的图像，采用数字信号处理的方法消除叠加在X射线图像上的“散射雾”，提高X射线图像的对比度和信噪比。另外，用尽可能低的辐射剂量得到X射线图像，使患者和医务人员受到的X辐射量最小化。
实验证明，在数字X射线成像中，本发明能明显地消除散射线影响，同时可以大幅度降低射线剂量，在得到相同图像亮度的情况下，是普通滤线栅所需剂量的三分之一。
下面结合附图和实施方式对本发明进一步说明。
图1是本发明所提供的虚拟滤线栅成像系统的示意图。
图2是本发明所提供的虚拟滤线栅成像方法的流程图。
图3是用于验证本发明实际效果的一个典型X射线目标影像的组成示意图。
图4(a)～图4(f)显示了在45kV的曝光条件下的不同应用图例。
图5(a)和图5(b)是75kV下的密度曲线对比图，其中grid代表普通滤线栅，V-grid代表虚拟滤线栅。
图6(a)、图6(b)和图6(c)是分别在45kV、75kV和125kV曝光条件下的密度统计曲线图。
具体实施例方式 本发明的基本思路在于在高能射线成像过程中，对于已受散射辐射影响的图像，采用数字信号处理的方法消除叠加在射线图像上的“散射雾”，以提高高能射线图像的对比度和信噪比。这里的高能射线包括但不限于X射线、伽马射线等。但在下面的具体实施例中，将以使用最为广泛的X射线为例加以说明。
图1所示为本发明所提供的“虚拟滤线栅”成像系统的一个实施例。该系统包括作为高能射线发射单元的X射线管1、X射线探测器7、图像采集和预处理校正单元8、虚拟滤线栅单元9、图像后处理单元10和图像显示单元11。参见图1所示，从X射线管1的焦点2发射X射线束流3，照射到待检物体4上。穿越待检物体4的X射线将直接入射在X射线探测器7上，另外，待检物体中产生的散射线5也会以不同角度随机入射在X射线探测器7上。在现有技术中，为了消除散射线5所带来的“散射雾”的不利影响，往往会在待检物体4和X射线探测器7之间加装一个抗散射格栅6(图中虚线所示)。前已述及，采用这种抗散射栅格会带来很多副作用，因此并不是优选的解决方案。在本发明中，利用先进的数字信号处理技术对X射线探测器7采集到的图像进行处理，具体而言，X射线探测器7将入射的直射X射线和散射线一并转化为数字信号，经图像采集和预处理校正单元8处理后，由虚拟滤线栅单元9分解成直射X线信号和散射线信号，并且消除散射线在图像上形成的 “散射雾”。消除了“散射雾”影响的X射线图像经图像后处理单元10进一步处理后，再经过图像显示单元11显示到监视器上，供有关工作人员进一步研判使用。在本“虚拟滤线栅”成像系统中，由虚拟滤线栅单元9直接消除X射线散射对图像质量的影响，因此不再需要上述的抗散射格栅6。X射线管1发射的X射线剂量也可以相应降低，从而减少对医务人员和患者的伤害。
虚拟滤线栅单元9所完成的工作是本发明的核心，下面对它的具体工作过程作详细的说明。
虚拟滤线栅单元9执行本发明人专门提供的消除散射辐射影响的算法。这一算法是基于对以下模型的认识 1.“散射雾”图像退化模型 g(x，y)＝f(x，y)+s(x，y)+n(x，y)(1) 这里，g(x，y)是X射线图像，f(x，y)是直射所产生的图像，s(x，y)是散射辐射所产生的图像，n(x，y)是量子噪声。从这一模型可以看出，X射线图像是在直射图像上加入了“散射雾”图像和量子噪声。
经过研究，其中的散射图像可以用高斯低通滤波后的直射图像来近似表示 s(x，y)≈A×f(x，y)*Gσ(x，y)(2) Gσ(x，y)是标准方差为σ的高斯卷积核，A是增益，与待检物体的厚度和密度成正比关系。
在X射线成像中，射线以指数规律衰减，X射线噪声的特征有 a.主要分布于低剂量成像区域； b.噪声主要分布于图像的高频段； c.噪声表现为时间和空间上的随机过程。
