CT金屬偽影處理方法和裝置

CT金屬偽影處理方法和裝置

《CT金屬偽影處理方法和裝置》是瀋陽東軟醫療系統有限公司於2015年12月3日申請的專利,該專利的公布號為CN105528766A,授權公布日為2016年4月27日,發明人是韓俊龍、逄嶺、樓珊珊。

《CT金屬偽影處理方法和裝置》公開了一種CT金屬偽影處理方法和裝置。該方法可包括:對包含金屬偽影的原始圖像進行去除金屬偽影數據的第一金屬偽影處理,得到第一處理圖像COR1,並提取所述第一處理圖像COR1的高頻部分作為第一高頻圖像COR1HF;對原始圖像進行去除金屬偽影的第二金屬偽影處理,得到第二處理圖像COR2,並提取所述第二處理圖像COR2的高頻部分作為第二高頻圖像COR2HF;將所述第一處理圖像COR1、第一高頻圖像COR1HF以及第二高頻圖像COR2HF用基於金屬物圖像確定的權重函式W進行加權組合,得到不包含金屬偽影但保留了金屬物附近區域信息的圖像CORImp。

2020年7月14日,《CT金屬偽影處理方法和裝置》獲得第二十一屆中國專利獎優秀獎。

(概述圖為《CT金屬偽影處理方法和裝置》摘要附圖)

基本介紹

  • 中文名:CT金屬偽影處理方法和裝置
  • 申請人:瀋陽東軟醫療系統有限公司
  • 申請日:2015年12月3日
  • 申請號:201510880762X
  • 公布號:CN105528766A
  • 公布日:2016年4月27日
  • 發明人:韓俊龍、逄嶺、樓珊珊
  • 地址:遼寧省瀋陽市渾南新區世紀路16號
  • Int. Cl.:G06T5/00(2006.01)I
  • 代理機構:北京集佳智慧財產權代理有限公司
  • 代理人:趙秀芹、王寶筠
  • 類別:發明專利
專利背景,發明內容,專利目的,技術方案,有益效果,附圖說明,技術領域,權利要求,實施方式,榮譽表彰,

專利背景

ComputedTomography(CT),即電子計算機斷層掃描,可用於多種疾病的檢查。在進行CT掃描時,若被掃描對象內有金屬物體,則有可能會產生射線硬化、增大噪聲、增加散射和部分容積效應,從而在重建出CT圖像中產生圖像偽影,也就是金屬偽影。該金屬偽影的存在會降低CT圖像的質量。

