基于二次有理分式拟合多能投影曲线的X射线能谱估计方法

作     者：罗婷 李孟飞 赵云松 LUO Ting;LI Meng-fei;ZHAO Yun-song

作者机构：首都师范大学数学科学学院北京100048 检测成像北京高校工程研究中心北京100048 广东工业大学机电工程学院广东广州510006 

出 版 物：《电子学报》 (Acta Electronica Sinica)

年 卷 期：2018年第46卷第11期

页      面：2580-2587页

核心收录：

学科分类：13[艺术学] 08[工学] 1010[医学-医学技术（可授医学、理学学位）] 1305[艺术学-设计学（可授艺术学、工学学位）] 0831[工学-生物医学工程（可授工学、理学、医学学位）] 100207[医学-影像医学与核医学] 1006[医学-中西医结合] 1002[医学-临床医学] 1001[医学-基础医学(可授医学、理学学位)] 081104[工学-模式识别与智能系统] 0804[工学-仪器科学与技术] 081101[工学-控制理论与控制工程] 0811[工学-控制科学与工程] 100106[医学-放射医学] 100602[医学-中西医结合临床] 10[医学] 

基　　金：国家自然科学基金(No.61771324 No.61401289 No.61371195) 

主　　题：X射线能谱估计 投影数据 多能投影曲线 二次有理分式 

摘      要：在X射线计算机断层(CT)成像领域,多种应用需要准确的X射线能谱信息,包括能谱CT图像重建、CT图像硬化校正、CT图像的定量分析等.然而,由于CT系统中X光机发出的射线流强很大,X射线能谱一般难以直接测量,更为常用的方法是利用不同厚度模体的投影数据,间接估计能谱.该类方法将能谱估计问题转化为一组病态线性方程组的求解问题.为了获得较为准确的X射线能谱,通常需要测量多组投影数据,工作量大.针对该问题,本文提出一种新的X射线能谱估计方法.该方法利用二次有理分式拟合多能投影曲线,然后利用多能投影曲线上的采样点间接估计X射线能谱.由于二次有理分式参数少,因此该方法仅需少量的测量点即可拟合出高精度的多能投影曲线.实验表明:本文方法仅需要3个测量点就可以达到传统方法使用十几个测量点估计的X射线能谱的精度,显著减少了采样数量,进而减少能谱估计的工作量.仿真和实采数据都验证了方法的有效性.