基于切片轮廓重投影的锥束CT射束硬化校正方法

摘要

本发明公开了一种基于切片轮廓重投影的锥束CT射束硬化校正方法，对零件进行圆轨迹锥束CT扫描获取一组连续的多色投影图像数据，对其重建得到一个中心切片图像，获得若干封闭的中心切片零件截面轮廓；对中心切片零件截面轮廓按实际锥束CT扫描成像几何关系进行重投影，得到射线穿越长度-多色投影灰度间对应的数据；并将其对应的数据与由中心切片轮廓得到的数据合并；拟合射线穿越长度-多色投影灰度间对应的数据，得到一个过原点的校正直线函数；根据指数函数和校正直线函数进行锥束CT射束硬化校正计算。本发明在应用上更具有灵活性，能将多色投影近似校正为单色投影，校正后的射束硬化伪影显著减少。

主权项

基于切片轮廓重投影的锥束CT射束硬化校正方法，其特征在于包括下述步骤：(a)对被检测零件进行圆轨迹锥束CT扫描，从平板探测器获取一组连续的多色投影图像数据，这些图像在获取过程中已经过必要的暗场校正、坏像素校正和增益校正；(b)对多色投影进行锥束CT重建得到一个中心切片图像；若中心切片没有包含射线穿越物体的最大长度，即所有投影图像的最大灰度值像素不位于中心切片位置，则在所有投影图像的最大灰度值像素位置附近重建若干连续的切片图像，并利用这些切片图像根据剖切体数据生成一个过最大灰度位置的斜截面图像；(c)对中心切片图像采用数字图像处理中的OTSU算法进行轮廓提取，获得若干封闭的中心切片零件截面轮廓；若有斜截面图像，则进行相同处理，获取若干封闭的零件斜截面轮廓；(d)对中心切片零件截面轮廓按实际锥束CT扫描成像几何关系进行重投影，得到一组射线穿越长度‑多色投影像素灰度一一对应的数据；若有零件斜截面轮廓，则进行相同处理，得到另一组射线穿越长度‑多色投影像素灰度一一对应的数据，并将这组数据添加到第一组数据的末尾合并成一组数据；(e)采用指数函数L＝A·exp(B·GC)‑A来拟合射线穿越长度‑多色投影灰度间对应的数据，其中L是射线穿越物体长度，G是多色投影灰度值，A、B、C是拟合系数；(f)将射线穿越长度‑多色投影灰度间对应的数据靠近原点的一部分进行线性拟合，得到一个过原点的校正直线函数；(g)根据指数函数和校正直线函数进行锥束CT射束硬化校正计算：对各幅多色投影图像的每个像素，先将其灰度代入指数函数计算得到对应长度，然后将该长度代入校正直线函数得到校正后的近似单色投影灰度值。