發明內容

專利目的

《CT金屬偽影處理方法和裝置》提供了一種CT金屬偽影處理方法和裝置,以提高CT圖像的質量。

技術方案

一種CT金屬偽影處理的方法,包括:
對原始圖像進行第一金屬偽影處理,得到第一處理圖像COR1,其中,所述原始圖像是根據對被掃描對象進行CT掃描得到的掃描數據重建出的CT圖像,所述原始圖像包含金屬偽影,在所述第一金屬偽影處理的過程中,對涉及所述金屬偽影的掃描數據進行修正;提取所述第一處理圖像COR1的高頻部分,得到第一高頻圖像COR1HF;對所述原始圖像進行第二金屬偽影處理,得到第二處理圖像COR2,在所述第二金屬偽影處理過程中,在不影響所述被掃描對象的組織信息的情況下去除所述金屬偽影;提取所述第二處理圖像COR2的高頻部分,得到第二高頻圖像COR2HF;提取所述原始圖像中的金屬物圖像Metal,並根據所述金屬物圖像Metal獲取權重函式W;將所述第一處理圖像COR1、第一高頻圖像COR1HF以及第二高頻圖像COR2HF用所述權重函式W進行加權組合,得到處理後的圖像CORImp。
可選地,所述加權組合的公式如下:CORImp=COR1+(COR2HF-COR1HF)*W。
可選地,所述金屬偽影包括硬化偽影,所述第二金屬偽影處理包括:對所述原始圖像進行硬化校正,以消減所述原始圖像中的硬化偽影,得到所述第二處理圖像COR2。
可選地,所述硬化校正包括:對所述原始圖像進行平滑濾波處理,得到Ori-Smo圖像;對所述第一處理圖像COR1進行平滑濾波處理,得到COR1-Smo圖像;計算所述Ori-Smo圖像與所述COR1-Smo圖像的差值,得到只含有硬化偽影的圖像HardenArti;計算所述原始圖像與所述HardenArti的差值,得到所述第二處理圖像COR2。
可選地,所述金屬偽影包括條狀偽影和硬化偽影,所述第二金屬偽影處理包括:對原始圖像對應的掃描數據進行預處理,以消減所述原始圖像中的條狀偽影,得到Ori-Air圖像;對所述Ori-Air圖像進行硬化校正,以消減所述Ori-Air圖像中的硬化偽影,得到所述第二處理圖像COR2。
可選地,所述硬化校正包括:對所述Ori-Air圖像進行平滑濾波處理,得到Ori-Air-Smo圖像;對所述第一處理圖像COR1進行平滑濾波處理,得到COR1-Smo圖像;計算所述Ori-Air-Smo圖像與所述COR1-Smo圖像的差值,得到只含有硬化偽影的圖像HardenArti;計算所述Ori-Air圖像與所述HardenArti的差值,得到所述第二處理圖像COR2。
可選地,根據所述金屬物圖像Metal獲取權重函式W,具體包括:對所述金屬物圖像Metal進行低通濾波,得到低頻金屬物圖像;對所述低頻金屬物圖像進行歸一化處理,得到所述權重函式W。
一種CT金屬偽影處理的裝置,包括處理器,通過調用並執行存儲介質上所存儲的用於CT金屬偽影處理的控制邏輯對應的機器可讀指令,所述處理器執行以下:
對原始圖像進行第一金屬偽影處理,得到第一處理圖像COR1,其中,所述原始圖像是根據對被掃描對象進行CT掃描得到的掃描數據重建出的CT圖像,所述原始圖像包含金屬偽影,在所述第一金屬偽影處理的過程中,對涉及所述金屬偽影的掃描數據進行修正;提取所述第一處理圖像COR1的高頻部分,得到第一高頻圖像COR1HF;對所述原始圖像進行第二金屬偽影處理,得到第二處理圖像COR2,在所述第二金屬偽影處理過程中,在不影響所述被掃描對象的組織信息的情況下去除所述金屬偽影;提取所述第二處理圖像COR2的高頻部分,得到第二高頻圖像COR2HF;提取所述原始圖像中的金屬物圖像Metal,並根據所述金屬物圖像Metal獲取權重函式W;將所述第一處理圖像COR1、第一高頻圖像COR1HF以及第二高頻圖像COR2HF用所述權重函式W進行加權組合,得到處理後的圖像CORImp。
可選地,所述加權組合的公式如下:CORImp=COR1+(COR2HF-COR1HF)*W。
可選地,在所述金屬偽影包括硬化偽影的情況下,所述機器可讀指令還促使所述處理器:對所述原始圖像進行硬化校正,以消減所述原始圖像中的硬化偽影,得到所述第二處理圖像COR2。
可選地,所述機器可讀指令還促使所述處理器:對所述原始圖像進行平滑濾波處理,得到Ori-Smo圖像;對所述第一處理圖像COR1進行平滑濾波處理,得到COR1-Smo圖像;計算所述Ori-Smo圖像與所述COR1-Smo圖像的差值,得到只含有硬化偽影的圖像HardenArti;計算所述原始圖像與所述HardenArti的差值,得到所述第二處理圖像COR2。
可選地,在所述金屬偽影包括條狀偽影和硬化偽影的情況下,所述機器可讀指令還促使所述處理器:對原始圖像對應的掃描數據進行預處理,以消減所述原始圖像中的條狀偽影,得到Ori-Air圖像;對所述Ori-Air圖像進行硬化校正,以消減所述Ori-Air圖像中的硬化偽影,得到所述第二處理圖像COR2。
可選地,所述機器可讀指令還促使所述處理器:對所述Ori-Air圖像進行平滑濾波處理,得到Ori-Air-Smo圖像;對所述第一處理圖像COR1進行平滑濾波處理,得到COR1-Smo圖像;計算所述Ori-Air-Smo圖像與所述COR1-Smo圖像的差值,得到只含有硬化偽影的圖像HardenArti;計算所述Ori-Air圖像與所述HardenArti的差值,得到所述第二處理圖像COR2。
可選地,所述機器可讀指令還促使所述處理器:對所述金屬物圖像Metal進行低通濾波,得到低頻金屬物圖像;對所述低頻金屬物圖像進行歸一化處理,得到所述權重函式W。

