本申請涉及醫(yī)學(xué)影像處理技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種提高CT圖像顯示效果的方法及裝置。

背景技術(shù)：

CT(Computed Tomography，即電子計算機斷層掃描)圖像可由CT機采集到的投影數(shù)據(jù)與預(yù)先設(shè)定的卷積核反投影計算獲得，使用不同的卷積核會得到不同的建像效果(例如突出顯示骨組織、軟組織等)，以滿足不同的臨床需求。然而，CT圖像顯示效果的好壞，與CT圖像矩陣所支持的截止頻率F_img和圖像重建所使用的卷積核截止頻率F_ker有關(guān)。

通常，CT機的采樣頻率F_s是固定的，即CT機中檢測器的采樣頻率的大小一般是固定的，假設(shè)某次掃描數(shù)據(jù)的最高頻率為F_c，根據(jù)采樣定理，只有當F_s≥2F_c時，重建出的CT圖像才會無混疊。而某次掃描數(shù)據(jù)的最高頻率F_c與CT圖像矩陣所支持的截止頻率F_img和圖像重建所使用的卷積核截止頻率F_ker有關(guān)，當最高頻率F_c不滿足采樣定理時，重建圖像中會有混疊偽影。

目前，在利用卷積核和投影數(shù)據(jù)重建CT圖像時，不會對卷積核的截止頻率F_ker進行調(diào)整，當卷積核的截止頻率F_ker過大時，會造成CT圖像的混疊偽影，重建的CT圖像質(zhì)量較差，可能導(dǎo)致病灶的誤判斷。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

有鑒于此，本申請?zhí)峁┮环N提高CT圖像顯示效果的方法及裝置，以解決目前利用反投影算法重建的CT圖像存在混疊偽影的問題。

具體地，本申請是通過如下技術(shù)方案實現(xiàn)的：

一種提高CT圖像顯示效果的方法，包括：

對被檢測體進行CT掃描，獲取被測體的CT投影數(shù)據(jù)；

根據(jù)預(yù)設(shè)的用于重建CT圖像的CT圖像矩陣的大小Size_img和建像視野FOV，計算圖像矩陣所支持的圖像截止頻率F_img；

讀入預(yù)設(shè)的卷積核和所述卷積核的截止頻率F_ker，所述卷積核包括一一對應(yīng)的卷積核數(shù)據(jù)幅值和頻率；

當F_ker<F_img時，將所述卷積核作為重建卷積核；

當F_ker≥F_img時，調(diào)節(jié)F_ker至預(yù)設(shè)經(jīng)驗值k乘以F_img的大小，并截取所述卷積核中頻率小于等于調(diào)節(jié)后F_ker的部分作為重建卷積核，其中，k*F_img<F_ker；

根據(jù)所述被測體的CT投影數(shù)據(jù)和所述重建卷積核，利用卷積反投影算法重建CT圖像。

根據(jù)本申請?zhí)岢龅囊环N具體實施方式中，所述調(diào)節(jié)F_ker至預(yù)設(shè)經(jīng)驗值k乘以F_img的大小包括：

利用F_img和預(yù)設(shè)的窗函數(shù)，截取F_ker至k乘以F_img的大小。

根據(jù)本申請?zhí)岢龅囊环N具體實施方式中，所述窗函數(shù)是矩形窗或sin窗。

根據(jù)本申請?zhí)岢龅囊环N具體實施方式中，所述Size_img為所述CT圖像矩陣的行數(shù)或列數(shù)，所述建像視野為所述CT圖像建像視野的直徑大小。

根據(jù)本申請的一種提高CT圖像顯示效果的方法，本申請還提供一種提高CT圖像顯示效果的裝置。

一種提高CT圖像顯示效果的裝置，包括：

數(shù)據(jù)獲取模塊，根據(jù)對被測體進行CT掃描，獲取被測體的CT投影數(shù)據(jù)；

圖像頻率計算模塊，根據(jù)預(yù)設(shè)的用于重建CT圖像的CT圖像矩陣的大小Size_img和建像視野FOV，計算圖像矩陣所支持的圖像截止頻率F_img；

曲線預(yù)設(shè)模塊，讀入預(yù)設(shè)的卷積核和所述卷積核的截止頻率F_ker，所述卷積核包括一一對應(yīng)的卷積核數(shù)據(jù)幅值和頻率；