2.图像多频段模型 这一模型的含义是X射线图像是由从高到低不同的频率层重叠而成，就像太阳光是由七色光谱重叠而成一样。
根据以上的两个模型，如图2中介绍的虚拟滤线栅的算法流程所示，本发明采用拉普拉斯金字塔分解的方法将X射线输入图像分解成多尺度下的图像，也就是依次按频率从高到低的多频段图像，并分别对低频段的图像作不同程度的去散射处理，对高频段的图像作不同程度对比度增强处理和降噪处理，然后将处理后的每一尺度下的图像进行合并，取得复原后的图像输出。
具体而言，上述的“虚拟滤线栅”的算法可以分为4个子过程 1.图像分解过程 对X射线图像分解采用拉普拉斯金字塔分解的方法，首先将输入图像g0经高斯低通滤波并间隔采样得到分辨率减半的图像g1 gk+1(x，y)＝[gk(x，y)*Gσ(x，y)](2x，2y)(3) Gσ(x，y)是标准方差为σ的高斯卷积核，K为正整数。在本实施例中，取σ＝1，卷积核大小取5×5，但显然该卷积核也可以取别的数值。
然后，将取得的g1作增频采样以恢复原始图像大小，增频采样就是在采样点之间插入零的过程 增频采样后的图像作高斯卷积内插，再与原始图像相减得到第一层的差分图像L0 Lk(x，y)＝gk(x，y)-[gk+1′(x，y)*Gσ(x，y)](x，y)(5) 上述的图像分解过程在间隔采样后的图像上迭代进行，经过n次迭代得到一组Lk(x，y)，对最终的低频图像gn-1(x，y)不作差分处理，Ln-1(x，y)＝gn-1(x，y)。此处的Lk(x，y)系列图像称为拉普拉斯图像金字塔。该图像金字塔的最大层数n(即图像分解的次数)与图像大小N有关 n＝log(N)/log(2)-0.5(6) 输入图像分解成拉普拉斯图像金字塔后，其每一层图像是针对不同频段的图像，其中L0是最高频段的分解图像，Ln-1(x，y)是最低频段的分解图像。在实践中，图像分解的层数推荐取4～8，太少则消除散射辐射影响的目的难以实现，太多则运算过程过于复杂，难以使用。在图2所示的实施例中，以图像分解成8层为例来说明。
2.去散射线过程 根据前面介绍的X射线噪声的特点，本方法中将针对不同频段的图像分别做不同的处理。对于低频段图像L7、L6、L5和L4，它们是图像中缓慢变化的分量，图像的散射分量主要分布于其中。削弱这部分分量就可以达到去除散射线的目的。因此，从L7到L4削弱的程度依次减小。具体的实现方式如下式 Ck(x，y)＝Gain(Lk(x，y)，k)×Lk(x，y)(7) 其中Gain(Lk(x，y)，k)∈
，是图像亮度和频段的函数。亮度越低，其值越小，频段越低，其值也越小。
将L7、L6、L5和L4做上述处理，得到相应的C7、C6、C5和C4。
从上面的散射分量削弱过程也可以看出，图像亮度越小的区域，削弱的程度越大，因为低剂量成像区域，散射线越多。
3.增强过程 由于在成像过程中存在散射线的影响，降低了图像的对比度，会使图像的细节模糊。为了使图像细节清晰，需要对图像作增强处理，以提高图像的对比度。对此可用如下公式实现 Ek(x，y)＝Sigm(Lk(x，y)，k)×Lk(x，y)(8) 其中Sigm(Lk(x，y)，k)＞1，是S型非线性放大函数。对于对比度小的像素点，它代表图像的细节，因此所需要的放大倍数大。对于对比度大的像素点，它代表图像的边缘，因此所需要的放大倍数小，以避免图像的过增强。另外，由于图像的细节主要位于高频段，因此高频段图像的放大倍数要大于中频段图像的放大倍数。
按照上述的公式，将L0，L1，L2和L3作增强处理，得到相应的C0、C1、C2和C3。