有益效果

《CT金屬偽影處理方法和裝置》實施例提供的CT金屬偽影處理方法中,將第一處理圖像COR1、第一處理圖像COR1的高頻圖像COR1HF以及第二處理圖像COR2的高頻圖像COR2HF用所述權重函式W進行加權組合,得到處理後的圖像CORImp。由於第二處理圖像COR2中去除了金屬偽影但保留有金屬物附近的被掃描對象的信息,所以,第二處理圖像COR2的高頻圖像COR2HF中不含有金屬偽影,但包含有金屬物附近的被掃描對象的信息,而第一處理圖像以及其高頻圖像COR1HF中不包括金屬偽影,所以,COR2HF與COR1HF的差值為金屬物附近的被掃描對象的信息,該金屬物附近的被掃描對象的信息進行加權計算後,並與第一處理圖像COR1進行組合後得到的處理後的圖像CORImp中就不含有金屬偽影,但含有金屬物附近的被掃描對象的信息。
所以,通過《CT金屬偽影處理方法和裝置》提供的CT金屬偽影處理方法和裝置,既去除了原始圖像中的金屬偽影,還保留了金屬物附近的信息,因此提高了處理圖像的質量。

附圖說明

圖1是《CT金屬偽影處理方法和裝置》一例子提供的CT金屬偽影處理方法的流程示意圖;
圖2是未經金屬偽影處理的原始圖像的示意圖;
圖3是經過第一金屬偽影處理後形成的第一處理圖像的示意圖;
圖4是經過第二金屬偽影處理後形成的第二處理圖像的示意圖;
圖5是金屬物圖像的示意圖;
圖6是根據金屬物圖像得到的權重函式的示意圖;
圖7為該公開另一例子的CT金屬偽影處理裝置的硬體結構示意圖;
圖8是該公開例子提供的與圖1所示方法對應的CT金屬偽影處理的控制邏輯的功能模組示意圖。

