一种恢复低可信度的CT数据的方法及装置与流程

本发明涉及CT技术领域，尤其涉及一种恢复低可信度的CT数据的方法及装置。

背景技术：

在计算机断层扫描(CT)设备中，探测器(detector)可以收集那些穿过被扫描对象的X射线，并将其转换成电信号。这些电信号被记录下来以后就组成了CT原始数据，也叫做CT投影数据。通过相应的重建算法对CT投影数据进行重建以后，就可以得到CT图像。

由于探测器上的某些通道的性能下降、被扫描对象包含金属等原因，CT投影数据会包含有低可信度的数据，用这些数据参与重建得到的CT图像会出现伪影。

现有的恢复CT投影数据中的低可信度数据的方法通常是依据投影数据产生的三个维度，即：放线角度(view)、探测器沿X方向的通道数(channel)和探测器沿Z方向的排数(row)，来在这三个维度中的一个或多个上进行数据恢复。但是，现有方法恢复出的数据准确度不够高，对于CT图像上物体密度差异较大的区域的恢复效果也不好。

所以，需要提供一种恢复低可信度的CT数据的方法及装置，能够以更高的准确度恢复CT数据。

技术实现要素：

本发明的一个实施例提供了一种恢复低可信度的CT数据的方法，包括：获取投影空间上的低可信度区域；对重建图像上的全部或部分像素点做正向投影得到投影轨迹；以及对投影轨迹穿过低可信度区域的交叠区域进行恢复。

本发明另一个实施例提供了一种恢复低可信度的CT数据的装置，包括：低可信度区域获取模块，用于获取投影空间上的低可信度区域；正向投影模块，用于对重建图像上的全部或部分像素点做正向投影得到投影轨迹；以及交叠区域恢复模块，用于对投影轨迹穿过低可信度区域的交叠区域进行恢复。

附图说明

通过结合附图对于本发明的实施例进行描述，可以更好地理解本发明，在附图中：

图1所示为本发明的恢复低可信度的CT数据的方法的一个实施例的流程示意图；

图2所示为本发明的恢复低可信度的CT数据的过程中的获取投影空间上的低可信度区域的一个实施例的流程示意图；

图3所示为本发明的恢复低可信度的CT数据的过程中的获取投影空间上的低可信度区域的一个实施例的流程示意图；

图4所示为本发明的恢复低可信度的CT数据的过程中的对投影轨迹穿过低可信度区域的交叠区域进行恢复的一个实施例的流程示意图；

图5所示为对投影轨迹穿过低可信度区域的示意图；

图6所示为图5所示的投影轨迹上的可信区域示意图；

图7为对投影轨迹上的交叠区域插值的示意图；

图8A所示为用含有低可信度的投影数据重建得到的重建图像；

图8B所示为用现有技术恢复低可信度数据后重建得到的重建图像；

图8C所示为用本发明技术方案恢复低可信度数据后重建得到的重建图像；

图9所示为本发明的恢复低可信度的CT数据的装置的一个实施例的示意性框图。

具体实施方式

以下将描述本发明的具体实施方式，需要指出的是，在这些实施方式的具体描述过程中，为了进行简明扼要的描述，本说明书不可能对实际的实施方式的所有特征均作详尽的描述。应当可以理解的是，在任意一种实施方式的实际实施过程中，正如在任意一个工程项目或者设计项目的过程中，为了实现开发者的具体目标，为了满足系统相关的或者商业相关的限制，常常会做出各种各样的具体决策，而这也会从一种实施方式到另一种实施方式之间发生改变。此外，还可以理解的是，虽然这种开发过程中所做出的努力可能是复杂并且冗长的，然而对于与本发明公开的内容相关的本领域的普通技术人员而言，在本公开揭露的技术内容的基础上进行的一些设计，制造或者生产等变更只是常规的技术手段，不应当理解为本公开的内容不充分。

