[发明专利]X射线相位衬度图像提取方法、装置、终端及存储介质

权利要求书

1.一种X射线相位衬度图像提取方法，其特征在于，其包括：

基于X射线光源、探测器、待测物体构建无光栅结构Talbot-Lau相衬成像装置；

调节所述X射线光源的工作电压和工作电流，采集所述待测物体在高能和低能时的投影图像，记为X射线双能吸收衬度图像；

将所述X射线双能吸收衬度图像输入至训练好的深度神经网络模型，输出得到相位衬度图像，所述深度神经网络模型根据带有光栅结构的Talbot-Lau相衬成像装置采集到的样本相位步进投影图像和所述无光栅结构的Talbot-Lau相衬成像装置采集到的双能吸收衬度图像训练得到；

训练所述深度神经网络模型，所述训练所述深度神经网络模型的步骤包括：

基于所述X射线光源、所述探测器、样本物体、源光栅、相位光栅和吸收光栅构建所述带有光栅结构的Talbot-Lau相衬成像装置；

利用所述带有光栅结构的Talbot-Lau相衬成像装置采集不同所述样本物体或所述样本物体在不同角度的多张样本相位步进投影图像，并在每采集一张所述样本相位步进投影图像时，移除所述带有光栅结构的Talbot-Lau相衬成像装置中的所有光栅，再采集样本X射线双能吸收衬度图像，对应的所述样本相位步进投影图像和所述样本X射线双能吸收衬度图像组成一组训练数据；

将所述样本X射线双能吸收衬度图像输入至初始的深度神经网络模型中，得到输出结果，再将所述输出结果与所述样本相位步进投影图像进行比较，并反向传播更新所述深度神经网络模型，直至所述深度神经网络模型训练完成。

2.根据权利要求1所述的X射线相位衬度图像提取方法，其特征在于，所述调节所述X射线光源的工作电压和工作电流，采集所述待测物体在高能和低能时的投影图像，记为X射线双能吸收衬度图像，包括：

调节所述X射线光源的低能工作电压和工作电流，采集所述待测物体的投影图像，记为X射线低能吸收衬度图像；

调节所述X射线光源的高能工作电压和工作电流，采集所述待测物体的投影图像，记为X射线高能吸收衬度图像。

3.根据权利要求1所述的X射线相位衬度图像提取方法，其特征在于，所述利用所述带有光栅结构的Talbot-Lau相衬成像装置采集不同所述样本物体或所述样本物体在不同角度的多张样本相位步进投影图像，并在每采集一张所述样本相位步进投影图像时，移除所述带有光栅结构的Talbot-Lau相衬成像装置中的所有光栅，再采集样本X射线双能吸收衬度图像，对应的所述样本相位步进投影图像和所述样本X射线双能吸收衬度图像组成一组训练数据，包括：

利用所述带有光栅结构的Talbot-Lau相衬成像装置采集所述样本物体的样本相位步进投影图像；

计算所述样本相位步进投影图像的平均灰度值；

移除所述带有光栅结构的Talbot-Lau相衬成像装置中的所述源光栅、所述相位光栅和所述吸收光栅，得到所述无光栅结构的Talbot-Lau相衬成像装置；

调节所述X射线光源的低能工作电压，再调节所述X射线光源的工作电流，直至所述探测器像素读数的平均值与所述平均灰度值的差值正在预设范围内时，采集所述样本物体的投影图像，得到样本X射线低能吸收衬度图像；

调节所述X射线光源的高能工作电压，再调节所述X射线光源的工作电流，直至所述探测器像素读数的平均值与所述平均灰度值的差值正在所述预设范围内时，采集所述样本物体的投影图像，得到样本X射线高能吸收衬度图像；

对所述样本相位步进投影图像做相位信息的分离提取，得到相衬图像，所述样本X射线低能吸收衬度图像、所述样本X射线高能吸收衬度图像和所述相衬图像组成一组训练数据；

更换所述样本物体或者调整所述样本物体的角度，并重复执行上述样本采集过程，从而得到多组训练数据。

4.根据权利要求3所述的X射线相位衬度图像提取方法，其特征在于，所述更换所述样本物体或者调整所述样本物体的角度，并重复执行上述样本采集过程，从而得到多组训练数据之后，还包括：

调整所述带有光栅结构的Talbot-Lau相衬成像装置的所述源光栅、所述相位光栅、所述吸收光栅之间的距离，再执行样本采集过程，得到新的多组训练数据。