專利名稱：計(jì)算層析x射線攝影環(huán)紋抑制濾波器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明與下列被轉(zhuǎn)讓給本受讓人并被引用作為本申請(qǐng)參考的美國(guó)專利申請(qǐng)相關(guān)連No.08/587,468，“用于計(jì)算層析X射線攝影系統(tǒng)中的條紋抑制濾波器”(1996年1月17日遞交)；No.08/614,623，“用于計(jì)算層析X射線攝影系統(tǒng)中的運(yùn)動(dòng)贗象抑制濾波器”(1996年3月13日遞交)；和No.08/614,660，“用于計(jì)算層析X射線攝影系統(tǒng)中的自校準(zhǔn)環(huán)紋抑制濾波器”(1996年3月13日遞交)。
本發(fā)明總的說(shuō)關(guān)于醫(yī)學(xué)領(lǐng)域中用于生成例如人類病人的CT圖象和計(jì)算層析X射線攝影(CT)系統(tǒng)。較具體地說(shuō)本發(fā)明關(guān)于用于降低CT圖象中環(huán)紋的改進(jìn)的環(huán)紋抑制濾波器。
第三代型式的CT系統(tǒng)包含有被分別固緊在一圓環(huán)狀的盤(pán)的正對(duì)著的對(duì)邊上的一X射線源和一X射線檢測(cè)器系統(tǒng)。此圓盤(pán)被可轉(zhuǎn)動(dòng)地安裝在一門(mén)框式支架內(nèi)，以使得在掃描期間，此圓盤(pán)連續(xù)地圍繞一轉(zhuǎn)軸旋轉(zhuǎn)而同時(shí)X射線能由其源通過(guò)一位于圓盤(pán)開(kāi)孔之內(nèi)的對(duì)象到達(dá)檢測(cè)器系統(tǒng)。
此檢測(cè)器系統(tǒng)一般包含被布置成一其曲率中心在一被稱之為“焦點(diǎn)”(在這里射線由X射線源發(fā)射)的點(diǎn)上的圓弧狀的單排的檢測(cè)器陳列。此X射線源和檢測(cè)器陳列被配置得使源與各檢測(cè)器之間的X射線路徑全都位于一垂直于該圓盤(pán)的旋轉(zhuǎn)軸的同一平面內(nèi)(后面稱為“切片平面”或“掃描平面”)。由于X射線路徑起源于一基本上為一點(diǎn)的發(fā)射源且以不同角度散射到檢測(cè)器，X射線路徑就類似一扇狀的，因此常利用術(shù)語(yǔ)“扇形射束”來(lái)描述任一時(shí)間瞬間的全部X射線路徑。掃描期間在一測(cè)量瞬間入射到單個(gè)檢測(cè)器上的X射線一般被稱之為“射線(ray)”，而各個(gè)檢測(cè)器產(chǎn)生一指明其對(duì)應(yīng)射線的強(qiáng)度的輸出信號(hào)。各個(gè)射線被其路徑中的所有物質(zhì)部分地衰減。實(shí)際上，各檢測(cè)器所產(chǎn)生的輸出信號(hào)表示分布在該檢測(cè)器與X射線源之間的所有物質(zhì)的密度(亦即，位于檢測(cè)器的相應(yīng)射線路徑中的物質(zhì)的密度)，并且是其一個(gè)函數(shù)。
由X射線檢測(cè)器所產(chǎn)生的輸出信號(hào)通常由CT系統(tǒng)的信號(hào)處理部分處理。此信號(hào)處理部分總的說(shuō)包含一數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)(DAS)，對(duì)X射線檢測(cè)器所產(chǎn)生的輸出信號(hào)進(jìn)行濾波以改善它們的信噪比。由DAS產(chǎn)生的經(jīng)過(guò)濾波的輸出信號(hào)通通常稱之為“原始數(shù)據(jù)信號(hào)”。