【技术实现步骤摘要】
本申请涉及辐射成像，特别涉及一种基于自适应多权重的非均匀滤波片能谱估计方法及装置。
技术介绍
1、在能谱ct成像的处理过程中，必不可少的就是对x射线能谱的准确估计。即使是不具备能谱成像功能的ct系统或x光成像设备，也需要基于x射线能谱进行硬化校正，从而去除图像中的硬化伪影。
2、相关技术中，滤波片作为ct系统中改变ct能谱的重要部件，其结构设计天然就影响着ct能谱，在常规的均匀滤波片设计下，x射线源的焦点尺寸引起的半影效应在滤波片处的影响较小。随着ct领域的不断发展，许多不同于平整均匀构型的新型滤波片被提出，如领结滤波片，动态滤波片，能谱调制器，分束滤波器等。
3、然而，相关技术中，由于滤波片中很多是非均匀的滤波片设计，尤其在滤波片的厚度快速变化，或存在两种材料的滤波片组合的滤波片交界处，x射线源的焦点不同位置发出的射线，一部分可能穿过滤波片厚度1的区域，另一部分穿过滤波片厚度2的区域，并被同一个探测器像素接收，导致能谱的混叠。在半影区中，原本依赖于已知滤波片厚度，或通过透射比标定滤波片厚度，从而大大提高能谱估计误差，降低能谱成像的图像质量，亟待改进。
技术实现思路
1、本申请提供一种基于自适应多权重的非均匀滤波片能谱估计方法及装置，以解决相关技术中，由于针对放置非均匀滤波片时，固有的x射线源焦点尺寸导致对滤波片存在半影效应，在半影区域出现能谱混叠，导致在非均匀滤波片的x射线衰减变化剧烈时能谱估计误差大，降低能谱估计的准确性等问题。
2、本申请第
3、可选地，在本申请的一个实施例中，所述基于非均匀滤波片的材料和所述等效能谱建立自适应多权重模型，包括：基于所述非均匀滤波片的材料特性，得到单一或多种材料的非均匀滤波片的衰减系数；基于所述不包含非均匀滤波片的等效能谱，结合所述非均匀滤波片的衰减系数和所述目标参数，得到所述包含所述非均匀滤波片的整体等效能谱，其中，所述目标参数包括所述非均匀滤波片的每种厚度和所述每种厚度对应的权重。
4、可选地，在本申请的一个实施例中，所述建立自适应多权重模型将多个穿过不同等效滤波片厚度或不同材料的能谱的混合等效为单一或多种材料的非均匀滤波片的多个厚度对应衰减下的能谱的加权混合，得到包含所述非均匀滤波片的整体等效能谱，其中，所述对应衰减下的能谱的不同权重总和为1。
5、可选地，在本申请的一个实施例中，所述基于不同能谱下的x射线强度求解所述自适应多权重模型的目标参数，包括：在设置不同厚度或不同材料的均匀滤波片的情况下，检测包含所述非均匀滤波片的所述不同能谱下的x射线强度，或者，在设置x射线源的不同管电压的情况下，检测包含所述非均匀滤波片的所述不同能谱下的x射线强度；基于所述不同能谱下的x射线强度与所述自适应多权重模型建立超定的非线性方程组，并求解所述超定的非线性方程组，得到所述目标参数。
6、本申请第二方面实施例提供一种基于自适应多权重的非均匀滤波片能谱估计装置，包括：第一生成模块，用于利用经验模型或直接测量的方法生成初始能谱，并在所述初始能谱未达到预设条件的情况下，对所述初始能谱进行迭代优化，直至达到预设迭代停止条件，得到优化后的不包含非均匀滤波片的等效能谱；构建模块，用于基于非均匀滤波片的材料和所述等效能谱建立自适应多权重模型，并基于不同能谱下的x射线强度求解所述自适应多权重模型的目标参数，以根据所述目标参数得到最终自适应多权重模型；第二生成模块，用于基于所述最终自适应多权重模型，生成包含所述非均匀滤波片的整体等效能谱。
7、可选地，在本申请的一个实施例中，所述构建模块包括：确定模块，用于基于所述非均匀滤波片的材料特性，得到单一或多种材料的非均匀滤波片的衰减系数；生成模块，用于基于所述不包含非均匀滤波片的等效能谱，结合所述非均匀滤波片的衰减系数和所述目标参数，得到所述包含所述非均匀滤波片的整体等效能谱，其中，所述目标参数包括所述非均匀滤波片的每种厚度和所述每种厚度对应的权重。
8、可选地，在本申请的一个实施例中，所述建立自适应多权重模型将多个穿过不同等效滤波片厚度或不同材料的能谱的混合等效为单一或多种材料的非均匀滤波片的多个厚度对应衰减下的能谱的加权混合，得到包含所述非均匀滤波片的整体等效能谱，其中，所述对应衰减下的能谱的不同权重总和为1。
9、可选地，在本申请的一个实施例中，所述构建模块包括：检测单元，用于在设置不同厚度或不同材料的均匀滤波片的情况下，检测包含所述非均匀滤波片的所述不同能谱下的x射线强度，或者，在设置x射线源的不同管电压的情况下，检测包含所述非均匀滤波片的所述不同能谱下的x射线强度；求解单元，用于基于所述不同能谱下的x射线强度与所述自适应多权重模型建立超定的非线性方程组，并求解所述超定的非线性方程组，得到所述目标参数。
10、本申请第三方面实施例提供一种电子设备，包括：存储器、处理器及存储在所述存储器上并可在所述处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述程序，以实现如上述实施例所述的基于自适应多权重的非均匀滤波片能谱估计方法。