技術領域

《CT金屬偽影處理方法和裝置》涉及醫學影像的圖像處理技術領域,尤其涉及一種CT金屬偽影處理方法和裝置。

權利要求

1.一種CT金屬偽影處理的方法,其特徵在於,包括:對原始圖像進行第一金屬偽影處理,得到第一處理圖像COR1,其中,所 述原始圖像是根據對被掃描對象進行CT掃描得到的掃描數據重建出的CT圖 像,所述原始圖像包含金屬偽影,在所述第一金屬偽影處理的過程中,對涉及 所述金屬偽影的掃描數據進行修正;提取所述第一處理圖像COR1的高頻部分,得到第一高頻圖像COR1HF;對所述原始圖像進行第二金屬偽影處理,得到第二處理圖像COR2,在所 述第二金屬偽影處理過程中,在不影響所述被掃描對象的組織信息的情況下去 除所述金屬偽影;提取所述第二處理圖像COR2的高頻部分,得到第二高頻圖像COR2HF;提取所述原始圖像中的金屬物圖像Metal,並根據所述金屬物圖像Metal 獲取權重函式W;將所述第一處理圖像COR1、第一高頻圖像COR1HF以及第二高頻圖像 COR2HF用所述權重函式W進行加權組合,得到處理後的圖像CORImp。
2.根據權利要求1所述的方法,其特徵在於,所述加權組合的公式如下:CORImp=COR1+(COR2HF-COR1HF)*W。
3.根據權利要求1所述的方法,其特徵在於,所述金屬偽影包括硬化偽 影,所述第二金屬偽影處理包括:對所述原始圖像進行硬化校正,以消減所述原始圖像中的硬化偽影,得到 所述第二處理圖像COR2。
4.根據權利要求3所述的方法,其特徵在於,所述硬化校正包括:對所述原始圖像進行平滑濾波處理,得到Ori-Smo圖像;對所述第一處理圖像COR1進行平滑濾波處理,得到COR1-Smo圖像;計算所述Ori-Smo圖像與所述COR1-Smo圖像的差值,得到只含有硬化 偽影的圖像HardenArti;計算所述原始圖像與所述HardenArti的差值,得到所述第二處理圖像 COR2。
5.根據權利要求1所述的方法,其特徵在於,所述金屬偽影包括條狀偽 影和硬化偽影,所述第二金屬偽影處理包括:對原始圖像對應的掃描數據進行預處理,以消減所述原始圖像中的條狀偽 影,得到Ori-Air圖像;對所述Ori-Air圖像進行硬化校正,以消減所述Ori-Air圖像中的硬化偽影, 得到所述第二處理圖像COR2。
6.根據權利要求5所述的方法,其特徵在於,所述硬化校正包括:對所述Ori-Air圖像進行平滑濾波處理,得到Ori-Air-Smo圖像;對所述第一處理圖像COR1進行平滑濾波處理,得到COR1-Smo圖像;計算所述Ori-Air-Smo圖像與所述COR1-Smo圖像的差值,得到只含有硬 化偽影的圖像HardenArti;計算所述Ori-Air圖像與所述HardenArti的差值,得到所述第二處理圖像 COR2。
7.根據權利要求1所述的方法,其特徵在於,根據所述金屬物圖像Metal 獲取權重函式W,具體包括:對所述金屬物圖像Metal進行低通濾波,得到低頻金屬物圖像;對所述低頻金屬物圖像進行歸一化處理,得到所述權重函式W。
8.一種CT金屬偽影處理的裝置,其特徵在於,包括處理器,通過調用 並執行存儲介質上所存儲的用於CT金屬偽影處理的控制邏輯對應的機器可讀 指令,所述處理器執行以下:對原始圖像進行第一金屬偽影處理,得到第一處理圖像COR1,其中,所 述原始圖像是根據對被掃描對象進行CT掃描得到的掃描數據重建出的CT圖 像,所述原始圖像包含金屬偽影,在所述第一金屬偽影處理的過程中,對涉及 所述金屬偽影的掃描數據進行修正;提取所述第一處理圖像COR1的高頻部分,得到第一高頻圖像COR1HF;對所述原始圖像進行第二金屬偽影處理,得到第二處理圖像COR2,在所 述第二金屬偽影處理過程中,在不影響所述被掃描對象的組織信息的情況下去 除所述金屬偽影;提取所述第二處理圖像COR2的高頻部分,得到第二高頻圖像COR2HF;提取所述原始圖像中的金屬物圖像Metal,並根據所述金屬物圖像Metal 獲取權重函式W;將所述第一處理圖像COR1、第一高頻圖像COR1HF以及第二高頻圖像 COR2HF用所述權重函式W進行加權組合,得到處理後的圖像CORImp。
9.根據權利要求8所述的裝置,其特徵在於,所述加權組合的公式如下:CORImp=COR1+(COR2HF-COR1HF)*W。
10.根據權利要求8所述的裝置,其中,在所述金屬偽影包括硬化偽影的 情況下,所述機器可讀指令還促使所述處理器:對所述原始圖像進行硬化校正,以消減所述原始圖像中的硬化偽影,得到 所述第二處理圖像COR2。
11.根據權利要求10所述的裝置,其特徵在於,所述機器可讀指令還促 使所述處理器:對所述原始圖像進行平滑濾波處理,得到Ori-Smo圖像;對所述第一處理圖像COR1進行平滑濾波處理,得到COR1-Smo圖像;計算所述Ori-Smo圖像與所述COR1-Smo圖像的差值,得到只含有硬化 偽影的圖像HardenArti;計算所述原始圖像與所述HardenArti的差值,得到所述第二處理圖像 COR2。
12.根據權利要求8所述的裝置,其特徵在於,在所述金屬偽影包括條狀 偽影和硬化偽影的情況下,所述機器可讀指令還促使所述處理器:對原始圖像對應的掃描數據進行預處理,以消減所述原始圖像中的條狀偽 影,得到Ori-Air圖像;對所述Ori-Air圖像進行硬化校正,以消減所述Ori-Air圖像中的硬化偽影, 得到所述第二處理圖像COR2。
13.根據權利要求12所述的裝置,其特徵在於,所述機器可讀指令還促 使所述處理器:對所述Ori-Air圖像進行平滑濾波處理,得到Ori-Air-Smo圖像;對所述第一處理圖像COR1進行平滑濾波處理,得到COR1-Smo圖像;計算所述Ori-Air-Smo圖像與所述COR1-Smo圖像的差值,得到只含有硬 化偽影的圖像HardenArti;計算所述Ori-Air圖像與所述HardenArti的差值,得到所述第二處理圖像 COR2。
14.根據權利要求8所述的裝置,其特徵在於,所述機器可讀指令還促使 所述處理器:對所述金屬物圖像Metal進行低通濾波,得到低頻金屬物圖像;對所述低頻金屬物圖像進行歸一化處理,得到所述權重函式W。

