CT圖像環(huán)形偽影校正方法研究.pdf

1、CT技術(shù)不僅可以精確地、清晰地顯示物體內(nèi)部細(xì)節(jié)的結(jié)構(gòu)關(guān)系及缺陷狀況，還可以定量地給出細(xì)節(jié)的輻射吸收數(shù)據(jù)及物質(zhì)組成，已在醫(yī)學(xué)的病情診斷和工業(yè)的缺陷識(shí)別及屬性測(cè)量中得到廣泛的應(yīng)用。三代掃描模式具有掃描速度快的優(yōu)點(diǎn)，是目前醫(yī)學(xué)CT和工業(yè)CT采用的主要掃描模式。環(huán)形偽影作為三代掃描模式的一個(gè)重要問題，不僅影響了圖像的質(zhì)量，還給圖像噪聲處理以及圖像分割等后續(xù)處理造成困擾，降低了圖像的識(shí)別能力和測(cè)量精度。這個(gè)問題工業(yè)CT成像系統(tǒng)檢測(cè)中更是突出，因此

2、，環(huán)形偽影的去除是CT圖像預(yù)校正的關(guān)鍵一步。
　　根據(jù)重建圖像中的環(huán)形偽影在投影正弦圖中表現(xiàn)為豎直方向直線的特征，從投影正弦圖的角度，提出兩種環(huán)形偽影校正算法：
　　第一種是基于投影曲線高通濾波的環(huán)形偽影校正法。首先，采用S-L濾波函數(shù)對(duì)原始投影數(shù)據(jù)進(jìn)行濾波，增強(qiáng)偽影信息；其次，對(duì)濾波后的投影數(shù)據(jù)進(jìn)行投影積分，并對(duì)投影曲線采用微分處理，進(jìn)一步增大偽影數(shù)據(jù)與工件輪廓數(shù)據(jù)的差異；然后，按照高頻采樣插值次數(shù)對(duì)差分后的投影數(shù)據(jù)進(jìn)行均

3、值濾波，并根據(jù)粗大誤差判斷準(zhǔn)則選擇閾值，確定偽影的位置；最后，分析傳統(tǒng)線性插值校正不徹底的原因，采用線性外推插值來對(duì)偽影處投影數(shù)據(jù)進(jìn)行校正。
　　第二種是基于改進(jìn)的Canny算法的環(huán)形偽影校正法。在高斯濾波前，首先對(duì)原始投影數(shù)據(jù)采用S-L濾波器進(jìn)行濾波，增強(qiáng)偽影信息；采用二維高斯函數(shù)的一階偏導(dǎo)數(shù)構(gòu)造濾波器計(jì)算梯度，降低噪聲的影響；設(shè)定角度閾值對(duì)梯度方向進(jìn)行限制，排除斜角方向邊緣的檢測(cè)，實(shí)現(xiàn)豎直方向邊緣點(diǎn)檢測(cè)；采用梯度閾值和鏈長(zhǎng)度閾

4、值實(shí)現(xiàn)偽影邊緣點(diǎn)的檢測(cè)與連接；分析了各行投影數(shù)據(jù)插值校正的問題，提出分段B樣條擬合法對(duì)投影數(shù)據(jù)進(jìn)行校正，實(shí)現(xiàn)多個(gè)連續(xù)的環(huán)形偽影校正。
　　通過對(duì)實(shí)際CT圖像進(jìn)行校正實(shí)驗(yàn)，結(jié)果表明，這兩種校正方法都能有效地消除CT圖像的環(huán)形偽影，又很好保持了圖像邊緣及分辨率。其中，第一種校正算法實(shí)現(xiàn)簡(jiǎn)單，對(duì)單個(gè)分散的環(huán)形偽影校正效果好，但是對(duì)多個(gè)連續(xù)的環(huán)形偽影校正受限；第二種實(shí)現(xiàn)了多個(gè)連續(xù)的環(huán)形偽影的校正，但是對(duì)于最大連接長(zhǎng)度小于鏈長(zhǎng)度閾值的偽影無