11、本申请第四方面实施例提供一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质存储计算机程序，该程序被处理器执行时实现如上的基于自适应多权重的非均匀滤波片能谱估计方法。
12、本申请第五方面实施例提供一种计算机程序产品，所述计算机程序被执行时，以用于实现如上的基于自适应多权重的非均匀滤波片能谱估计方法。
13、本申请实施例可以利用经验模型或直接测量的方法生成初始能谱，并在初始能谱未达到预设条件的情况下，对初始能谱进行迭代优化，直至达到预设迭代停止条件，得到优化后的不包含非均匀滤波片的等效能谱，进而，基于非均匀滤波片的材料和等效能谱建立自适应多权重模型，并基于不同能谱下的x射线强度求解自适应多权重模型的目标参数，从而，得到最终自适应多权重模型，生成包含非均匀滤波片的整体等效能谱，自适应的拟合半影区域内每个探测器像素的能谱，有效降低能谱估计误差，提高硬化校正的准确度以及能谱成像的图像质量。由此，解决了相关技术中，由于针对放置非均匀滤波片时，固有的x射线源焦点尺寸导致对滤波片存在半影效应，在半影区域出现能谱混叠，导致在非均匀滤波片的x射线衰减变化剧烈时能谱估计误差大，降低能谱估计的准确性等问题。
14、本申请附加的方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本申本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种基于自适应多权重的非均匀滤波片能谱估计方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述基于非均匀滤波片的材料和所述等效能谱建立自适应多权重模型，包括：
3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述建立自适应多权重模型将多个穿过不同等效滤波片厚度或不同材料的能谱的混合等效为单一或多种材料的非均匀滤波片的多个厚度对应衰减下的能谱的加权混合，得到包含所述非均匀滤波片的整体等效能谱，其中，所述对应衰减下的能谱的不同权重总和为1。
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述基于不同能谱下的X射线强度求解所述自适应多权重模型的目标参数，包括：
5.一种基于自适应多权重的非均匀滤波片能谱估计装置，其特征在于，包括：
6.根据权利要求5所述的装置，其特征在于，所述构建模块包括：
7.根据权利要求6所述的装置，其特征在于，所述建立自适应多权重模型将多个穿过不同等效滤波片厚度或不同材料的能谱的混合等效为单一或多种材料的非均匀滤波片的多个厚度对应衰减下的能谱的加权混合，得到包含所述非均
8.根据权利要求5所述的装置，其特征在于，所述构建模块包括：
9.一种电子设备，其特征在于，包括：存储器、处理器及存储在所述存储器上并可在所述处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述程序，以实现如权利要求1-4任一项所述的基于自适应多权重的非均匀滤波片能谱估计方法。
10.一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，其特征在于，该程序被处理器执行，以用于实现如权利要求1-4任一项所述的基于自适应多权重的非均匀滤波片能谱估计方法。
11.一种计算机程序产品，包括计算机程序，其特征在于，所述计算机程序被执行，以用于实现如权利要求1-4任一项所述的基于自适应多权重的非均匀滤波片能谱估计方法。
...【技术特征摘要】
1.一种基于自适应多权重的非均匀滤波片能谱估计方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述基于非均匀滤波片的材料和所述等效能谱建立自适应多权重模型，包括：
3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述建立自适应多权重模型将多个穿过不同等效滤波片厚度或不同材料的能谱的混合等效为单一或多种材料的非均匀滤波片的多个厚度对应衰减下的能谱的加权混合，得到包含所述非均匀滤波片的整体等效能谱，其中，所述对应衰减下的能谱的不同权重总和为1。
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述基于不同能谱下的x射线强度求解所述自适应多权重模型的目标参数，包括：
5.一种基于自适应多权重的非均匀滤波片能谱估计装置，其特征在于，包括：
6.根据权利要求5所述的装置，其特征在于，所述构建模块包括：
7.根据权利要求6所述的装置，其特征在于，所述建立自适应多权重模型...
【专利技术属性】
技术研发人员：高河伟，邓一凡，邢宇翔，张丽，邓智，王振天，李亮，
申请(专利权)人：清华大学，
类型：发明
国别省市：
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