去除图像中环状伪影的方法
【专利摘要】本发明公开了一种去除CT图像中环状伪影的处理方法，包括：在直角坐标域内，将具有环状伪影的原始重建图像进行扩展生成第一重建图像，使所述第一重建图像的建像中心与机架的旋转中心重合；将所述第一重建图像从图像转化成为极坐标域内的第二重建图像；在极坐标域内，利用频域滤波处理从所述第二重建图像中提取出第二环图像；将所述第二环图像转换成为直角坐标域内的第三环图像；将所述第三环图像进行逆扩展得到与所述原始重建图像大小相同的第四环图像；从具有环状伪影的原始重建图像中减去所述第四环图像，得到直角坐标域内的无环的图像。对于任意建像中心的情况，都可以采用本发明的方法去除环状伪影。
【专利说明】去除图像中环状伪影的方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及医学图像处理【技术领域】，特别涉及一种去除图像中环状伪影的方法。【背景技术】
[0002]在目前商用的CT (computed tomography)当中，由于像元通道对射线强度响应的非线性，像元通道之间对射线强度响应的不一致性，像元通道对射线能谱响应的非线性，探测器暗场和亮场的不稳定性等等，会导致在CT图像中出现一种环状伪影。环状伪影大大降低了 CT图像的图像质量，具体表现为环状伪影严重影响了 CT图像的C t值(C t值代表X射线穿过组织被吸收后的衰减值.)的准确性，影响CT图像的均匀性，从而严重影响临床诊断，甚至在某些特殊情况下，会直接导致误诊、漏诊。因此，去除或者最大程度地减轻这种环状伪影成为一个必须解决的问题。
[0003]目前，去除环状伪影的方法可以分为前处理和后处理两类:
[0004]前处理的方法是通过直接校正检测器接收到的投影数据达到去除环状伪影的目的。前处理方法存在如下缺点:对于较轻的环状伪影，检测器接收到的在投影数据在检测器上的表现非常弱而且不一致，很难被检测出来，也就是说，前处理的方法对于较轻的环状伪影很难处理；投影数据的任何改变，都会影响整个图像，因此前处理方法很容易降低图像质量或者引入新的伪影。
[0005]后处理的方法是将重建出来的图像作为输入图像进行处理，该类方法一般是基于空域的处理方法，后处理的方法具有如下优点:后处理方法的移植性非常好，可以适用于不同的CT型号；对于伪影强度较轻的环状伪影，处理效果较好。但是目前的后处理方法也存在如下缺点:空域处理的整幅图像，在去除环状伪影的同时，会去除图像的其他信息，从而降低了原始重建图像的空间分辨率；对于偏心重建的情况，环状伪影识别比较困难；对于环状伪影强度较重的情况，通过空域的处理方法很难将环状伪影去除干净，处理之后如果放大观察，还会发现有环状伪影残留。
[0006]另外，现有的去除环状伪影的后处理方法，只能应用于原始重建图像的建像中心与CT机架的旋转中心重合的情形，对于原始重建图像的建像中心与CT机架的旋转中心不重合的情形，现有的去除环状伪影的后处理方法无法适用。
【发明内容】
[0007]本发明提供一种去除CT图像中环状伪影的处理方法，达到能够适用于任意建像中心CT图像的目的，以解决现有后处理方法无法适用于偏心原始重建图像的问题。
[0008]为解决上述技术问题，本发明提一种去除图像中环状伪影的方法，包括:
[0009]在直角坐标域内，将具有环状伪影的原始重建图像进行扩展生成第一重建图像，使所述第一重建图像的建像中心与机架的旋转中心重合；
[0010]将所述第一重建图像从图像转化成为极坐标域内的第二重建图像；
[0011]在极坐标域内，利用频域滤波处理从所述第二重建图像中提取出第二环图像；[0012]将所述第二环图像转换成为直角坐标域内的第三环图像；
[0013]将所述第三环图像进行逆扩展得到与所述原始重建图像大小相同的第四环图像；
[0014]从具有环状伪影的原始重建图像中减去所述第四环图像，得到直角坐标域内的无环的图像。
[0015]可选的，所述将具有环状伪影的原始重建图像进行扩展生成第一重建图像的步骤包括:
[0016]在直角坐标域内，确认原始重建图像的建像中心是否与机架的旋转中心重合；
[0017]对原始重建图像进行扩展生成第一重建图像，使所述第一重建图像的建像中心与机架的旋转中心重合。
[0018]可选的，在所述确认原始重建图像的建像中心是否与机架的旋转中心重合的步骤中，包括以下三种情况:
[0019]a.建像中心与机架的旋转中心重合；
[0020]b.建像中心与机架的旋转中心不重合，但建像视野中包含机架的旋转中心；以及
[0021]c.建像中心与机架的旋转中心不重合，并且建像视野中也不包含机架的旋转中心。
[0022]可选的，所述将具有环状伪影的原始重建图像进行扩展生成第一重建图像的步骤包括以下三种情况:
[0023]对所述a情况，维持原始重建图像；
[0024]对所述b情况进行扩展，扩展方法如下:
[0025]通过以下公式计算得出机架的旋转中心在图像矩阵的索引值RoCx和RoCy ；
【权利要求】
1.一种去除图像中环状伪影的方法，包括: 在直角坐标域内，将具有环状伪影的原始重建图像进行扩展生成第一重建图像，使所述第一重建图像的建像中心与机架的旋转中心重合； 将所述第一重建图像从图像转化成为极坐标域内的第二重建图像； 在极坐标域内，利用频域滤波处理从所述第二重建图像中提取出第二环图像； 将所述第二环图像转换成为直角坐标域内的第三环图像； 将所述第三环图像进行逆扩展得到与所述原始重建图像大小相同的第四环图像；从具有环状伪影的原始重建图像中减去所述第四环图像，得到直角坐标域内的无环的图像。
2.如权利要求1所述的去除图像中环状伪影的方法，其特征在于，所述将具有环状伪影的原始重建图像进行扩展生成第一重建图像的步骤包括: 在直角坐标域内，确认原始重建图像的建像中心是否与机架的旋转中心重合； 对原始重建图像进行扩展生成第一重建图像，使所述第一重建图像的建像中心与机架的旋转中心重合。
3.如权利要求2所述的去除图像中环状伪影的方法，其特征在于，在所述确认原始重建图像的建像中心是否 与机架的旋转中心重合的步骤中，包括以下三种情况: a.建像中心与机架的旋转中心重合； b.建像中心与机架的旋转中心不重合，但建像视野中包含机架的旋转中心；以及 c.建像中心与机架的旋转中心不重合，并且建像视野中也不包含机架的旋转中心。
4.如权利要求3所述的去除图像中环状伪影的方法，其特征在于，所述将具有环状伪影的原始重建图像进行扩展生成第一重建图像的步骤包括以下三种情况: 对所述a情况，维持原始重建图像； 对所述b情况进行扩展，扩展方法如下: 通过以下公式计算得出机架的旋转中心在图像矩阵的索引值RoCx和RoCy ；
RoC、= (int)(—ReconC、x ' + (/V —】)x 0.5) + 0.5
" Fov
RoC,.= (int)(-ReconC、χ + (N-1)x 0.5) + 0.5
Fov 通过以下公式计算出原始重建图像需要扩展的偏移量Xoffset和Ytjffsrt ；
Xoffset = RoCx-(N-1) X0.5
Yoffset = RoCy-(N-1) X0.5 以(RoCx，RoCy)为中心，分别沿着χ轴扩展Xoffset个像素单元，沿着y轴扩展Ytjffset个像素单元，被扩展的像素单位的值用零填充； 其中，(ReconCx, ReconCy)为所述建像中心的坐标，N为原始重建图像矩阵大小，Fov为建像视野； 对所述c情况进行扩展，扩展方法如下: 通过下述公式计算出所要转换极坐标的最小半径长度Rmin、最大半径长度Rmax、周向起始角度0^&和周向终止角度0md: 最小半径长度为:
5.如权利要求1所述的去除图像中环状伪影的方法，其特征在于，所述利用频域滤波处理提取出所述第二重建图像中第二环图像的步骤包括: 在极坐标域内，提取所述第二重建图像的图像边缘； 去除所述第二重建图像的所述图像边缘得到第三重建图像； 对所述第三重建图像进行第一次平滑处理，得到第四重建图像； 从所述第二重建图像中减去所述第四重建图像，得到第五重建图像； 对所述第五重建图像进行频域滤波处理，得到第六重建图像； 从所述第五重建图像中减去所述第六重建图像，得到第一环图像 对所述第一环图像沿着周方向进行第二次平滑处理，得到第二环图像。
6.如权利要求5所述的去除图像中环状伪影的方法，其特征在于，对所述第三重建图像进行第一次平滑处理步骤中包括: S11:进行3点2次平滑； S12:进行5点3次平滑； 多次重复所述Sll至S12步骤。
7.如权利要求6所述的去除图像中环状伪影的方法，其特征在于，所述重复所述Sll至S12步骤的次数为60次~100次。
8.如权利要求7所述的去除图像中环状伪影的方法，其特征在于，所述重复所述Sll至S12步骤的次数为80次。
9.如权利要求5所述的去除图像中环状伪影的方法，其特征在于，对所述第五重建图像进行频域滤波处理的步骤，包括: S21:采样所述第五重建图像中的所有列，利用下述公式构造周期信号:
10.如权利要求5所述的去除图像中环状伪影的方法，其特征在于，对所述第一环图像沿着周方向进行第二次平滑处理的步骤包括:多次重复3点2次的平滑处理。
11.如权利要求10所述的去除CT图像中环状伪影的处理方法，其特征在于，重复3点2次的平滑处理的次数为10次~30次。
12.如权利要求11所述的去除CT图像中环状伪影的处理方法，其特征在于，重复3点.2次的平滑处理 的次数为20次。
【文档编号】G06T5/00GK103839229SQ201210488570
【公开日】2014年6月4日 申请日期:2012年11月26日 优先权日:2012年11月26日
【发明者】孙洪雨 申请人:上海联影医疗科技有限公司