4.图像合并过程 图像合并过程就是将上述分别进行去散射线处理和增强处理的不同频段图像重新进行合并，生成新的X射线图像。这一过程的具体步骤是 将R7按照公式(4)进行插值增频采样，使图像大小扩展一倍，得到Rk+1′(x，y)。然后进行高斯卷积内插，与C6叠加，取得R6 Rk(x，y)＝Ck(x，y)+[Rk+1′(x，y)*Gσ(x，y)](x，y)(9) 按照这一方法逐层向上作相同处理，就可以得到原始图像大小的处理后图像。
上面对实现虚拟滤线栅的一个典型算法实施例进行了说明。在该实施例中，对X射线图像采用基于高斯金字塔分解的拉普拉斯金字塔算法进行分解。但显然X射线图像也可以采用其它的分解方法，例如使用直接抽样金字塔算法进行分解，也可以使用小波变换方法进行图像的分解。对此，可以进一步参考章毓晋编著的《图像工程(上册)-图像处理(第2版)》(ISBN 7-302-12445-0/TN·301)，尤其是其中的第14章“多尺度图像技术”，在此就不一一赘述了。
使用本发明所提供的方法，无论使用哪一种具体的图像分解算法，去除散射线影响的过程都与上述实施例中描述的过程一样，并可获得大致一样的结果。
在X射线成像过程中，广泛存在噪声的干扰。噪声随机分布于图像的高频段，而且在低剂量成像的区域，噪声的干扰显得尤其大。另一方面，在上述的增强细节处理过程中，噪声也被放大了。为了进一步抑制噪声，提高图像的信噪比，还需要对图像做降噪处理。
降噪处理可以单独进行，也可以在图像的合并过程中叠加进行。具体的降噪算法如下式 fk(x，y)＝(1-b)×Rk(x，y)+b×Tk+1(x，y)(10) b＝Weight(Tk+1(x，y)，k)(11) 其中b∈
，代表降噪的程度，它是图像亮度和频段的函数，亮度越低，其值越大，频段越高，其值也越大。
在实际进行降噪处理时，没有必要对所有的频段都采取同样的降噪措施，因为在低频段，噪声的影响很小，可以忽略。因此在图2所示的实施例中，仅仅对最高的两个频段作上述降噪处理，其中f0是降噪后的输出图像。
为了清楚地显示本发明的实际效果，利用图1所示的“虚拟滤线栅”成像系统处理获得实际的影像，将之与使用普通滤线栅(即中国专利02126906.8所述的抗散射格栅)获得的图像进行一系列对比实验。其中待检物体采用尺寸为290×290×99mm的有机玻璃(图中所示为PMMA)和尺寸为45×45×4mm的铅块(Pb)。用来对比的普通滤线栅的规格为大小440×480mm，Line80L/CM，Ratio10∶1，P.D150CM。X射线探测器采用直接数字成像的平板探测器。铅块(Pb)贴在有机玻璃(PMMA)中心靠近X射线源的侧面，用来阻挡直射X射线，阻挡区域在没有散射线的情况下应为均匀密度的低亮度区域。图3是用于验证本发明实际效果的一个典型X射线目标影像的组成示意图，图像可以分为过曝光区、有机玻璃(PMMA)区和铅块(Pb)区。Pb区域为直射射线阻挡区域，中心(Center)部位为散射线最低的部分，四边和四角一般为散射线容易污染的部分。实验将分析铅块(Pb)保护区域的密度分布情况，通过对中心部位和四个边角分别测量像素值来判定污染程度。
不使用普通滤线栅，分别45、75、125千伏条件下，调整剂量mAs使图像有机玻璃灰度区域亮度达到中灰度(灰度值8000左右)。图4(a)为45kV曝光条件下散射线对Pb保护区域的污染情况，可以看出四角的污染最严重，四边的污染次之，中心的污染较低。
使用普通滤线栅，分别45、75、125千伏条件下，调整剂量mAs使图像有机玻璃灰度区域亮度达到中灰度(8000左右)(Grid 45KV条件下剂量最大400mAs时只能达到5000)，图4(b)为45kV曝光条件下加滤线栅后的情况，可以看出四边和四角的散射线污染明显减轻。但是所需的射线剂量是不使用普通滤线栅的2.5倍，试验统计了各条件下的所需剂量，见表1。
