光柵相襯CT中吸收信號環形偽影的去除方法

杜天宇, 高昆, 吳朝

(中國科學技術大學國家同步輻射實驗室, 安徽 合肥 230029)

0 引 言

在傳統的X 射線吸收成像中,X 射線穿過不同吸收系數的物質,探測器上會記錄不同強度的信號。當物質具有相近的吸收系數時,傳統的吸收成像不能得到令人滿意的結果。光柵X 射線相襯成像是一類新興的多模態成像技術,在數據采集過程中可以同時獲取吸收、折射率和散射系數三種信號。樣品折射率的差異可以顯示某些吸收襯度無法看到的結構,有望在臨床醫學、生物學、材料學等領域得到應用[1?3]。然而,研究人員對于相襯計算機斷層掃描(CT)設備的偽影去除算法卻鮮有討論。

在過去幾十年里,研究人員提出了很多針對傳統吸收成像的偽影去除算法。1998 年,Raven[4]利用正弦圖灰度值在垂直于角度方向的劇烈變化,使用低通濾波器去除偽影。2004 年,Sijbers 和Postnov[5]提出了一種兩步算法,通過形態學操作提取感興趣區域,在極坐標中通過滑動窗口生成偽影模板,并用原圖像減去偽影模板獲得校正后的圖像。2009 年,Prell 等[6]提出了兩種基于濾波的偽影去除算法,并且證明了在極坐標系下的偽影去除算法比在笛卡爾坐標系下的更加高效。同年,M¨unch 等[7]提出了一種基于小波分解和傅里葉濾波的去噪濾波器,可以在保留原始圖像信息的同時去除偽影。2010 年,Abu Anas 等[8]闡述了環形偽影在正弦圖域中表現為條紋偽影,去除條紋偽影比環形偽影更加簡單。2011 年,Wang 等[9]提出一種改進Canny 算法用于去除環形偽影,該算法對正弦圖中的條紋偽影進行檢測,并采用分段B 樣條擬合偽影數據。……