除非另作定义，权利要求书和说明书中使用的技术术语或者科学术语应当为本发明所属技术领域内具有一般技能的人士所理解的通常意义。本发明专利申请说明书以及权利要求书中使用的“第一”、“第二”以及类似的词语并不表示任何顺序、数量或者重要性，而只是用来区分不同的组成部分。“一个”或者“一”等类似词语并不表示数量限制，而是表示存在至少一个。“包括”或者“包含”等类似的词语意指出现在“包括”或者“包含”前面的元件或者物件涵盖出现在“包括”或者“包含”后面列举的元件或者物件及其等同元件，并不排除其他元件或者物件。“连接”或者“相连”等类似的词语并非限定于物理的或者机械的连接，也不限于是直接的还是间接的连接。

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明具体实施例及相应的附图对本发明技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

根据本发明的实施例，提供了一种恢复低可信度的CT数据的方法。

参考图1，图1所示为本发明的恢复低可信度的CT数据的方法100的一个实施例的流程示意图。

如图1所示，在步骤101中，获取投影空间上的低可信度区域。

低可信度区域可以是硬件缺陷反映到投影空间上的低可信度区域，也可以是被扫描体上的金属反映到投影空间上的低可信度区域。比如：低可信度区域可以是初始的重建图像上的金属区域对应到投影空间上的区域，也可以是一些已知的低性能探测器通道所对应到投影空间上的区域，还可以是由于球管打火(tube spit)等原因反映到投影空间上的区域。

对于已知的低性能探测器通道的情况，可以直接在投影空间上选择相应的探测器的通道(channel),将该通道对应的所有数据构成的区域认定为低可信度区域。对于球管打火的情况，可以将该放线角度(view)下的所有数据构成的区域认定为低可信度区域。

在本发明的一个实施例中，参考图2，步骤101可以包含如下子步骤201至202，即：可以通过如下子步骤201至202来获取投影空间上的低可信度区域。

在子步骤201中，在重建图像上选取目标区域。

可以用包含有低可信度数据的投影数据通过CT图像重建的方法得到重建图像。在重建图像上，可以选取目标区域。该目标区域可以是伪影所在的区域，也可以是用户认为可信度较低的区域。

在子步骤202中，对目标区域做正向投影得到低可信度区域。

可以对通过子步骤201选出的目标区域进行正向投影，就可以得到该目标区域在投影空间所在的区域，即：低可信度区域。

在本发明的另一个实施例中，参考图3，步骤101也可以包含如下子步骤301至302，即：还可以通过如下子步骤301至302来获取投影空间上的低可信度区域。

在子步骤301中，在重建图像上获取伪影信息。

对于一些特定样式的伪影，比如：条形(steak)伪影、环形(ring)伪影、带形(band)伪影等，可以从重建图像上识别其形状、位置、大小等信息。

在子步骤302中，根据伪影信息计算低可信度区域。

比如，可以通过条形伪影的方向和到旋转中心的距离计算出放线角度(view)、探测器沿X方向的通道数(channel)和探测器沿Z方向的排数(row)等信息，以此来确定该条形伪影在投影空间中的区域。又如：可以通过环形伪影或带形伪影的半径以及圆周覆盖范围来计算该环形伪影或带形伪影放线角度、通道述和排数，以此来确定该环形伪影或带状伪影在投影空间中的区域。

在步骤102中，对重建图像上的全部或部分像素点做正向投影得到投影轨迹。

在本发明的一个实施例中，可以对重建图像上密度较大的物体(如：金属、骨骼等)所在的区域中的像素点做正向投影来得到这些像素点的投影轨迹。

在本发明的另一个实施例中，对重建图像上物体密度差异较大的区域(如：高密度物质和低密度物质相紧邻的区域)中的像素点做正向投影来得到这些像素点的投影轨迹。

这里所说的重建图像，可以是用包含有低可信度数据的投影数据通过CT图像重建的方法得到重建图像。

在步骤103中，对投影轨迹穿过低可信度区域的交叠区域进行恢复。

步骤102得到的投影轨迹穿过步骤101得到的低可信度区域的部分，就是步骤103中需要恢复的部分。在本发明的一个实施例中，参考图4，步骤103可以包括如下子步骤401至403。

在子步骤401中，在投影轨迹上选取交叠区域。

参考图5，在图5中，较细曲线是通过步骤102得到的一个像素点的投影轨迹，较粗曲线带表示通过步骤101得到的低可信度区域。而该较细曲线上穿过该较粗曲线带的部分就是交叠区域。