表1 图4(c)和(d)是在同一次曝光(45kV)的情况下的原始图和采用本发明对散射线污染进行抑制所得到的图像，图4(d)与图4(c)相比，散射线得到明显的抑制。
图4(e)是采用普通滤线栅对散射线进行抑制的图像，图4(f)是采用本发明所提供的“虚拟滤线栅”对散射线进行抑制的图像，可以看出两者均对散射线进行了明显的抑制。“虚拟滤线栅”对四个边角的散射线抑制优于普通滤线栅。
图5(a)和图5(b)是在相同kV条件下的原始图、使用普通滤线栅的图像和使用“虚拟滤线栅”的图像的密度曲线。图5(a)中Pb保护部分的像素值约在1800附近，没有Pb保护的部分像素值接近8000。由于散射线的污染造成Pb保护部分的边缘像素值升高，表明距离底部中心越远的部分散射线污染越严重。应用普通滤线栅之后曲线在两个底角部分下拉，与没有滤线栅时的曲线比较更接近底部。图5(b)密度曲线表明“虚拟滤线栅”与普通滤线栅二者曲线基本上可以拟合，在四个边角的散射线抑制优于普通滤线栅。
图6(a)、图6(b)和图6(c)是在45kV、75kV和125kV曝光条件下的铅块(Pb)保护区密度统计曲线图。通过统计铅块(Pb)保护区的中心区、边缘区和角部区可以看出，“虚拟滤线栅”密度曲线中心保护区Pb中心的密度与四边和四角的密度接近，曲线接近平直，与Base线平行度最为接近，说明“虚拟滤线栅”对散射线抑制最明显。
图1所示的“虚拟滤线栅”成像系统在实际使用时，为了提高图像处理的速度，可以在虚拟滤线栅单元9中存储专用的非线性查找表。在进行图像分解等运算量巨大的处理时，直接采用非线性查找表映射的方式实现上述的去散射、增强和降噪处理，这样有利于实现图像的实时处理。相关的映射曲线可用公式(12)实现 其中调整参数a和b，可以调节曲线的输出范围，调整参数g和m，可以调节曲线的斜率和偏移。这里的a、b、g、m都是在事先计算好相应的映射关系数据，并根据这些映射关系数据拟合出映射曲线时所确定的曲线参数。在本发明中，金字塔分解中的每一层图像的去散射、增强和降噪处理可以事先分别拟合出相应的曲线，从而生成计算时所要求的查找表。实际的处理过程中，可以通过直接查找表映射来实现快速处理。
以上对本发明所述的用于消除散射辐射影响的虚拟滤线栅成像方法及其系统进行了详细的说明。对本领域的一般技术人员而言，在不背离本发明实质精神的前提下对它所做的任何显而易见的改动，都将构成对本发明专利权的侵犯，将承担相应的法律责任。
权利要求
1.一种用于消除散射辐射影响的虚拟滤线栅成像方法，用在高能射线成像中，首先对到达探测器面的散射线不做滤过，全部采样散射线和直射射线数据，然后对采样后的数据进行散射线分量的分离和抑制，其特征在于包括如下步骤
(1)对于高能射线所产生的数字图像按频率分解成从高到低的多频段图像；
(2)对于其中的低频段图像，直接进行去散射处理；
(3)对于其中的高频段图像进行对比度增强处理；
(4)将步骤(2)和步骤(3)处理后的各频段图像进行合并，形成输出图像。
2.如权利要求1所述的消除散射辐射影响的虚拟滤线栅成像方法，其特征在于
所述步骤(1)中，对所述数字图像采用拉普拉斯金字塔分解的方法进行分解。
3.如权利要求1所述的消除散射辐射影响的虚拟滤线栅成像方法，其特征在于
所述步骤(1)中，对所述数字图像采用小波变换方法进行分解。
4.如权利要求2或3所述的消除散射辐射影响的虚拟滤线栅成像方法，其特征在于
所述步骤(1)中，所述数字图像分解的层数n满足下式
n＝log(N)/log(2)-0.5
其中N是所述数字图像的大小。
5.如权利要求1所述的消除散射辐射影响的虚拟滤线栅成像方法，其特征在于
所述步骤(2)中，利用下式对所述低频段图像进行去散射处理，