此信號(hào)處理部分通常包含一投影濾波器，對(duì)原始數(shù)據(jù)的信號(hào)作對(duì)數(shù)處理以生成一組投影數(shù)據(jù)信號(hào)，使各投影數(shù)據(jù)信號(hào)能代表位于一相應(yīng)射線路徑中的質(zhì)量的密度。一測(cè)量瞬間的所有投影數(shù)據(jù)信號(hào)的集合通常稱之為“投影”或“視圖”。在一單個(gè)掃描期間，圓盤(pán)旋轉(zhuǎn)時(shí)產(chǎn)生多個(gè)投影使得每一投影都是在圓盤(pán)的一不同的角度位置時(shí)產(chǎn)生的。射線源和檢測(cè)器在圓盤(pán)上對(duì)應(yīng)于一特定投影的角度取向被稱之為“投影角”。
采用公知算法例如Radon算法，可由每一投影角度所收集的全部投影數(shù)據(jù)信號(hào)生成一CT圖象。一CT圖象表示被掃描對(duì)象的沿掃描平面的一個(gè)二維“切片”的密度。由投影數(shù)據(jù)信號(hào)生成一CT圖象的處理通常稱之為“經(jīng)濾波的后投影”或“重建”，因?yàn)榇薈T圖象可被認(rèn)為是由投影數(shù)據(jù)重建的。CT系統(tǒng)的信號(hào)處理部分通常包含一用于由投影數(shù)據(jù)信號(hào)生成此被重建的CT圖象的后投影儀。
CT系統(tǒng)的一個(gè)問(wèn)題是各種各樣的噪聲和誤差源可能會(huì)對(duì)重建的CT圖象帶來(lái)噪聲或贗象。因此CT系統(tǒng)經(jīng)常采用許多信號(hào)處理技術(shù)來(lái)改善信噪比和減少重建的CT圖象中贗象的出現(xiàn)。
可能導(dǎo)致重建的CT圖象中出現(xiàn)所不希望的贗象的一個(gè)重要因素與X射線檢測(cè)器的一致性和穩(wěn)定性有關(guān)。如一單個(gè)檢測(cè)器相對(duì)于陳列中其他檢測(cè)器校準(zhǔn)不當(dāng)，此單個(gè)的檢測(cè)器將導(dǎo)致所重建的CT圖象中出現(xiàn)具有以所重建的CT圖象的“中心”為中心的一圓環(huán)或者一或多個(gè)圓弧的形狀的贗象(這里，所重建CT圖象的“中心”相應(yīng)于圓盤(pán)的旋轉(zhuǎn)軸的地點(diǎn))。如果不只一個(gè)檢測(cè)器校準(zhǔn)失調(diào)，它們集合地趨使所重建的CT圖象中出現(xiàn)一組同心圓環(huán)或圓弧。這樣的贗象一般被稱之為“環(huán)紋”，而“去環(huán)紋”或“環(huán)紋抑制”則是指為降低或消除所重建的CT圖象中環(huán)紋的出現(xiàn)的方法和設(shè)備。
理想地是將X射線檢測(cè)器制作得使它們的傳輸函數(shù)、或簡(jiǎn)單說(shuō)它們的“響應(yīng)”全都相同，但這在實(shí)際上是難以達(dá)到的。在許多CT系統(tǒng)中，投影濾波器含有一“響應(yīng)校準(zhǔn)表”，被用來(lái)調(diào)整投影數(shù)據(jù)信號(hào)以補(bǔ)償檢測(cè)器響應(yīng)中的差異。此響應(yīng)校準(zhǔn)表一般由掃描已知密度的對(duì)象產(chǎn)生，常被稱之為“仿真”，而此響應(yīng)校準(zhǔn)表還被周期地更新。這樣的響應(yīng)校準(zhǔn)表總的說(shuō)在緊隨表被更新之后在抑制環(huán)紋上是有效的。然而由于溫度變化和輻射損傷，以及礤他一些因素，檢測(cè)器響應(yīng)趨向隨時(shí)間漂移，而且通常很難保持任一單個(gè)檢測(cè)器的響應(yīng)將保持在其他檢測(cè)器的一給定容差之內(nèi)。經(jīng)常一或多個(gè)檢測(cè)器的響應(yīng)在響應(yīng)校準(zhǔn)表的更新之間發(fā)生的漂移足以導(dǎo)致重建的CT圖象中出現(xiàn)環(huán)紋。


