[发明专利]一种X射线图像三维重构的方法及系统

权利要求书

1.一种X射线图像三维重构的方法，其特征在于，X射线成像系统主要由X线管与面阵探测器组成，X射线成像系统参数分别为D、R、d₀，D为X射线源S到面阵探测器间的距离，R为X射线源S到待测物体旋转中心轴的距离，d₀为面阵探测器像素间距，包括下列重构步骤：

(1)通过测量或标定方式获得X射线成像系统参数；

(2)旋转X射线成像系统或载物台，X线管沿着一圆形轨迹运动，与其相对的面阵探测器的运动轨迹亦是圆，待测物体放置于载物台上，X锥形射线束中心线SO穿过旋转中心轴并垂直于面阵探测器，交其上i₀处，对应投影图像的第i₀列像素，X锥形射线束的某一非中心线L_i交面阵探测器上i处，对应投影图像的第i列像素，射线L_i到旋转中心轴的距离为d_i，每θ角采集一帧图像I(θ)；

(3)将采集的图像数据根据需要进行数据压缩并存贮到计算机内存，对所有成像数据依据成像系统参数建立两级角度排序索引，其中θ为图像采样时X射线锥形光束中心线与基准轴的夹角，为锥形光束中心线与某一光线的夹角，θ的取值范围为0～2π，β_i的取值范围为-δ/2～+δ/2，δ的最大值由能成像的边缘射线决定；

(4)通过交互式界面，根据观察需要设置观察视点与视线方向；

(5)计算指定视线参数，以便对图像数据进行重采样；

(6)根据步骤(5)中计算得到的视线参数，在步骤(3)建立的图像数据索引表里查找与所指定视线相邻的射线束，完成图像数据的重采样；

(7)将重采样获得的图像数据通过显示器输出显示。

2.如权利要求1所述的X射线图像三维重构的方法，其特征在于，在步骤(6)中，根据计算机运算性能和用户对图像精度的需要，采用邻域插值或双线性插值的滤波插值方式对相邻射线束进行插值合成计算，以获得与所指定视线最匹配的射线。

3.如权利要求1所述的X射线图像三维重构的方法，其特征在于，在步骤(7)中，通过交互界面对图像数据进行增强处理后再输出。

4.如权利要求1所述的X射线图像三维重构的方法，其特征在于，在步骤(3)中，所述的排序索引为距离与角度排序索引，在第一级索引表中存储射线束到旋转中心轴的距离d_i、像素列编号和对应的第二级索引表指针；每个第二级索引表中存储距离d_i相同的投影角角度α_i和投影图像编号，第一级索引按照d_i排序，第二级索引按α_i排序。

5.如权利要求4所述的X射线图像三维重构的方法，其特征在于，在步骤(5)中，得到视线L′_i的距离和角度参数为距离d′_i与角度α′_i，然后在上面建立的图像索引表里查找与所述视线相邻的射线束L_i，用其取代L′_i。

6.如权利要求1所述的X射线图像三维重构的方法，其特征在于，在步骤(5)中，得到视线L′_i的角度参数θ′与β′_i，据此在上面建立的图像索引表里查找与所述视线相邻的射线束L_i，用其取代L′_i。