Ck(x，y)＝Gain(Lk(x，y)，k)×Lk(x，y)
其中Gain(Lk(x，y)，k)∈
，是与图像亮度和频段正向相关的函数，Ck(x，y)是处理后的低频段图像，Lk(x，y)是步骤(1)中分解获得的低频段图像，K为正整数。
6.如权利要求1所述的消除散射辐射影响的虚拟滤线栅成像方法，其特征在于
所述步骤(3)中，利用下式对所述高频段图像进行对比度增强处理
Ek(x，y)＝Sigm(Lk(x，y)，k)×Lk(x，y)
其中Sigm(Lk(x，y)，k)是S型非线性放大函数，与像素点的对比度反向相关，Ek(x，y)是处理后的低频段图像，Lk(x，y)是步骤(1)中分解获得的高频段图像，K为正整数。
7.如权利要求1所述的消除散射辐射影响的虚拟滤线栅成像方法，其特征在于
所述步骤(4)中，首先对所述步骤(2)处理后的最低频段图像进行插值增频采样，然后以高斯卷积内插方式与该频段相邻的较上一频段图像进行叠加，生成新的上一频段图像，由此逐层向上作相同处理，直至得到原始图像大小的处理后图像。
8.如权利要求1所述的消除散射辐射影响的虚拟滤线栅成像方法，其特征在于
所述步骤(4)中或结束后，根据下式对图像进行降噪处理，
fk(x，y)＝(1-b)×Rk(x，y)+b×Tk+1(x，y)
其中b＝Weight(Tk+1(x，y)，k)，它与图像亮度和频段正向相关，Rk(x，y)为第K频段图像，Tk+1(x，y)为进行插值增频采样后的K+1频段图像，fk(x，y)为降噪处理后输出的图像，K为正整数。
9.如权利要求1所述的消除散射辐射影响的虚拟滤线栅成像方法，其特征在于
预先编制图像处理过程中需要的数据，拟合出相应的映射曲线，在进行图像处理时，直接采用查找表映射的方式快速获得所需的数据。
10.如权利要求1所述的消除散射辐射影响的虚拟滤线栅成像方法，其特征在于
所述高能射线包括但不限于X射线或者伽马射线。
11.一种用于消除散射辐射影响的虚拟滤线栅成像系统，其特征在于
所述虚拟滤线栅成像系统包括高能射线发射单元、高能射线探测单元、图像采集和预处理校正单元、虚拟滤线栅单元、图像后处理单元和图像显示单元，其中所述高能射线发射单元发射高能射线，穿透被检测物体后被所述高能射线探测单元接收并生成数字图像，所述高能射线探测单元、图像采集和预处理校正单元、虚拟滤线栅单元、图像后处理单元和图像显示单元顺序连接，所述虚拟滤线栅单元执行如权利要求1所述的处理后，将消除了散射辐射影响的图像送入所述图像显示单元进行显示。
12.如权利要求1所述的消除散射辐射影响的虚拟滤线栅成像系统，其特征在于
所述高能射线发射单元为X射线管，所述高能射线探测单元为X射线探测器。
全文摘要
本发明公开了一种能够消除散射辐射影响的虚拟滤线栅成像方法及成像系统。该方法主要用在高能射线成像中，首先对到达探测器面的散射线不做滤过，全部采样散射线和直射射线数据，然后对采样后的数据进行散射线分量的分离和抑制，达到消除所成影像中散射线分量的目的。具体包括如下步骤(1)对于数字图像按频率分解成从高到低的多频段图像；(2)对低频段图像进行去散射处理；(3)对高频段图像进行对比度增强处理；(4)将步骤(2)和步骤(3)处理后的每一频段图像进行合并，形成输出图像。实验证明，在数字X射线成像中，本发明能明显地消除散射线影响，同时可以大幅度降低射线剂量，在得到相同图像亮度的情况下，是普通滤线栅所需剂量的三分之一。
文档编号G06T5/00GK101109718SQ20061011453
公开日2008年1月23日 申请日期2006年11月14日 优先权日2006年11月14日
发明者李运祥, 曹红光 申请人:北京国药恒瑞美联信息技术有限公司