基于双域滤波与距离变换的螺旋CT图像风车伪影校正

黄铜港， 李保磊， 汤少杰， 徐圆飞，沈建冬， 屈军锁， 范九伦

(1．西安邮电大学 自动化学院， 陕西 710121; 2．北京航星机器制造有限公司， 北京 100013;3．自动分拣技术研究中心(西安邮电大学)，国家邮政管理局， 陕西 710121; 4．西安市先进控制与智能处理重点实验室， 陕西 710121;5．西安邮电大学 通信与信息工程学院， 陕西 710121)

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当今计算机断层扫描(CT)技术在众多领域有着不可取代的作用。随着CT技术的发展，多层螺旋CT机在医疗及安检领域有着广泛的应用，但是该扫描方式会产生伪影，这是由于扫描的三维性质和使用近似算法如FDK重建算法[1]及其衍生的三维算法[2-3]造成的。虽然Grangeat算法[4]是一种精确重建算法,但是实现比较繁琐，目前在实际CT成像系统中很少有应用，所以本文仍采用广泛使用的FDK重建算法。风车伪影(Windmill Artifact)[5]是螺旋CT扫描所产生的一种伪影，形成原因是在螺旋CT数据采集时z轴方向采样率不足引起的。风车伪影其表现为螺旋CT(Helical CT)重建图像中在沿着高对比边缘方向呈现风车状明暗相间的条纹，最常出现在z轴解剖结构和密度变化很快的位置。这些伪影的产生会降低图像质量，甚至会导致错检、误检。

针对风车伪影校正问题，许多科研人员进行了大量研究来降低风车伪影影响。例如，合理选取螺距[6-7]。螺距大小对风车伪影的影响十分明显，当螺距值越大时螺旋一周所涉及的用于重建的探测器排数就越多，这样就容易导致采样不足而引起风车伪影。但在实际的应用中，小螺距的选取是要付出代价的，这种方法会大大增加投影数据的采集时间，同时图像重建滤波和反投影的计算量成数倍增加。……