一种基于卷积的X射线CT系统射束硬化校正方法

摘要

本发明公开了一种基于卷积的X射线CT系统射束硬化校正方法，属于工业CT系统应用领域；该方法包括以下步骤：一：将铅箔过滤片紧贴后准直器放置进行散射校正；二：设置CT系统扫描参数；三：不开射线源，采集系统的本底值；四：打开射线源，对当前实验室下的空气进行扫描，获取当前空气射线强度；五：扫描一组标准件，采集不同厚度下的投影数据；六：拟合曲线，得到硬化模型和卷积校正模型；七：利用卷积校正模型函数进行硬化校正，得到校正后的射线强度数据；八：用校正后的射线强度数据进行图像重建。本校正方法对射束硬化校正效果显著，能很好地保留被测物体的边缘，且能保存检测物体的细节部分，满足高精度探测的需要。

主权项

1.一种基于卷积的X射线CT系统射束硬化校正方法，其特征在于：包括以下步骤:步骤一：设置CT系统扫描参数；步骤二：不开射线源，采集系统的本底值I_bkg；步骤三：打开射线源，对当前实验室下的空气进行扫描，获取当前空气射线强度I₀；步骤四：利用X射线CT系统对一组厚度已知的标准件进行扫描，将得到的各采样数据减去本底值得到实际有效射线强度数据I；将I代入公式p_p＝ln(I₀/I)中，得到不同厚度下的多色投影值p_p；步骤五：以厚度l为横坐标，多色投影值p_p为纵坐标，利用多项式拟合得到硬化模型p_p＝g(l)；根据投影值p_p在厚度l下的切线值为l对应的线衰减系数μ的关系可知μ与l的关系表达式为：μ＝p_p′|_l，由此可求出标准件不同厚度下对应的线衰减系数μ；步骤六：以p_p为横坐标，线衰减系数μ为纵坐标，进行函数拟合建立卷积校正模型μ＝F(p_p)；其中，p_p=0时的值即为等效单能射线源的线衰减系数μ_m；步骤七：利用X射线CT系统对被测物体进行扫描，将得到采样数据减去本底值得到实际有效射线强度数据将代入公式p_p＝ln(I₀/I)中，得到不同厚度下的多色投影值各个通道下的值作为输入函数g(x)；步骤八：根据公式：f(n₁)＝f(n₂)＝1，m＝(n₁+n₂)2和确定卷积函数f(x)的表达式，其中n₁,n₂为被测物体边缘处所对应的探测器通道数，m为卷积函数的对称轴，μ_l为取该组厚度已知的标准件中最大厚度l_max时对应的线衰减系数，p_pl为l_max对应的多色投影值；步骤九：用卷积函数f(x)对输入函数g(x)进行卷积，卷积结果赋给g(x)，即得到校正后的投影值，用p_m表示；步骤十：将p_m代入公式中，得到校正后的射线强度数据；步骤十一：将数据用于图像重建，得到校正后的CT图像。