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1、第5期2011年5月电子学报Vol.39No.5May2011ACTAELECTRONICASINICA扇束CT几何伪影的校正方法王亮,张朋(首都师范大学数学科学学院,北京100048)摘要:实际工业CT系统很难满足经典CT图像重建公式所要求的射线源焦点、转台中心及线阵探测器之间严格的对准关系.不满足对准关系将导致经典CT图像重建公式所重建的图像中出现几何伪影.本文引入可以描述一般情况下CT扫描几何关系的一组几何参数,给出了由金属丝的投影数据间接估计这些几何参数的方法,还给出了基于这些几何参数的图像重建公式.本文只假设转台的旋转轴垂直于由射线源焦点与线阵探
2、测器所形成的扇束,而不要求扫描系统满足其它几何对准关系.对于扫描系统不对准的情况,先按照本文方法估计几何参数,再将其代入本文提出的图像重建公式,便可以正确重建出被测物的断层CT图像.关键词:扇束CT;图像重建算法;扫描几何参数;几何伪影校正中图分类号:TP391文献标识码:文章编号:037222112(2011)0521143207ACorrectionofGeometricArtifactsforFan2BeamCTWANGLiang,ZHANGPeng(SchoolofMathematicalSciences,CapitalNormalUniversi
3、ty,Beijing100048,China)Abstract:ForarealindustrialCTsystem,itisverydifficulttomeettherigorousalignedrelationsamongtheX2rayfocus,therotationcenterofturntableandthelineardetector,whichisrequiredbytheconventionalimagereconstructionformula.Misalign2mentwillresultingeometricartifactsin
4、theimagereconstructedbytheconventionalimagereconstructionformula.Inthispaper,wefirstintroduceasetofgeometricparameterswhichfullydescribegeneralCTscanningconfiguration,andthenproposeanindirectmethodtoestimatethesetofparametersfromtheprojectiondataofametalsilk.Wealsoproposeagenerali
5、zedfilteredback2projec2tion(FBP)reconstructionformulabasedonsuchsetofparameters.Inthispaper,weassumethattherotationaxisoftheCTturntableisverticaltothefan2beamformedbytheX2rayfocusandthelineardetectorarray,butdonotrequirethattheCTscanningsystemsatisfiesotheralignmentrelations.Foram
6、isalignedscanningsystem,wecanfirstestimatetheparametersbyourmethod,andthenreconstructtheimagecorrectlyusingourreconstructionformulawiththeestimatedparameters.Keywords:fan2beamCT;imagereconstructionalgorithm;scanninggeometricparameters;geometricartifactcorrection参数:射线源焦点到转台中心的距离、射线
7、源焦点到探测器的距离.此时,用理想的FBP重建公式所重建的CT图像将包含几何伪影,导致图像分辨率降低,影响对图像的正确判读.当扫描视野与射线源焦点到探测器的距离之比较大时,图像的几何伪影将加重,特别是对图像中远离中心的部分.因此,如何减轻或消除图像的几何伪影是CT设备研发的关键技术之一.有关减轻或消除CT图像几何伪影的研究结果公开报道的相对较少.1986年Gullberg等2提出一种带有转台中心偏移量、射线源焦点到转台中心和到探测器的距离等多个参数的扇束重建公式,并给出了参数的估计方法.该估计方法需要求解多个变量的非线性最优化问题,鲁棒性较差.陈明3将转台
8、中心的偏移归结为探测1引言基于线阵探测器的断层工业CT目前仍然是工