實施方式

圖1是該公開例子一提供的CT金屬偽影處理方法的流程示意圖。如圖1所示,該CT金屬偽影處理方法可包括以下S101~S106。
S101、對CT掃描的原始圖像進行第一金屬偽影處理,得到第一處理圖像COR1。
其中,CT掃描的原始圖像是根據在對被掃描對象進行CT掃描的過程中得到的掃描數據重建出的CT圖像。在被掃描對象內含有金屬物體的情況下,原始圖像可如圖2所示包括放射狀的金屬偽影,這是由於金屬物體吸收射線後產生的X射線硬化、噪聲增大和散射增大造成的。
所述第一金屬偽影處理用於修正金屬偽影數據,可以為該領域公知的任意金屬偽影校正方法。
作為一個示例,所述第一金屬偽影處理可以如下:首先,根據CT掃描得到的掃描數據重建出原始圖像,並對該原始圖像進行圖像分割,以分割出只含有金屬物的圖像(以下又稱為“金屬物圖像”);接著,對金屬物圖像進行正投影,以獲得金屬物在掃描數據中的範圍;然後,對金屬物所在範圍內的掃描數據進行修正,而金屬物所在範圍以外的掃描數據不變,並基於修正後的掃描數據再次重建出圖像;最後,將金屬物圖像加入所述再次重建出的圖像中,就得到了第一處理圖像COR1。
一方面,由於通過對金屬物圖像進行正投影來確定金屬物所在範圍,並基於所確定的範圍進行掃描數據修正,這使得在第一金屬偽影處理的過程中可能會損失金屬物附近區域的被掃描對象的一些組織信息。一般來說,這些組織信息主要是骨骼信息。例如,如圖3所示,第一處理圖像COR1丟失了被掃描對象在金屬物附近區域的一些組織信息。
另一方面,由於基於進行了金屬偽影數據修正後的掃描數據重建出金屬物所在範圍外的圖像,並通過加入金屬物圖像來得到第一處理圖像COR1,這使得第一處理圖像COR1比較接近徹底消除了金屬偽影的期望圖像。
S102、提取所述第一處理圖像COR1的高頻部分,得到第一高頻圖像COR1HF。
具體地,可以利用高通濾波器對第一處理圖像COR1進行濾波,提取第一處理圖像COR1的高頻部分,得到所述第一高頻圖像COR1HF。
需要說明的是,金屬偽影通常為低頻圖像,而被掃描對象的信息圖像通常為高頻圖像,所以,所述第一高頻圖像COR1HF可視為被掃描對象的信息圖像。
此外,該公開所涉及的所有頻率方面的處理,都是先對空間域圖像數據進行傅立葉變換變為頻域數據,經過例如濾波等的相應處理後,再將處理後的頻域數據經傅立葉逆變換後恢復為空間域圖像數據。
S103、對原始圖像進行第二金屬偽影處理,得到第二處理圖像COR2。
第二金屬偽影處理用於去除原始圖像中的金屬偽影。相較於第一金屬偽影處理,第二金屬偽影處理以不影響被掃描對象的組織信息為前提來對原始圖像中的金屬偽影進行處理。也就是說,通過第二金屬偽影處理得到的第二處理圖像COR2中保留有金屬物附近區域的被掃描對象的信息。第二處理圖像COR2的示意圖可如圖4所示。
具言之,第一金屬偽影處理和第二金屬偽影處理均用於去除原始圖像中的金屬偽影。然而,由於修正了全部金屬偽影數據,第一金屬偽影處理對金屬偽影去除得比較徹底,但有可能損失了金屬物附近區域的被掃描對象的信息;由於只影響金屬偽影,第二金屬偽影處理保留了金屬物附近區域的被掃描對象的信息,但對金屬偽影的去除可能不徹底。另外,由於通過第一金屬偽影處理得到的第一處理圖像更接近徹底不包含金屬偽影的期望圖像。因此,可以利用第一處理圖像和第二處理圖像來合成金屬偽影去除效果較好並保留了金屬物附近區域的信息的處理圖像。該公開就是基於上述構思來處理帶有金屬偽影的CT圖像的。
簡單地說,該公開進行第二金屬偽影處理的主要目的就是為了得到金屬物附近區域的被掃描對象的信息。
如上所述,金屬偽影可以包括硬化偽影。在這種情況下,所述對原始圖像進行第二金屬偽影處理,得到第二處理圖像COR2,可具體包括:對所述原始圖像進行硬化校正,以消減所述原始圖像中的硬化偽影,以得到所述第二處理圖像COR2。
