一種自適應(yīng)的濾線柵偽影抑制方法及其裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及X射線數(shù)字圖像處理技術(shù)領(lǐng)域，特別是涉及一種自適應(yīng)的濾線柵偽影抑制的方法，以及利用該方法實(shí)現(xiàn)的自適應(yīng)濾線柵偽影抑制的裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]在X射線成像過程中，入射X線光子與人體發(fā)生相互作用，并產(chǎn)生散射X線光子。由于散射X線光子存在很寬的偏轉(zhuǎn)角度，幾乎不能提供相互作用位置和光子路徑信息。同時(shí)散射光子還會(huì)給圖像增加一層隨機(jī)的灰度信息，降低影像中組織之間的對比度差異，增加閱片的難度。
[0003]濾線柵的是一種能夠在散射光子到達(dá)平板探測器之前將散射光子濾掉的有效裝置。濾線柵中的高衰減的金屬薄片能夠有效的吸收與薄片相交的散射線，但由于濾線柵自身的線密度、濾線柵中金屬薄片的傾斜角度、平板探測器的像素密度、濾線柵與平板探測器以及射線源的相對空間位置、以及安裝精度等因素，都會(huì)導(dǎo)致濾線柵中金屬薄片吸收部分有效路徑上的X射線，進(jìn)而在最終的影像上產(chǎn)生濾線柵偽影。濾線柵偽影的存在會(huì)影響組織的正常顯示，增加醫(yī)生閱片的難度，影響醫(yī)生對病癥的診斷。
[0004]目前普遍使用的濾線柵偽影處理方法大多是針對特定平板探測器、濾線柵裝置組合，以及固定的濾線柵裝置放置方向設(shè)計(jì)的，在平板探測器與濾線柵的隨意組合及隨意的濾線柵裝置放置方向情況下效果不佳。同時(shí)目前的算法針對濾線柵偽影進(jìn)行濾波的濾波器設(shè)計(jì)過于復(fù)雜，通常要求偽影在頻域的能量分布與濾波器的形態(tài)能夠匹配良好。這不僅增加了設(shè)計(jì)上的難度，同時(shí)由于實(shí)際應(yīng)用的情況過于復(fù)雜，通常無法保證濾線柵偽影的能量分布與濾波器形態(tài)之間有很好的匹配，進(jìn)而對濾線柵偽影的抑制效果也十分有限。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明的目的是提供一種能夠適應(yīng)不同濾線柵裝置和平板探測器組合的濾線柵偽影抑制方法，該方法能夠有效的檢測出頻域圖像中異常頻段所處的位置及分布；并提供一種使用該方法實(shí)現(xiàn)的自適應(yīng)濾線柵偽影抑制裝置。
[0006]本發(fā)明為實(shí)現(xiàn)上述目的所采用的技術(shù)方案是:一種自適應(yīng)的濾線柵偽影抑制方法，包括以下步驟:
[0007]A.從原始圖像中抽取關(guān)鍵數(shù)據(jù)；
[0008]B.根據(jù)關(guān)鍵數(shù)據(jù)檢測濾線柵裝置的狀態(tài)；
[0009]C.根據(jù)濾線柵裝置狀態(tài)創(chuàng)建濾線柵偽影圖像；
[0010]D.從原始圖像中減去濾線柵偽影圖像，進(jìn)而得到最終的偽影抑制后的圖像。
[0011]所述關(guān)鍵數(shù)據(jù)為原始圖像中若干預(yù)定位置的行數(shù)據(jù)和列數(shù)據(jù)。
[0012]所述濾線柵裝置的狀態(tài)包括橫向放置狀態(tài)、縱向放置狀態(tài)和空置狀態(tài)；
[0013]所述空置狀態(tài)為實(shí)際放置了濾線柵裝置，但是在圖像中未表現(xiàn)出偽影的情形，以及未放置濾線柵裝置的情形。
[0014]所述步驟B包括以下步驟:
[0015]B1.對關(guān)鍵數(shù)據(jù)進(jìn)行傅里葉變換，獲得關(guān)鍵數(shù)據(jù)的頻譜分布曲線；
[0016]B2.對頻譜分布曲線進(jìn)行解析，提取異常頻段信息；
[0017]B3.根據(jù)異常頻段信息，確認(rèn)濾線柵裝置的狀態(tài)。
[0018]所述步驟B2包括以下步驟:
[0019]B21.根據(jù)頻譜分布曲線計(jì)算噪聲頻譜基準(zhǔn)值；
[0020]B22.根據(jù)噪聲頻譜基準(zhǔn)值在頻譜分布曲線中提取異常頻段。
[0021]所述步驟B21包括以下步驟:
[0022]以最高頻位置為起點(diǎn)，按照預(yù)定的頻段長度和頻段位置間隔，向低頻方向依次截取預(yù)定數(shù)量的頻段；
[0023]取各個(gè)截取頻段中的最大能量值；
[0024]取各個(gè)截取頻段中最大能量值中的最小值；
[0025]取最大能量值中的最小值所在頻段的能量均值，作為噪聲頻譜基準(zhǔn)值。
[0026]所述步驟B22包括以下步驟:
[0027]B221.從預(yù)定頻率位置開始搜索能量超過常規(guī)頻譜基準(zhǔn)值指定倍數(shù)的頻率位置，以該位置為基準(zhǔn)向高頻區(qū)域取預(yù)定長度的頻段作為擴(kuò)展區(qū)域，在擴(kuò)展區(qū)域內(nèi)搜索能量值最大的頻率點(diǎn)，并標(biāo)記該頻率點(diǎn)，同時(shí)記錄該頻率點(diǎn)對應(yīng)的能量值；
[0028]B222.從B221所述擴(kuò)展區(qū)域繼續(xù)向高頻區(qū)域搜索，重復(fù)B221操作，至最大頻率值所在位置；
[0029]B223.將標(biāo)記頻率點(diǎn)的能量值從大到小的順序進(jìn)行排序，從前到后取預(yù)定數(shù)目的標(biāo)記頻率點(diǎn)，將這些頻率點(diǎn)作為異常頻率點(diǎn)；如果B222中標(biāo)記的頻率點(diǎn)中包含最大頻率值附近預(yù)定范圍內(nèi)的頻率點(diǎn)，同時(shí)該點(diǎn)未被標(biāo)記為異常頻率點(diǎn)時(shí)，將該頻率點(diǎn)強(qiáng)制標(biāo)記為異常頻率點(diǎn)，并將已作標(biāo)記的異常頻率點(diǎn)中能量最小的頻率點(diǎn)剔除掉。
[0030]所述步驟B3通過步驟B2中是否檢測到異常頻段作為判斷濾線柵狀態(tài)類別的依據(jù)；無異常頻段對應(yīng)空置狀態(tài)，從行關(guān)鍵數(shù)據(jù)的頻譜中檢測到異常頻段對應(yīng)縱向放置狀態(tài)，從列關(guān)鍵數(shù)據(jù)的頻譜中檢測到異常頻段對應(yīng)橫向放置狀態(tài)。
[0031]所述異常頻段的提取需要分別對所有行或列的關(guān)鍵數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，當(dāng)超過預(yù)定數(shù)目的行或列的關(guān)鍵數(shù)據(jù)頻譜中存在異常頻段時(shí)，認(rèn)為存在異常頻段，同時(shí)合并異常頻段作為最終的異常頻段。
[0032]所述步驟C具體為:
[0033]Cl.如果濾線柵狀態(tài)為空置狀態(tài)，則不再做進(jìn)一步處理，直接輸出圖像；
[0034]C2.如果濾線柵狀態(tài)為非空置狀態(tài)，則檢測其放置狀態(tài)，并根據(jù)其放置狀態(tài)是橫向放置狀態(tài)或縱向放置狀態(tài)創(chuàng)建對應(yīng)的濾線柵偽影圖像。
[0035]所述步驟C2包括以下步驟:
[0036]根據(jù)濾線柵的狀態(tài)對圖像的每行或每列數(shù)據(jù)進(jìn)行傅里葉變換，獲得該行或列的頻譜分布曲線；
[0037]根據(jù)異常頻段信息從該行或列數(shù)據(jù)的頻譜分布曲線中提取出對應(yīng)頻段上的數(shù)據(jù)，對提取的數(shù)據(jù)進(jìn)行反傅里葉變換，得到濾線柵偽影圖像。
[0038]一種自適應(yīng)的濾線柵偽影抑制裝置，包括:
[0039]關(guān)鍵數(shù)據(jù)抽取模塊:用于從原始圖像中抽取關(guān)鍵數(shù)據(jù)，作為后續(xù)頻譜分析的輸A ；
[0040]濾線柵裝置狀態(tài)檢測模塊:用于對關(guān)鍵數(shù)據(jù)進(jìn)行頻譜分析，獲取其異常頻段信息，及濾線柵裝置狀態(tài)信息；
[0041]濾線柵偽影圖像生成模塊:用于根據(jù)濾線柵狀態(tài)和異常頻段信息創(chuàng)建濾線柵偽影圖像；
[0042]偽影抑制模塊:用于從原始圖像中抑制濾線柵偽影，得到最終輸出圖像。
[0043]所述濾線柵裝置狀態(tài)檢測模塊包括:
[0044]噪聲頻譜基準(zhǔn)值生成單元:用于創(chuàng)建檢測異常頻率點(diǎn)是否存在的參照基準(zhǔn)；
[0045]異常頻段檢測單元:用于檢測異常頻段是否存在，如若存在則創(chuàng)建異常頻段信息。
[0046]本發(fā)明具有以下優(yōu)點(diǎn)及有益效果:
[0047]1.本發(fā)明所述方法能夠有效檢測出X射線影像中是否存在濾線柵偽影，以及偽影的形態(tài)，并據(jù)此來生成對應(yīng)的濾線柵偽影圖像，進(jìn)而達(dá)到抑制偽影的目的。
[0048]2.本發(fā)明所述方法并非針對指定的濾線柵裝置與平板探測器組合以及固定方向的濾線柵裝置方式，能夠很好的適應(yīng)各種實(shí)際應(yīng)用的需要。
【附圖說明】
[0049]圖1為濾線柵裝置與平板探測器放置的位置關(guān)系示意圖；
[0050]圖2為濾線柵橫向放置和縱向放置的俯視示意圖；
[0051]圖3為本發(fā)明的方法流程圖；
[0052]圖4為本發(fā)明的算法流程圖；
[0053]圖5為特征數(shù)據(jù)的頻譜分布曲線；
[0054]圖6為帶濾線柵偽影的患者圖像；
[0055]圖7為濾線柵偽影圖像；
[0056]圖8為進(jìn)行濾線柵偽影抑制后的