曲線調(diào)節(jié)模塊，當F_ker<F_img時，將所述卷積核作為重建卷積核；當F_ker≥F_img時，調(diào)節(jié)F_ker至預(yù)設(shè)經(jīng)驗值k乘以F_img的大小，并截取所述卷積核中頻率小于等于調(diào)節(jié)后F_ker的部分作為重建卷積核，其中，k*F_img<F_ker；

圖像重建模塊，根據(jù)所述被測體的CT投影數(shù)據(jù)和所述重建卷積核，利用卷積反投影算法重建CT圖像。

根據(jù)本申請?zhí)岢龅囊环N具體實施方式中，所述曲線調(diào)節(jié)模塊進一步包括：

利用F_img和預(yù)設(shè)的窗函數(shù)，截取F_ker至k乘以F_img的大小。

根據(jù)本申請?zhí)岢龅囊环N具體實施方式中，所述窗函數(shù)是矩形窗或sin窗。

根據(jù)本申請?zhí)岢龅囊环N具體實施方式中，所述Size_img為所述CT圖像矩陣的行數(shù)或列數(shù)，所述建像視野為所述CT圖像建像視野的直徑大小。

本申請的有益效果：根據(jù)CT圖像矩陣所支持的圖像截止頻率對重建CT圖像的卷積核截止頻率進行調(diào)整，使得調(diào)整后的卷積核截止頻率與圖像截止頻率相匹配，能夠有效抑制卷積核中的高頻成分，從而避免重建的CT圖像中出現(xiàn)混疊偽影，提高CT圖像的顯示效果。

附圖說明

圖1是本申請?zhí)峁┑囊环N提高CT圖像顯示效果的方法流程圖；

圖2是本申請?zhí)峁┑木矸e核曲線示意圖；

圖3是對圖2的卷積核曲線調(diào)整后的示意圖；

圖4是本申請?zhí)峁┑囊环N提高CT圖像顯示效果的裝置的功能模塊結(jié)構(gòu)原理示意圖；

圖5是本申請?zhí)峁┑囊环NCT機的硬件結(jié)構(gòu)圖。

具體實施方式

這里將詳細地對示例性實施例進行說明，其示例表示在附圖中。下面的描述涉及附圖時，除非另有表示，不同附圖中的相同數(shù)字表示相同或相似的要素。以下示例性實施例中所描述的實施方式并不代表與本申請相一致的所有實施方式。相反，它們僅是與如所附權(quán)利要求書中所詳述的、本申請的一些方面相一致的裝置和方法的例子。

在醫(yī)學(xué)臨床上，需要使用CT機的檢測器采集被測體內(nèi)部組織(例如骨組織、軟組織等)的投影數(shù)據(jù)，再利用投影數(shù)據(jù)和卷積核反投影計算獲得CT圖像，最終通過CT圖像判斷被測體的病灶信息。

現(xiàn)有技術(shù)中，在利用卷積核和投影數(shù)據(jù)重建CT圖像時，通常不會對卷積核的截止頻率F_ker進行調(diào)整，當卷積核的截止頻率F_ker過大時，會造成CT圖像的混疊偽影，重建的CT圖像質(zhì)量較差，可能導(dǎo)致病灶的誤判斷。

為解決上述問題，本申請?zhí)峁┝艘环N提高CT圖像顯示效果的方法和裝置。其中，該提高CT圖像顯示效果的方法和裝置適用于CT機，以消除CT機采集的病灶圖像(CT圖像)的混疊偽影，提高CT機采集的病灶圖像的質(zhì)量。

如圖1所示，該方法包括：

S101，對被測體進行CT掃描，獲取被測體的CT投影數(shù)據(jù)。

本申請中，CT機中的檢測器和射線源相對位置固定不變，檢測器和射線源在旋轉(zhuǎn)機構(gòu)上繞旋轉(zhuǎn)中心進行螺旋旋轉(zhuǎn)，進而相對被測體發(fā)生位置改變，因而檢測器能夠檢測到被測體不同位置處的CT投影數(shù)據(jù)(即CT正投影數(shù)據(jù))。

