螺旋束CT系統(tǒng)重建及射束硬化偽影抑制方法.pdf

1、計(jì)算機(jī)斷層成像技術(shù)(Computed Tomography)是一種用來(lái)觀測(cè)目標(biāo)斷層的無(wú)損檢測(cè)技術(shù)，它被廣泛地應(yīng)用在醫(yī)學(xué)成像和工業(yè)檢測(cè)中。與傳統(tǒng)的拍片或數(shù)字化實(shí)時(shí)成像等檢測(cè)手段相比，CT重建的斷層圖像空間分辨率高、對(duì)比度高，而且沒(méi)有影像重疊，使得在不剖開(kāi)被檢測(cè)物的情況下得到質(zhì)量比較好的斷層切片。
　　螺旋束CT具有掃描速度快、重建準(zhǔn)確度高等優(yōu)點(diǎn)，是目前醫(yī)學(xué)診斷領(lǐng)域應(yīng)用非常廣泛的一種CT技術(shù)，但是螺旋CT技術(shù)還沒(méi)有廣泛地被應(yīng)用于工業(yè)檢

2、測(cè)領(lǐng)域。螺旋束CT能實(shí)現(xiàn)連續(xù)地掃描待檢測(cè)物，掃描效率高，使螺旋CT對(duì)工業(yè)中長(zhǎng)棒型工件的掃描更方便，所以將螺旋CT應(yīng)用于工業(yè)檢測(cè)領(lǐng)域具有一定的實(shí)際意義。本文實(shí)現(xiàn)螺旋束CT系統(tǒng)重建的主要工作包括：經(jīng)典的螺旋CT重建算法Katsevich算法的實(shí)現(xiàn)及算法的并行加速實(shí)現(xiàn)、相關(guān)軟件設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)及三維可視化軟件設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)等。
　　實(shí)際當(dāng)中的X射線源的能譜具有連續(xù)性，而大部分的CT重建算法都是基于X射線是由單一能量組成的假設(shè)，這導(dǎo)致重建的斷層圖像

3、中出現(xiàn)射束硬化偽影。射束硬化偽影大大地降低了圖像的質(zhì)量，不僅影響了診斷結(jié)果，也會(huì)對(duì)后續(xù)的自動(dòng)化尺寸測(cè)量和圖像分割等過(guò)程產(chǎn)生影響，研究如何消除射束硬化偽影具有重大的意義?，F(xiàn)有的CT的硬化偽影消除方法一般需要建立轉(zhuǎn)換模型，完成從多能投影到單能投影之間的轉(zhuǎn)換或者是多能重建斷層到單能重建斷層之間的校正，這些方法大都實(shí)現(xiàn)比較復(fù)雜，而且校正結(jié)果大都是得到一個(gè)近似解，校正效果不是十分理想。
　　本文針對(duì)單材質(zhì)的射束硬化偽影問(wèn)題提出了一種基于深度

4、學(xué)習(xí)的校正方法。射束硬化偽影在重建圖像上表現(xiàn)為杯狀偽影和條狀偽影，而且在表現(xiàn)上具有一定的規(guī)律性，而深度學(xué)習(xí)能夠擬合輸入與輸出之間的復(fù)雜的關(guān)系，能學(xué)習(xí)圖像的特征并進(jìn)行組合。所以本文采用深度學(xué)習(xí)的方法來(lái)學(xué)習(xí)含有硬化偽影的圖像與不含偽影的圖像之間的關(guān)系，從而達(dá)到校正硬化偽影的目的。網(wǎng)絡(luò)的輸入圖像是根據(jù)多能投影利用FBP算法之間重建得到的斷層圖像，輸出是某個(gè)能量下單能重建的不含偽影的斷層圖像，基于大量的數(shù)據(jù)訓(xùn)練得到輸入與輸出之間的關(guān)系，得到校正