圖1為一人類頭部的重建的CT圖象，作為對(duì)有關(guān)環(huán)紋問(wèn)題的說(shuō)明。如本技術(shù)領(lǐng)域中的熟練人士將會(huì)理解的，圖1中所示的CT圖象含有會(huì)防礙圖象的解釋的環(huán)紋。
先有技術(shù)抑制環(huán)紋的方法一般涉及到對(duì)投影信號(hào)作高通濾波來(lái)生成一組高頻信號(hào)，然后在若干相鄰?fù)队敖堑姆秶鷥?nèi)對(duì)高頻信號(hào)進(jìn)行平均以確定每一檢測(cè)器的偏移。每一高頻信號(hào)可被認(rèn)為含有被疊加在數(shù)據(jù)成份上的誤差成份(這里，數(shù)據(jù)成份代表病人的密度分布構(gòu)型的高頻成份而誤差成份代表一檢測(cè)器的響應(yīng)相對(duì)于其他檢測(cè)器的偏移)。由于在由許多投影角觀察時(shí)數(shù)據(jù)成份在一定程度上是隨機(jī)的而誤差成份則趨向于一定程度地保持恒定，所以對(duì)高頻信號(hào)進(jìn)行平均即趨向于消除數(shù)據(jù)成份僅留下誤差成份。然后此經(jīng)過(guò)平均的信號(hào)即被用作為調(diào)整投影數(shù)據(jù)信號(hào)的偏移量并由此來(lái)補(bǔ)償檢測(cè)器響應(yīng)中的偏差。
這些先有技術(shù)方法因數(shù)種理由而是不利的。在大多數(shù)CT掃描儀中，環(huán)紋誤差與投影角無(wú)關(guān)，因此對(duì)數(shù)個(gè)相鄰?fù)队敖亲鞲哳l信號(hào)平均不會(huì)產(chǎn)生滿意的偏移值。而且，被掃描對(duì)象中的高反差特性往往會(huì)產(chǎn)生一具有很大幅值的高頻信號(hào)，而在平均過(guò)程中包含這樣的大幅值的高頻信號(hào)會(huì)產(chǎn)生不正確的偏移值。
因此需要有用于減少CT圖象中的環(huán)紋的改進(jìn)的方法和設(shè)備。
本發(fā)明的目的就是要大大減輕或克服上面指出的先有技術(shù)的問(wèn)題。
本發(fā)明的另一目的是提供一環(huán)紋抑制濾波器，對(duì)每一通道產(chǎn)生作為投影振幅的函數(shù)地描述各通道中的誤差的直方圖信號(hào)。
本發(fā)明的再一個(gè)目的是提供能利用全局?jǐn)?shù)據(jù)來(lái)抑制甚至在不可能得到表示環(huán)紋的高質(zhì)量數(shù)據(jù)的局部區(qū)域中的環(huán)紋的環(huán)紋抑制濾波器。
本發(fā)明還有一目的是提供能利用取自一或多個(gè)先前掃描的數(shù)據(jù)來(lái)抑制當(dāng)前掃描中的環(huán)紋的計(jì)算層析X射線攝影系統(tǒng)。
這些和其他的目的均由一用于CT系統(tǒng)中的經(jīng)改善的環(huán)紋抑制濾波器來(lái)實(shí)現(xiàn)。此系統(tǒng)產(chǎn)生多個(gè)投影角的投影，且各投影包含多個(gè)投影數(shù)據(jù)信號(hào)中每一個(gè)的一個(gè)量度。此環(huán)紋抑制濾波器包含有一高通濾波器、一直方圖發(fā)生器和一組合器。高通濾波器產(chǎn)生對(duì)應(yīng)于投影數(shù)據(jù)信號(hào)之一的每一個(gè)量度的誤差信號(hào)量度，而每一誤差信號(hào)量度則表示投影之一的一部分中的高頻成份。直方圖發(fā)生器產(chǎn)生表征誤差信號(hào)量度與一個(gè)投影數(shù)據(jù)信號(hào)的量度之間的關(guān)系。組合器組合此一投影數(shù)據(jù)信號(hào)和直方圖信號(hào)的量度來(lái)生成一被經(jīng)環(huán)紋校正的信號(hào)的多個(gè)量度。