S102，根據(jù)預(yù)設(shè)的用于重建CT圖像的CT圖像矩陣的大小Size_img和建像視野FOV，計算CT圖像矩陣所支持的圖像截止頻率F_img(單位：lp/cm，即線對/厘米)。

本申請中，Size_img為預(yù)設(shè)重建CT圖像的CT圖像矩陣的行數(shù)或列數(shù)，例如，預(yù)設(shè)重建CT圖像需要獲得m行、n列的CT圖像矩陣，則Size_img＝m或Size_img＝n。優(yōu)選地，m＝n，例如m＝n＝512，或者，m＝n＝768。

建像視野FOV為該CT圖像建像視野的直徑大小，例如，在獲取CT圖像時，建像視野為一個直徑D為250mm的圓，則FOV＝D。

根據(jù)Size_img和FOV，得到該CT圖像矩陣所支持的圖像截止頻率F_img的計算公式如下：

在一可行實施方式中，假設(shè)CT機監(jiān)測的對象為骨組織，重建的CT圖像矩陣為由骨組織的CT值組成的768行、768列的矩陣重建CT圖像時的建像的視野為直徑250mm的圓，則由公式(1)計算出F_img等于15.36(單位：lp/cm，即線對/厘米)。

S103，讀入預(yù)設(shè)的卷積核和該卷積核的截止頻率F_ker(單位：lp/cm，即線對/厘米)，其中，卷積核包括卷積核數(shù)據(jù)幅值(單位為1)和頻率(單位：lp/cm，即線對/厘米)。其中卷積核數(shù)據(jù)幅值相當于在重建CT圖像時，各頻率需要相乘的系數(shù)。

參見圖2，為本申請卷積核的曲線示意圖，該卷積核曲線的縱坐標為卷積核數(shù)據(jù)幅值，橫坐標為與卷積核數(shù)據(jù)幅值相對應(yīng)的頻率，由該卷積核曲線可獲得截止頻率F_ker。

S104，比較F_ker與F_img的大小，若F_ker<F_img，則進入步驟S105；反之，若F_ker≥F_img，則進入步驟S106。

由于CT機的采樣頻率F_s是固定的，其某次掃描數(shù)據(jù)的最高頻率F_c在符合采樣定理F_s≥2F_c時，重建出的CT圖像才會無混疊。而某次掃描數(shù)據(jù)的最高頻率F_c與CT圖像矩陣所支持的截止頻率F_img和圖像重建所使用的卷積核截止頻率F_ker有關(guān)。

其中，F(xiàn)_c＝max(F_img，F(xiàn)_ker) (1)

本實施例中，F(xiàn)_img需滿足：F_s≥2F_img (2)

具體地，根據(jù)用于重建CT圖像的CT圖像矩陣的大小Size_img和建像視野FOV將F_img的設(shè)計成滿足F_s≥2F_img的要求。

當F_ker<F_img時，說明CT圖像重建所使用的卷積核的頻率較低，保持F_ker不變，經(jīng)該卷積核調(diào)整后的被測體的CT投影數(shù)據(jù)的頻率也較低。

由公式(1)可以得出當F_ker<F_img時，F(xiàn)_c＝F_img，再根據(jù)公式(2)，得出F_c滿足采樣定理，采用該卷積核作為重建卷積核，重建的CT圖像中不存在混疊偽影。故在F_ker<F_img時，無需對F_ker的大小進行調(diào)整，即可重建出不存在混疊偽影的CT圖像。

當F_ker≥F_img時，說明CT圖像重建所使用的卷積核存在高頻成分，且與F_img相比，F(xiàn)_ker越大，卷積核的高頻成分越高。經(jīng)該卷積核調(diào)整后的被測體的CT投影數(shù)據(jù)會保留較多的高頻成分。

由公式(1)可以得出當F_ker≥F_img時，F(xiàn)_c＝F_ker，再根據(jù)公式(2)，得出F_c不滿足采樣定理，若不對F_ker的大小進行調(diào)整，重建的CT圖像會存在混疊偽影。因而，在當F_ker≥F_img時，需對F_ker的大小進行調(diào)整，F(xiàn)_c＝max(F_img，調(diào)整后的F_ker)，從而使得F_c滿足采樣定理，并將調(diào)整F_ker后的卷積核作為重建卷積核，使得經(jīng)卷積核調(diào)整后的CT投影數(shù)據(jù)中不滿足采樣定理的高頻成分被有效抑制，從而保證重建出的CT圖像不存在混疊偽影。

