一种基于测量对象约束的透射图像迭代重建方法与流程

技术特征：
1.一种基于测量对象约束的透射图像迭代重建方法，其特征在于，利用衰减系数库对图像重建过程进行约束，所述迭代重建方法包括：s1.根据测量对象所包括的物质种类建立衰减系数库；所述衰减系数库包括所述测量对象所包含的每一种物质对透射射线的衰减系数；s2.在所述衰减系数库的约束下，对所述测量对象对应的待重建透射图像进行迭代重建，得到重建图像。2.根据权利要求1所述的迭代重建方法，其特征在于，s1具体包括：（1）确定测量对象所包括的物质种类；（2）利用衰减系数计算公式计算所述测量对象所包含的每一种物质对透射射线的衰减系数，并将所述衰减系数加入衰减系数库；所述衰减系数计算公式为：；其中，w为衰减系数，i为物质包含的第i种核素，e
max
为透射射线的能量上限，为第i种核素的原子个数密度，为透射射线的能量分布，为第i种核素与能量为e的透射射线发生相互作用的全截面；d为微分符号；（3）将所述衰减系数库中的所有衰减系数按照从小到大的顺序或者按照从大到小的顺序进行排序。3.根据权利要求1所述的迭代重建方法，其特征在于，s2具体包括：（1）根据成像系统的几何布局计算每一个投影角度下的每一条透射射线与所述测量对象对应的待重建透射图像的每一像素的相交长度，以建立计算矩阵；（2）令所述待重建透射图像的每一像素的像素值均取所述衰减系数库的中间值，以对所述待重建透射图像进行初始化，得到初始化图像；（3）构建所述初始化图像对应的像素矩阵，并利用联合代数迭代算法sart调整所述像素矩阵的元素值，得到调整后像素矩阵；（4）对所述调整后像素矩阵进行一次迭代调整，得到迭代后像素矩阵；同时迭代次数加1；（5）平滑所述迭代后像素矩阵，得到平滑后像素矩阵；根据所述平滑后像素矩阵对所述初始化图像进行更新，使其第i行第j列的像素值为所述平滑后像素矩阵的第i行第j列的元素值，得到更新后图像；（6）对于所述平滑后像素矩阵的第一行、最后一行、第一列和最后一列以外的其它元素，依次求取该元素与其周围8个元素的平均值，如果这9个元素值与该平均值的相对偏差均小于设定阈值，则所述更新后图像对应于这9个元素的像素值均变为所述衰减系数库中与该平均值最为接近的衰减系数，以利用所述衰减系数库对所述更新后图像进行约束，得到重建图像；（7）根据所述计算矩阵和所述重建图像获取计算透射曲线，并计算所述计算透射曲线与测量透射曲线之间的相对偏差e；（8）判断所述相对偏差e是否小于预设阈值，且判断当前迭代次数是否达到预设迭代次
数；若所述相对偏差e小于预设阈值，或者当前迭代次数达到预设迭代次数，则迭代结束，得到重建图像；否则，以所述重建图像作为初始化图像，以所述重建图像对应的像素矩阵作为调整后像素矩阵，重复步骤（4）至（8），直至所述相对偏差e小于预设阈值或当前迭代次数达到预设迭代次数。

技术总结
本发明涉及一种基于测量对象约束的透射图像迭代重建方法，属于图像重建技术领域。先根据测量对象所包括的物质种类建立衰减系数库，衰减系数库包括测量对象所包含的每一种物质对透射射线的衰减系数，以获取测量对象的物质信息。然后在衰减系数库的约束下进行图像迭代重建，从而将测量对象的物质信息作为已知量代入图像重建过程以对重建图像进行约束，进而获得更高质量的重建图像。获得更高质量的重建图像。获得更高质量的重建图像。


技术研发人员：白怀勇 庞成果 赵德山 苏明 李永明 熊忠华 夏斌元
受保护的技术使用者：中国工程物理研究院材料研究所
技术研发日：2022.04.06
技术公布日：2022/5/16