另外,所述金屬偽影除了包括硬化偽影外,還有可能包括條狀偽影。在這種情況下,所述對原始圖像進行第二金屬偽影處理,得到第二處理圖像COR2,可具體包括:
A、對原始圖像對應的掃描數據進行預處理,以消減所述原始圖像中條狀偽影,得到Ori-Air圖像;其中,所述預處理可以為生數據疊代方法或自適應濾波方法,通常不會影響被掃描對象的組織信息;
B、對所述Ori-Air圖像進行硬化校正,以消減所述Ori-Air圖像中的硬化偽影,得到所述第二處理圖像COR2。
作為該公開的一個例子,所述步驟B可以通過以下方法實現:
B1a、對所述Ori-Air圖像進行平滑濾波處理,得到Ori-Air-Smo圖像;
B1b、對所述第一處理圖像COR1進行平滑濾波處理,得到COR1-Smo圖像;
B2、計算所述Ori-Air-Smo圖像與所述COR1-Smo圖像的差值,得到只含有硬化偽影的圖像HardenArti;
B3、計算所述Ori-Air圖像與所述只含有硬化偽影的圖像HardenArti的差值,得到所述第二處理圖像COR2。
其中,由於主要進行的是兩圖像平滑濾波後的比較處理,提取的是低頻差異圖像,上述硬化校正通常也不會影響被掃描對象的組織信息。
S104、提取所述第二處理圖像COR2的高頻部分,得到第二高頻圖像COR2HF。
具體地,可以利用高通濾波器對第二處理圖像COR2進行濾波,提取第二處理圖像COR2的高頻部分,得到所述第二高頻圖像COR2HF。
需要說明的是,與從第一處理圖像COR1提取得到的第一高頻圖像COR1HF類似,從提取第二處理圖像COR2提取得到的第二高頻圖像COR2HF也可視為被掃描對象的信息圖像。
S105、提取金屬物圖像Metal,根據所述金屬物圖像Metal獲取權重函式W。
具體地,可對含有金屬物圖像Metal的CT圖像進行閾值分割,將CT值在預設閾值以上的像素點提取出來,以得到所述金屬物圖像Metal。將CT值在預設閾值以上的像素點定義為金屬點,CT值在預設閾值以下的像素點定義為無金屬點,並由分割出來的金屬點組成金屬物圖像Metal。這樣得到的金屬物圖像Metal的示意圖可如圖5所示。在該公開中,含有金屬物圖像Metal的CT圖像可以為原始圖像,也可以為第一處理圖像COR1,還可以為第二處理圖像COR2。
然後,可根據金屬物圖像Metal得到權重函式W。其中,一個具體的方法可以為:對所述金屬物圖像Metal進行低通濾波,得到低頻金屬物圖像;對所述低頻金屬物圖像進行歸一化處理,得到所述權重函式W。
根據一個例子,可以基於所述低頻金屬物圖像中CT值最大的像素點進行上述歸一化處理。具言之,首先確定所述低頻金屬物圖像中的最大CT值,然後將所述低頻金屬物圖像中所有像素點的CT值除以所述最大CT值,得到所述權重函式W。
這樣,如圖6所示,權重函式W的特點是:在金屬物及附近區域權重較高,而在遠離金屬物的區域權重較低。也就是說,隨著相距金屬物的距離增大,權重逐漸變小。
S106、將所述第一處理圖像COR1、第一高頻圖像COR1HF以及第二高頻圖像COR2HF用所述權重函式W進行加權組合,得到處理後的圖像CORImp。
具體的加權組合的公式可以如下:CORImp=COR1+(COR2HF-COR1HF)*W。
由於第二高頻圖像COR2HF中不含有金屬偽影、但含有金屬物附近的信息,而第一高頻圖像COR1HF中不含有金屬偽影、並且也不含有金屬物附近的信息,所以兩者的差值(COR2HF-COR1HF)即為金屬物附近的信息。這樣,該金屬物附近的信息與權重函式W的乘積(COR2HF-COR1HF)*W,即為金屬物附近的信息在CT圖像中的具體位置分布。
將該金屬物附近的信息與權重函式的乘積(COR2HF-COR1HF)*W與第一處理圖像COR1進行加和得到的圖像COR1+(COR2HF-COR1HF)*W、即處理圖像CORImp。