S105，將該卷積核作為重建卷積核。

本申請中，當判斷F_ker<F_img時，保持步驟S103讀入的卷積核和該卷積核的F_ker均不變，即保持圖2所示的卷積核曲線不變，將該卷積核作為重建卷積核，以保證重建圖像達到F_ker所支持的線束效果。

S106，調(diào)節(jié)F_ker至預(yù)設(shè)經(jīng)驗值k乘以F_img的大小，并截取卷積核中頻率小于等于調(diào)節(jié)后F_ker的部分作為重建卷積核；其中，k*F_img<F_ker。

參見圖3，為對圖2中讀入的預(yù)設(shè)卷積核曲線進行調(diào)整后的卷積核曲線示意圖，在該例子中，假設(shè)原卷積核的F_ker為12.5，F(xiàn)_img為10，在本申請中，調(diào)節(jié)F_ker為8，并截取原卷積核曲線中頻率為0-8的卷積核數(shù)據(jù)幅值，將該截取的部分作為重建卷積核，以消除重建的CT圖像中的混疊偽影，且達到F_img所支持的顯示效果。

可選地，k＝0.8，則調(diào)節(jié)后的F_ker＝0.8*F_img。

該預(yù)設(shè)經(jīng)驗值k的獲取方式如下：利用F_img和預(yù)設(shè)的窗(Window)函數(shù)，截取F_ker至k乘以F_img的大小，k為經(jīng)驗值，且k<F_ker/F_img。

其中窗函數(shù)可根據(jù)實際情況選擇，例如，將窗函數(shù)選擇為矩形窗或sin窗等函數(shù)等。F_img為需要重建的CT圖像矩陣所支持的圖像截止頻率大小。

窗函數(shù)的頻率截斷長度設(shè)置為k*F_img的大小，根據(jù)k*F_img的大小對F_ker進行截取?？蛇x地，從原卷積核曲線的原點位置開始，將F_ker截取至k*F_img的大小。

具體地，預(yù)設(shè)函數(shù)f(F_img，Window)，該函數(shù)f(F_img，Window)根據(jù)F_img和窗函數(shù)計算得到截取后的頻率k*F_img。

本實施例中，將k*F_img作為窗函數(shù)的頻率截斷長度，將窗函數(shù)與原卷積核曲線進行相乘，將原卷積核曲線的頻率從0截斷至k*F_img的大小，獲得頻率從0截斷至k*F_img的卷積核數(shù)據(jù)幅值，從而獲得新的卷積核作為重建卷積核。即當F_ker≥F_img時，利用函數(shù)f(F_img，Window)將F_ker截取到k*F_img的大小，并將卷積核數(shù)據(jù)幅值截取到k*F_img對應(yīng)的位置。

S107，根據(jù)被測體的CT投影數(shù)據(jù)和重建卷積核，利用卷積反投影算法重建CT圖像。

其中，若F_ker<F_img，則重建卷積核為步驟S103讀入的卷積核，可保證被測體重建的CT圖像達到該卷積核截止頻率F_ker所支持的顯示效果。

若F_ker≥F_img，則重建卷積核為步驟S105截取的原卷積核中的頻率小于等于調(diào)節(jié)后F_ker的部分，即可防止由于F_ker過大而導(dǎo)致重建的CT圖像的混疊偽影，又可保證重建的CT圖像達到圖像截止頻率所支持的顯示效果。根據(jù)k和F_img調(diào)節(jié)F_ker后，重建的CT圖像能夠有效濾除混疊偽影，增強CT圖像的顯示質(zhì)量。

本申請的提高CT圖像顯示效果的方法是根據(jù)CT圖像矩陣所支持的圖像截止頻率對重建CT圖像的卷積核截止頻率進行調(diào)整，使得調(diào)整后的卷積核截止頻率與圖像截止頻率相匹配，能夠有效抑制卷積核中的高頻成分，從而避免CT圖像中出現(xiàn)混疊偽影，提高CT圖像的顯示效果。