在子步骤402中，根据投影轨迹的走向对交叠区域插值。

在一些CT机的投影空间中，投影轨迹是正弦曲线，因此在本发明的一个实施例中，可以根据正弦曲线的走向对投影轨迹上的交叠区域进行插值恢复。如图6所示，投影轨迹未穿过低可信度区域的部分可以被视为是可信区域。因此，可以利用可信区域内的数据并按照该投影轨迹的正弦变化规律，来对交叠区域进行外插以得到投影轨迹位于交叠区域内的值。图7显示了对交叠区域进行插值后得到的投影轨迹位于交叠区域内的轨迹。由此可以得到完整的投影轨迹。

在另一些CT机的投影空间中，投影轨迹可以是类正弦曲线或者其他任意的高次曲线，因此，在本发明的另一个实施例中，可以根据类正弦曲线或该高次曲线的走向和变化规律，对投影轨迹上的交叠区域进行插值恢复。

在子步骤403中，对插值后的投影轨迹进行加权求和。

在本发明的一个实施例中，当有多条投影轨迹通过同一低可信度区域时，可以将插值后得到的完整投影轨迹进行加权求和。各投影轨迹的权重可以相等，也可以对强度较大的投影轨迹赋予更大的权重。

在本发明的一个实施例中，还可以将恢复后的CT数据与恢复前的CT数据进行合并。该合并的过程可以是一个加权叠加的过程，比如：可以完全信任恢复后的投影数据而完全不信任恢复前的数据。也可以部分信任恢复后的数据，这样，就可以分别给恢复前的数据和恢复后的数据赋予一定的权重并将两者加权叠加。这里所说的数据，可以是投影数据，也可以是重建图像的数据，即：该合并可以在投影空间进行，也可以在图像空间进行。

至此描述了根据本发明实施例的恢复低可信度的CT数据的方法。对比图8A、图8B和图8C可以看出本发明的方法能够更准确地恢复CT投影数据数据，并避免不准确插值带来新的伪影。此外，本发明方法还能够降低对CT影像链上硬件的要求，进而降低成本。

与该方法类似，本发明还提供了相应的装置。

图9所示为本发明的恢复低可信度的CT数据的装置的一个实施例的示意性框图。

如图9所示，装置900可以包括：低可信度区域获取模块901，用于获取投影空间上的低可信度区域；正向投影模块902，用于对重建图像上的全部或部分像素点做正向投影得到投影轨迹；以及交叠区域恢复模块903，用于对所述投影轨迹穿过所述低可信度区域的交叠区域进行恢复。

在本发明的一个实施例中，低可信度区域获取模块901可以进一步包括：目标区域选取模块，用于在重建图像上选取目标区域；以及目标区域正向投影模块，用于对目标区域做正向投影得到低可信度区域。

在本发明的另一个实施例中，低可信度区域获取模块901可以进一步包括：伪影信息获取模块，用于在重建图像上获取伪影信息；以及用于根据伪影信息计算低可信度区域的模块。

在本发明的一个实施例中，正向投影模块902可以进一步包括：大密度区域正向投影模块，用于对重建图像上密度较大的物体所在的区域中的像素点做正向投影。

在本发明的另一个实施例中，正向投影模块902可以进一步包括：大差异区域正向投影模块，用于对重建图像上物体密度差异较大的区域中的像素点做正向投影。

在本发明的一个实施例中，交叠区域恢复模块903可以进一步包括：交叠区域选取模块，用于在投影轨迹上选取交叠区域；插值模块，用于根据投影轨迹的走向对交叠区域插值；以及加权求和模块，用于对插值后的投影轨迹进行加权求和。

在本发明的一个实施例中，插值模块可以进一步包括：正弦走向插值模块，用于根据正弦曲线的走向对交叠区域插值。

在本发明的一个实施例中，交叠区域恢复模块903可以进一步包括：数据合并模块，用于将恢复后的CT数据与恢复前的CT数据进行合并。

至此描述了根据本发明实施例的恢复低可信度的CT数据的装置。对比图8A、图8B和图8C可以看出，与上述方法类似，本发明的装置能够更准确地恢复CT投影数据数据，并避免不准确插值带来新的伪影。此外，本发明装置还能够降低对CT影像链上硬件的要求，进而降低成本。

以上所述仅为本发明的实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的权利要求范围之内。