图像处理方法
【专利摘要】本发明实施例涉及图像处理方法。方法包括：a)采用滤波反投影算法对L帧动态正弦图y(t)进行图像重建，得到动态图像x′(t)；(b)利用归类算法将所述x′(t)的信号强度归类为预设的K类，得到每类的平均强度曲线(c)根据所述将单帧正弦图y(t0)按照信号强度分解成K幅次正弦图y′p(t0)；(d)在所述K幅次正弦图y′p(t0)中，采用滤波反投影算法将所述y′p(t0)重建为所述目标物体的图像z′p(t0)；(e)去除所述目标物体的图像z′p(t0)的伪影，得到目标物体的图像x′p(t0)；(f)采用滤波反投影算法将剩余的次正弦图y′p(t0)重建为目标物体的图像x′q(t0)；(g)将所述目标物体的图像x′p(t0)与x′q(t0)叠加，形成所述目标物体的单帧最终图像x(t0)。通过对断层扫描获得的正弦图进行分解并分别去除图像重建过程中产生的条状伪影，提高了重建所得目标物体图像的质量。
【专利说明】图像处理方法
【技术领域】
[0001]本发明实施例一般涉及图像处理领域，更具体地说，涉及图像处理方法。
【背景技术】
[0002]断层扫描成像的核心是将扫描物体时采集的一维投影数据经算法重建出目标物体的二维图像。如图1所示，扫描仪在扫描目标物体时，记录关于该物体成像信息关于不同视角(Θ)及不同距离(d)的线性积分值。一个投影即是在同一视角方向Θ ^[0，π ])而不同距离d所测得的一组线性积分值。视角Θ与距离d之间的数学关系式为:
[0003]d = xcos Θ +ysin Θ(I)
[0004]其中，x、y分别代表笛卡尔坐标系中横、纵坐标值。
[0005]如图2所示，把所有视角Θ的投影汇总到一起，则形成一张由不同频率的正弦曲线组成的正弦图(sinogram)。
[0006]在断层扫描显像中，图像重建(image reconstruction)是指从正弦图中重建出被扫描的目标物体图像的过程。滤波反投影算法(FilteredBackprojection, FBP)是一种最常用的解析重建方法，在 Avinash Kak Malcolm Slaney (1988), Principles ofComputerized Tomographic Imaging, IEEEPress, ISBN 0-87942-198-3 中有具体的论述，该文件通过引用方式而全文包括在本文中。滤波反投影算法的重建过程可大致分为四个步骤:1)将每个时域(或笛卡尔坐标系)的投影经傅里叶变换(Fourier transform)至频域；2)将转换的频域数据乘以一个斜坡滤波器(Ramp filter) ；3)将乘得的数据经过反傅里叶变换回时域。由于数据与滤波器在频域内相乘，即等价于在时域内进行卷积计算，此时在时域的投影，即为滤波后的投影(Filteredprojection) ；4)将滤波后的每个投影做反投影(back projection),并将反投影相加,得到目标物体的图像f (x,y)。由于滤波反投影算法中涉及傅里叶变换，在重建图像里往往会出现条状伪影(streak artifacts)。
[0007]条状伪影限制了滤波反投影算法在临床的一些应用。例如，在计算机断层扫描(CT)显影时，若扫描物内含有金属移植物，如髋关节假体或牙齿填充物，则会导致严重的条状伪影，对于临床诊断带来干扰及误导。对于核医学影像，放射性示踪剂(radioactivetracer)通常会在某些个别组织器官(如膀胱)累积，从而在该区域产生压倒性的高强信号。这种与常规信号强烈对比所形成的条状伪影，破坏周围腹部的重建成像，大大增加了诊断前列腺癌或宫颈癌的难度，也给信号定量分析带来困难。
[0008]之前克服条状伪影的研究大多集中在两个方面:或是在相邻的两个投影数据中进行线性或更高阶的插值；或是使 用及改进诸如期望最大化等迭代重建算法。两种方法均带来一定效果。但是，在大部分的插值算法得到的重建图像中，包围在高强信号区域的图像仍然存有强烈的难以修复的扭曲变形；而在迭代算法中，因算法自身存在非负约束(non-negative constraint),得到的重建图像存有很高的偏离率(high bias)及较低的定量鲁棒性。因此，在一些对于生理学定量分析有很高要求的核医学应用中，迭代重建算法并不适用。
【发明内容】
[0009]本发明实施例一方面的目的是降低条状伪影的干扰，提高重建图像质量。
[0010]一方面，本发明实施例提出了一种图像处理方法，所述方法包括:
[0011](a)采用滤波反投影算法对断层成像扫描获得的目标物体的L帧动态正弦图y(t)进行图像重建，得到L帧动态图像X' (t)，其中te [O, L-1]；
[0012](b)利用归类算法将所述L帧动态图像X' (t)的信号强度归类为预设的K类，得到每类的平均强度曲线4?，其中K > 1，k e [I, K]；
[0013](C)根据所述^，将所述动态正弦图y⑴中的单帧正弦图y (O按照信号强度分解成K幅次正弦图y' ρ?Χ),其中h e [O, L-1]、p e [1，K],所述y' ρ?Χ)表示所述动
态正弦图y(t)中的单帧正弦图yaj上信号强度为&队)的区域； [0014](d)在所述K幅次正弦图y, p(t0)中，在:
【权利要求】
1.一种图像处理方法，其特征在于，所述方法包括: (a)采用滤波反投影算法对断层成像扫描获得的目标物体的L帧动态正弦图y(t)进行图像重建，得到L帧动态图像X' (0，其中七￡ [O, L-1]； (b)利用归类算法将所述L帧动态图像X,(t)的信号强度归类为预设的K类，得到每类的平均强度曲线5W，其中K > 1，k e [I, K]； (c)根据所述4(0，将所述动态正弦图y(t)中的单帧正弦图yUJ按照信号强度分解成K幅次正弦图y' p(tQ),其中tQ e [O, L-1]、p e [1，K],所述y' p(tQ)表示所述动态正弦图y(t)中的单帧正弦图yaj上信号强度为&队)的区域；
(d)在所述K幅次正弦图y,p(t0)中，在
2.如权利要求1所述的方法，其特征在于， 在步骤(c)之前，所述方法还包括: 确定
3.如权利要求1或2所述的方法，其特征在于，β取值为I。
4.如权利要求2所述的方法，其特征在于，a取值介于5-50之间。
5.如权利要求4所述的方法，其特征在于，a取值介于10-30之间。
6.如权利要求5所述的方法，其特征在于，a取值为20。
7.如权利要求1所述的方法，其特征在于，在所述步骤(e)中，采用阈值法或者归类算法去除所述目标物体的图像Z' Jtci)的伪影。
8.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述归类算法为Kmeans算法。
【文档编号】G06T5/00GK103793882SQ201210439390
【公开日】2014年5月14日 申请日期:2012年10月28日 优先权日:2012年10月28日
【发明者】程晓音, 施匡宇 申请人:程晓音, 施匡宇