參見圖4，為本申請?zhí)峁┮环N提高CT圖像顯示效果的裝置的功能模塊結(jié)構(gòu)原理示意圖，該提高CT圖像顯示效果的裝置與上述提高CT圖像顯示效果的方法相對應(yīng)，可參照上述提高CT圖像顯示效果的方法的實施例來理解或解釋該提高CT圖像顯示效果的裝置的內(nèi)容。

根據(jù)應(yīng)用的場景不同，所述裝置有可能是通過軟件實現(xiàn)的業(yè)務(wù)邏輯，也可能是硬件或者軟硬件結(jié)合的設(shè)備。下面以軟件實現(xiàn)為例介紹本申請裝置。軟件作為一個邏輯意義上的裝置，是通過其所在設(shè)備的處理器將非易失性存儲器中對應(yīng)的計算機程序指令讀取到內(nèi)存中運行形成的。如圖5所示，為一個例子中，本申請軟件裝置所在的CT機的硬件結(jié)構(gòu)圖。所述CT機除了包括有處理器、內(nèi)存、IO接口、以及非易失性存儲器之外，可能還包括其他硬件，對此不再贅述。

從功能模塊來講，本申請的提高CT圖像顯示效果的裝置包括數(shù)據(jù)獲取模塊101、圖像頻率計算模塊102、曲線預(yù)設(shè)模塊103、曲線調(diào)節(jié)模塊104和圖像重建模塊105。其中，

數(shù)據(jù)獲取模塊101，用以根據(jù)被測體進行CT掃描，獲取CT投影數(shù)據(jù)。

圖像頻率計算模塊102，用于根據(jù)預(yù)設(shè)的用于重建CT圖像的CT圖像矩陣的大小Size_img和建像視野FOV，計算圖像矩陣所支持的圖像截止頻率F_img；

其中，Size_img為CT圖像矩陣的行數(shù)m或者列數(shù)n，F(xiàn)OV為CT圖像建像視野的直徑大小。

圖像矩陣所支持的圖像截止頻率F_img的計算公式如下：

曲線預(yù)設(shè)模塊103，用于讀入預(yù)設(shè)的卷積核和所述卷積核的截止頻率F_ker，其中，卷積核包括對應(yīng)的卷積核數(shù)據(jù)幅值和頻率；

曲線調(diào)節(jié)模塊104，用于在F_ker<F_img時，保持曲線預(yù)設(shè)模塊103讀入預(yù)設(shè)的卷積核不變，并將曲線預(yù)設(shè)模塊103讀入預(yù)設(shè)的卷積核設(shè)置為重建卷積核；在F_ker≥F_img時，調(diào)節(jié)F_ker至預(yù)設(shè)經(jīng)驗值k乘以F_img的大小，并截取卷積核中頻率小于等于調(diào)節(jié)后F_ker的部分作為重建卷積核；其中，k*F_img<F_ker。

k<F_ker/F_img，以保證F_ker與CT圖像矩陣所支持的圖像截止頻率F_img相匹配，能夠有效抑制卷積核中存在的高頻成分，從而起到抗混疊的作用，提高CT圖像的顯示效果。

可選地，曲線調(diào)節(jié)模塊104進一步包括：利用F_img和預(yù)設(shè)的窗函數(shù)，截取F_ker至k乘以F_img的大小。其中，窗函數(shù)是矩形窗或sin窗等函數(shù)。

圖像重建模塊105，用于根據(jù)CT投影數(shù)據(jù)和重建卷積核，利用卷積反投影算法重建CT圖像。

本申請的提高CT圖像顯示效果的裝置是根據(jù)CT圖像矩陣所支持的圖像截止頻率F_img對重建CT圖像的卷積核截止頻率F_ker進行調(diào)整，使得調(diào)整后的卷積核截止頻率F_ker與圖像截止頻率F_img相匹配，能夠有效抑制卷積核中的高頻成分，從而避免CT圖像中出現(xiàn)混疊偽影，提高CT圖像的顯示效果。

以上所述僅為本申請的較佳實施例而已，并不用以限制本申請，凡在本申請的精神和原則之內(nèi)，所做的任何修改、等同替換、改進等，均應(yīng)包含在本申請保護的范圍之內(nèi)。