由於第一處理圖像COR1除了不含有金屬物附近的信息外,其它信息均非常接近實際的斷層圖像。這樣,利用該第一處理圖像COR1與金屬物附近的信息與權重函式的乘積(COR2HF-COR1HF)*W進行加和得到的處理圖像CORImp(COR1+(COR2HF-COR1HF)*W)中既去除了金屬偽影,還保留了金屬物附近的信息,因此提高了處理圖像的質量。
此外,需要說明的是,該公開提供的CT金屬偽影處理方法不限於上述執行順序。例如,還可以先進行第二金屬偽影處理,再進行第一金屬偽影處理。當然,如果第二金屬偽影處理利用了第一處理圖像,則可能必須先執行第一金屬偽影處理,再執行第二金屬偽影處理。
該公開例子還提供了一種CT金屬偽影處理的裝置。參見圖7所示,所述裝置包括處理器71以及機器可讀存儲介質72,其中,處理器71和機器可讀存儲介質72通常藉由內部匯流排73相互連線。在其他可能的實現方式中,所述裝置還可能包括接口74,以能夠與外部的其他設備或者部件進行通信。
在不同的例子中,所述機器可讀存儲介質72可以是:RAM(RadomAccessMemory,隨機存取存儲器)、易失存儲器、非易失性存儲器、快閃記憶體、存儲驅動器(如硬碟驅動器)、固態硬碟、任何類型的存儲盤(如光碟、dvd等),或者類似的存儲介質,或者它們的組合。
進一步地,機器可讀存儲介質72上存儲有控制CT金屬偽影處理的控制邏輯80。從功能上劃分,如圖8所示,所述控制邏輯可包括、第一偽影處理模組81、第一高頻提取模組82、第二偽影處理模組83、第二高頻提取模組84、圖像提取模組85、權重獲取模組86以及加權組合模組87。
其中,第一偽影處理模組81用於對原始圖像進行第一金屬偽影處理,得到第一處理圖像COR1。其中,所述原始圖像包括金屬偽影;所述第一金屬偽影處理用於去除所述金屬偽影。
第一高頻提取模組82用於提取所述第一處理圖像COR1的高頻部分,得到所述第一高頻圖像COR1HF。
第二偽影處理模組83用於對原始圖像進行第二金屬偽影處理,得到第二處理圖像COR2。其中,所述第二金屬偽影處理用於去除所述原始圖像中的金屬偽影,但保留金屬物附近區域的被掃描對象的信息。
第二高頻提取模組84用於提取所述第二處理圖像COR2的高頻部分,得到所述第二高頻圖像COR2HF。
圖像提取模組85用於提取金屬物圖像Metal。
權重獲取模組86用於根據所述金屬物圖像Metal獲取權重函式W。
加權組合模組87用於將所述第一處理圖像COR1、第一高頻圖像COR1HF以及第二高頻圖像COR2HF用所述權重函式W進行加權組合,得到處理後的圖像CORImp。其中,所述加權組合的具體公式可如下:CORImp=COR1+(COR2HF-COR1HF)*W。
進一步地,所述金屬偽影可能包括條狀偽影和/或硬化偽影,所以第二偽影處理模組83既可以用於去除條狀偽影,又可以用於去除硬化偽影。因此,根據一個例子,所述第二偽影處理模組83可以具體包括:
硬化偽影處理模組831,用於對所述原始圖像進行硬化校正,以消減所述原始圖像或數據中的硬化偽影。
根據另一例子,所述第二處理模組83還可以包括:條狀偽影處理模組832,用於對原始圖像對應的掃描數據進行預處理,以消減所述原始圖像中的條狀偽影,得到Ori-Air圖像。
在這種情形下,硬化偽影處理模組831還可用於對所述Ori-Air圖像進行硬化校正,以消減所述Ori-Air圖像中的硬化偽影。例如,硬化偽影處理模組831可以具體包括:平滑濾波處理模組8311,用於對所述Ori-Air圖像進行平滑濾波處理以得到Ori-Air-Smo圖像,以及對所述第一處理圖像COR1進行平滑濾波處理以得到COR1-Smo圖像;第一差值計算模組8312,用於計算所述Ori-Air-Smo圖像與COR1-Smo圖像的差值,得到只含有硬化偽影的圖像HardenArti;第二差值計算模組8313,用於計算所述Ori-Air圖像與所述HardenArti的差值,得到第二處理圖像COR2。