此環(huán)紋抑制濾波器可產(chǎn)生多個(gè)經(jīng)環(huán)紋校正的信號(hào)的量度，每一個(gè)經(jīng)環(huán)紋校正的信號(hào)對(duì)應(yīng)于投影數(shù)據(jù)信號(hào)之一。通過(guò)利用經(jīng)環(huán)紋校正的信號(hào)而不用投影數(shù)據(jù)信號(hào)，此系統(tǒng)就能生成具有被降低的環(huán)紋的CT圖象。
由下面舉出的數(shù)個(gè)實(shí)施例和僅供理解本發(fā)明的最佳方式的說(shuō)明，對(duì)于本技術(shù)領(lǐng)域內(nèi)的熟知人員來(lái)說(shuō)將容易了解本發(fā)明的其他目的和優(yōu)點(diǎn)。將會(huì)理解，本發(fā)明可能有其他不同的實(shí)施例，且許多細(xì)節(jié)能在各個(gè)方面修改，而全都不違背本發(fā)明。因此，附圖和說(shuō)明均應(yīng)被認(rèn)是說(shuō)明性的，而不是約束或限制性的，本申請(qǐng)的范圍僅在權(quán)利要求中指明。
為全面了解本發(fā)明的性質(zhì)和目的，應(yīng)結(jié)合附圖參照下面的詳細(xì)說(shuō)明，圖中相同標(biāo)號(hào)用于指明相同或類似部分，其中圖1為說(shuō)明有關(guān)環(huán)紋的問(wèn)題的一CT圖象；圖2為按照本發(fā)明構(gòu)成的一優(yōu)選CT系統(tǒng)的軸向視圖；圖3為詳細(xì)表明圖2中所示環(huán)紋抑制濾波器的方框圖；圖4A為表明由按照本發(fā)明構(gòu)成的環(huán)紋抑制濾波器產(chǎn)生的直方圖信號(hào)示例的圖形；圖4B-C為可由按本發(fā)明構(gòu)成的環(huán)紋抑制濾波器用來(lái)生成直方圖信號(hào)的中間變量的圖形；圖5為說(shuō)明按照本發(fā)明的構(gòu)成的環(huán)紋抑制濾波器可能用以生成直方圖信號(hào)的處理的流程圖；圖6為由包含按本發(fā)明構(gòu)成的環(huán)紋抑制濾波器的CT系統(tǒng)利用與用于生成圖1中所示圖象的同樣數(shù)據(jù)所生成的一CT圖象示例；圖7為說(shuō)明按照本發(fā)明構(gòu)成的、利用取自前面掃描的數(shù)據(jù)抑制當(dāng)前掃描中的環(huán)紋的一CT系統(tǒng)的方框圖；圖8為按本發(fā)明構(gòu)成的一優(yōu)選CT系統(tǒng)的信號(hào)處理部分的方框圖；圖9A-B分別說(shuō)明扇形射束和平行射束投影的產(chǎn)生；圖10A-B說(shuō)明可由按照本發(fā)明構(gòu)成的CT系統(tǒng)用來(lái)生成平行射束投影的一種方法；圖11A-B分別說(shuō)明投影角為0°或180°的X射線源與檢測(cè)器間的空間關(guān)系；圖12說(shuō)明在投影角為0°與180°時(shí)檢測(cè)器陳列間的空間關(guān)系；和圖13為按照本發(fā)明構(gòu)成的另一優(yōu)選CT系統(tǒng)的信號(hào)處理部分的方框圖。
