透射式成像图像、低剂量CT图像生成方法及设备与流程

本申请涉及图像处理，尤其涉及一种透射式成像图像、低剂量ct图像生成方法及设备。

背景技术：

1、目前，用于模型训练的标注ct数据大多是在常规剂量水平下采集得到的ct图像，而在实际体检、筛查等实际场景中广泛使用的是低剂量ct图像，这导致基于常规剂量ct图像训练得到的模型在低剂量ct图像上容易出现泛化下降，影响落地效果。例如：在胰腺癌、乳腺癌、肝癌等低剂量ct智能分析任务中，训练数据通常来自诊疗环节的常规剂量扫描，而部署时往往需要应用于体检或筛查人群的低剂量影像，由于两者在噪声水平和图像质量上存在明显差异，直接迁移会造成敏感性下降。

2、真实采集的低剂量ct图像获取成本高昂，因此，有人提出基于高剂量ct图像模拟生成低剂量ct图像。

3、然而，现有的低剂量ct图像的模拟生成方案存在真实性较差的缺点。

技术实现思路

1、本说明书实施例提供一种透射式成像图像、低剂量ct图像生成方法及设备，用于提升低剂量透射式成像图像的模拟真实性。

2、本说明书提供一种透射式成像图像生成方法，包括：

3、获取被检测对象的透射式成像图像及相对剂量参数，所述相对剂量参数用于指示待模拟射线剂量水平与所述透射式成像图像对应的射线剂量水平之间的比值，所述待模拟射线剂量水平小于所述射线剂量水平；

4、将所述透射式成像图像映射到投影域得到投影数据，所述投影数据中每个元素代表对应射线路径上的射线衰减信息；

5、针对所述投影数据中每个元素，基于所述射线剂量水平下的第一入射光子数、所述相对剂量参数及该元素的数值，在该元素上叠加相应的增量投影噪声；

6、基于叠加后的所述投影数据生成目标透射式成像图像。

7、本说明书提供一种低剂量ct图像生成方法，包括：

8、获取被检测人体组织的透射式成像图像及相对剂量参数，所述相对剂量参数用于指示待模拟射线剂量水平与所述透射式成像图像对应的射线剂量水平之间的比值，所述待模拟射线剂量水平小于所述射线剂量水平；

9、将所述透射式成像图像映射到投影域得到投影数据，所述投影数据中每个元素代表对应射线路径上的射线衰减信息；

10、针对所述投影数据中每个元素，基于所述射线剂量水平下的第一入射光子数、所述相对剂量参数及该元素的数值，在该元素上叠加相应的增量投影噪声；

11、基于叠加后的所述投影数据生成目标透射式成像图像。

12、本说明书提供一种模型训练方法，包括：

13、获取被检测对象的目标透射式成像图像，所述目标透射式成像图像是基于上述透射式成像图像生成方法生成的；

14、基于所述目标透射式成像图像及其训练标签对人工智能模型进行训练。

15、本说明书实施例提供一种电子设备，包括：存储器和处理器，其中，

16、所述存储器，用于存储程序；

17、所述处理器，与所述存储器耦合，用于执行所述存储器中存储的所述程序，以实现上述任一项所述的方法。

18、本说明书实施例提供一种存储有计算机程序的计算机可读存储介质，所述计算机程序被计算机执行时能够实现上述任一项所述的方法。

19、本说明书实施例提供一种计算机程序产品，包括计算机程序，该计算机程序被处理器执行时能够实现上述任一项所述的方法。

20、在传统技术中，往往直接在图像域添加高斯白噪声，忽略了噪声的空间异质性和信号依赖性。本发明认识到，透射式成像图像的噪声本质来源于射线路径上透射光子数的量子噪声。具体的，在透射式成像图像的实际采集过程中，由于射线路径上透射光子数的统计波动（也即量子噪声）的存在，会导致采集得到的投影数据存在投影噪声，基于该投影数据构建的透射式成像图像也必然存在图像噪声，因此，可以认为透射式成像图像的图像噪声本质上来源于射线路径上透射光子数的量子噪声。本说明书实施例提供的技术方案中，通过将透射式成像图像映射至投影域，在投影域，结合该透射式成像图像对应的第一入射光子数、相对剂量参数以及不同射线路径上的射线衰减信息，构造不同射线路径对应的增量投影噪声，能够更真实、准确地模拟在低剂量水平与射线衰减的共同作用下的投影噪声特性/量子噪声特性。可见，本方案是遵循射线成像的物理机理，将高剂量透射式成像图像转换成低剂量透射式成像图像，有助于提升低剂量透射式成像图像的真实性。

1.一种透射式成像图像生成方法，其特征在于，包括：

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，各元素所叠加的增量投影噪声用于模拟因该元素对应射线路径上透射光子数减少引起的投影噪声增强，其中，透射光子数的减少是射线剂量水平降低引起的。

3.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，针对所述投影数据中每个元素，基于所述射线剂量水平下的第一入射光子数、所述相对剂量参数及该元素的数值，在该元素上叠加相应的增量投影噪声，包括：

4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，针对所述投影数据中的每个元素，基于所述射线剂量水平下的第一入射光子数、所述相对剂量参数及该元素的数值，估算强度增量，包括：

5.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，针对所述投影数据中的每个元素，基于所述射线剂量水平下的第一入射光子数、所述相对剂量参数及该元素的数值，估算强度增量，包括：

6.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，还包括：

7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，基于所述投影数据中多个目标元素对应的数值分布特征，估算第一入射光子数，包括：

8.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，基于叠加后的所述投影数据生成目标透射式成像图像，包括：

9.一种低剂量ct图像生成方法，其特征在于，包括：

10.一种模型训练方法，其特征在于，包括：

11.根据权利要求10所述的方法，其特征在于，所述被检测对象包括人体组织；和/或

12.一种电子设备，其特征在于，包括：存储器和处理器，其中，

13.一种存储有计算机程序的计算机可读存储介质，其特征在于，所述计算机程序被计算机执行时能够实现权利要求1至11中任一项所述的方法。

14.一种计算机程序产品，包括计算机程序，其特征在于，该计算机程序被处理器执行时实现权利要求1至11中任一项所述的方法。