另外,根據該公開的一個例子,所述獲取模組86可以具體包括:低通濾波處理模組861,用於對所述金屬物圖像Metal進行低通濾波處理,得到低頻金屬物圖像;歸一化處理模組862,用於對所述低頻金屬物圖像進行歸一化處理,得到所述權重函式W。
下面以軟體實現為例,進一步描述用於CT金屬偽影處理的裝置如何運行控制邏輯80。在該例子中,該公開的控制邏輯80應理解為存儲在機器可讀存儲介質72中的計算機指令。當該公開的裝置上的處理器71執行該控制邏輯80時,該處理器71通過調用機器可讀存儲介質72上保存的控制邏輯80對應的功能模組的指令執行如下操作:
對原始圖像進行第一金屬偽影處理,得到第一處理圖像COR1,其中,所述原始圖像是根據對被掃描對象進行CT掃描得到的掃描數據重建出的CT圖像,所述原始圖像包含金屬偽影,在所述第一金屬偽影處理的過程中,對涉及所述金屬偽影的掃描數據進行修正;提取所述第一處理圖像COR1的高頻部分,得到第一高頻圖像COR1HF;對所述原始圖像進行第二金屬偽影處理,得到第二處理圖像COR2,在所述第二金屬偽影處理過程中,在不影響所述被掃描對象的組織信息的情況下去除所述金屬偽影;提取所述第二處理圖像COR2的高頻部分,得到第二高頻圖像COR2HF;提取所述原始圖像中的金屬物圖像Metal,並根據所述金屬物圖像Metal獲取權重函式W;將所述第一處理圖像COR1、第一高頻圖像COR1HF以及第二高頻圖像COR2HF用所述權重函式W進行加權組合,得到處理後的圖像CORImp。
根據一個例子,所述加權組合的公式如下:CORImp=COR1+(COR2HF-COR1HF)*W。
根據一個例子,在所述金屬偽影包括硬化偽影的情況下,所述指令促使所述處理器進行所述第二金屬偽影處理時具體執行以下:對所述原始圖像進行硬化校正,以消減所述原始圖像中的硬化偽影,得到所述第二處理圖像COR2。
進一步,所述指令促使所述處理器進行所述硬化校正時具體執行以下:對所述原始圖像進行平滑濾波處理,得到Ori-Smo圖像;對所述第一處理圖像COR1進行平滑濾波處理,得到COR1-Smo圖像;計算所述Ori-Smo圖像與所述COR1-Smo圖像的差值,得到只含有硬化偽影的圖像HardenArti;計算所述原始圖像與所述HardenArti的差值,得到所述第二處理圖像COR2。
根據一個例子,在所述金屬偽影包括條狀偽影和硬化偽影的情況下,所述指令促使所述處理器進行所述第二金屬偽影處理時具體執行以下:對原始圖像對應的掃描數據進行預處理,以消減所述原始圖像中的條狀偽影,得到Ori-Air圖像;對所述Ori-Air圖像進行硬化校正,以消減所述Ori-Air圖像中的硬化偽影,得到所述第二處理圖像COR2。
進一步,所述指令促使所述處理器進行所述硬化校正時具體執行以下:對所述Ori-Air圖像進行平滑濾波處理,得到Ori-Air-Smo圖像;對所述第一處理圖像COR1進行平滑濾波處理,得到COR1-Smo圖像;計算所述Ori-Air-Smo圖像與所述COR1-Smo圖像的差值,得到只含有硬化偽影的圖像HardenArti;計算所述Ori-Air圖像與所述HardenArti的差值,得到所述第二處理圖像COR2。
進一步,所述指令促使所述處理器根據所述金屬物圖像Metal獲取權重函式W時具體執行以下:對所述金屬物圖像Metal進行低通濾波,得到低頻金屬物圖像;對所述低頻金屬物圖像進行歸一化處理,得到所述權重函式W。

榮譽表彰

2020年7月14日,《CT金屬偽影處理方法和裝置》獲得第二十一屆中國專利獎優秀獎。

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