[发明专利]基于p型激光器正交二维离散小波HARR函数图像分析的显微CT系统及其控制方法

说明书

技术领域

本发明属于显微CT系统领域，尤其是一种结构简单、能够实现对角锥型三维断层图像重建质量提升的基于p型激光器正交二维离散小波HARR函数图像分析的显微CT系统及其控制方法。 

背景技术

目前，普通的CT成像系统不具有用于显微CT的在可视（VIS）波段采用p型激光器增加均匀激光聚集点的几何尺寸的技术。不具有双步重叠式二维离散HARR函数小波变换图像增强滤波，而只是在背投影（back projection）算出三维断层断面图像f_i(x,y)后，进行一次二维离散HARR函数小波变换图像增强滤波。存在的问题是：不利于捕捉微小图像信息，影响显微CT图像质量。 

发明内容

本发明的目的是提供一种结构简单、能够实现对角锥型三维断层图像重建质量提升的基于p型激光器正交二维离散小波HARR函数图像分析的显微CT系统。 

本发明的技术方案是：基于p型激光器正交二维离散小波HARR函数图像分析的显微CT系统，其特征在于由具有WIFI无线和以太网连接功能的嵌入式成像和光源控制系统（1）、p型激光器成像光源（2）、二维CCD或CMOS光子检测器以及电脑服务器（5）组成，其中，所述的嵌入式成像和光源控制系统（1）分别与p型激光器成像光源（2）和二维CCD或CMOS光子检测器连接；电脑服务器（5）具有WIFI无线通讯和以太网功能，与光源控制系统（1）通过网络连接，电脑服务器（5）支持GPGPU并行高速处理阵列，含有GPU_1到GPU_N个并行处理器，设计形成个人云计算平台，实现基于p型激光器双步重叠式正交二维离散小波HARR函数图像分析的海量运算和数据处理调用功能。 

所述p型激光器成像光源（2），其光源安装在XYZ-theta四维精密机动平台，具有快进和微调慢进功能。 

基于p型激光器正交二维离散小波HARR函数图像分析的显微CT系统的控 制方法，其特征是包括下列步骤： 

步骤（1）：启动X射线源（或其他光源，如VIS激光源)，穿透被测物体，形成角锥型投射(Cone Beam Projection)，然后穿透被测物体，其衰竭后的光线在二维CCD或CMOS光子（photon）检测器上形成图像I2D1(x,y)。 

步骤（2）判断第一2D变换矩阵是否存在，如果存在执行步骤（4），如果不存在执行步骤（3）； 

步骤（3）：采用HARR小波函数，设计用于二维卷积的KxK大小的2D函数矩阵DWT2D1（x,y），用于第一步二维离散HARR函数的小波变换图像增强滤波。然后设计用于第二步二维离散HARR函数的小波变换图像增强滤波的2D函数矩阵DWT2D2（x,y），该DWT2D2（x,y）是通过对DWT2D1（x,y）旋转90度获得的； 

步骤（4）:在二维CCD或CMOS光子检测器上获取的图像I2D1(x,y)上进行DWT2D1（x,y）小波变换处理，获得第一步二维离散HARR函数小波变换图像增强滤波处理结果I2D2(x,y)，然后执行步骤（5）; 

步骤(5):从图像I2D2(x,y)开始读取位置为第一行的数据，即，读取经过第一步二维离散小波变换处理后的X射线穿透被测物体形成的投影衰竭函数（Xray source projection attenuation function）p_r(a),此函数即I2D2(x_i;y)=p_r(a)，这里i=1，然后执行步骤（6）; 

步骤（6）：判断ID变换是否存在，如果存在执行步骤（8）；如果不存在，则执行步骤（7）； 

步骤(7):设计一维离散HARR函数小波变换图像增强滤波器的Kx1大小的1D离散HARR函数的小波变换函数矩阵DWT1D1（y），然后执行步骤（8）; 

步骤（8）：使用设计的1D离散HARR函数的小波变换函数矩阵DWT1D1（y）对投影衰竭函数p_r(a)小波变换处理，结果存储回到此图像I2D2_DWT(x_i;y)的相应位置x_i,在此x_i=1，然后执行步骤（9）; 

步骤(9):结束对这个第一行位置的投影衰竭函数p_r(a)处理后，使用背投影（back projection）算法，算出在该位置的三维断层图像;即这个断层图像f_1(x,y)构成了第一个三维断层断面，然后执行步骤（10）; 

步骤（10）判断第二次2D变换矩阵是否存在，如果存在执行步骤（12），如果不存在执行步骤（11）；