圖2表明一體現(xiàn)本發(fā)明的原理的示范CT系統(tǒng)、即掃描儀40。掃描儀40含有一X射線源42和一包括安裝到圓盤(pán)46的檢測(cè)器陳列的檢測(cè)器組件44。源42和檢測(cè)器組件44在作CT掃描期間圍繞轉(zhuǎn)動(dòng)軸48(垂直于圖2所示視圖延伸)旋轉(zhuǎn)以便在通過(guò)圓盤(pán)46的中心開(kāi)口伸展的對(duì)象50的周?chē)D(zhuǎn)動(dòng)。對(duì)象50可以是人類病人的一部分例如頭或軀干。源42在掃描平面內(nèi)(垂直于旋轉(zhuǎn)軸48)發(fā)射連續(xù)的扇形X射線射束52，其在通過(guò)對(duì)象50之后被組件44的檢測(cè)器檢測(cè)。對(duì)象50與組件44的檢測(cè)器之間最好安置一防散射板陳列54以便充分地防止檢測(cè)器檢測(cè)到散射的射線。在一優(yōu)選實(shí)施例中檢測(cè)器數(shù)為384且覆蓋48°弧度，雖然此數(shù)量和角度是可改變的。最好是由輕型材料例如鋁構(gòu)成的圓盤(pán)46被作快速平穩(wěn)地圍繞軸48旋轉(zhuǎn)。圓盤(pán)46是一種開(kāi)口框架結(jié)構(gòu)，使得對(duì)象50能被置于穿過(guò)圓盤(pán)的開(kāi)口。對(duì)象50可被支撐在例如一臺(tái)面56上，此臺(tái)面最好當(dāng)其用于X射線時(shí)是透明的。
由檢測(cè)器組件44產(chǎn)生的輸出信號(hào)被提供給由其產(chǎn)生一組原始數(shù)據(jù)信號(hào)的DAS70(以方框圖形式表示)。此原始數(shù)據(jù)信號(hào)被加給生成一組投影數(shù)據(jù)信號(hào)的投影濾波器72。在圓盤(pán)46轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，投影數(shù)據(jù)信號(hào)被用來(lái)由許多投影角提供投影。投影數(shù)據(jù)信號(hào)被加到一環(huán)紋抑制濾波器74，后者對(duì)投影數(shù)據(jù)信號(hào)按照本發(fā)明作降低所重建的CT圖象中的環(huán)紋那樣的濾波。由環(huán)紋抑制濾波器74產(chǎn)生的輸出信號(hào)被稱作“環(huán)紋校正投影數(shù)據(jù)信號(hào)”或簡(jiǎn)稱“經(jīng)環(huán)紋校正的信號(hào)”，其隨后被加到由此經(jīng)環(huán)紋校正的信號(hào)生成CT圖象的后投影儀76。此后投影儀具有一包含用于在作后投影需要時(shí)取數(shù)據(jù)的卷積的卷積濾波器的輸入級(jí)。
掃描儀40是一多通道裝置，各通道中的數(shù)據(jù)傳送一個(gè)原始數(shù)據(jù)信號(hào)、一個(gè)投影數(shù)據(jù)信號(hào)和一個(gè)經(jīng)環(huán)紋校正的信號(hào)。各通道中，每一個(gè)這些信號(hào)最好以每一個(gè)投影角產(chǎn)生。
如下面將進(jìn)一步討論的，依靠利用由環(huán)紋抑制濾波器74產(chǎn)生的經(jīng)環(huán)紋校正的信號(hào)而不是由投影濾波器72產(chǎn)生的投影數(shù)據(jù)信號(hào)，后投影儀76能產(chǎn)生具有較少明顯環(huán)紋和清晰度得到改善的完善化CT圖象。
如上面已說(shuō)過(guò)的環(huán)紋在被重建的CT圖象中的出現(xiàn)通常是在一個(gè)檢測(cè)器相對(duì)于陳列中的相鄰檢測(cè)器校準(zhǔn)失調(diào)時(shí)所引起的。同樣，在一通道中的任一組成部件使得該通道相對(duì)于掃描儀中其他通道校準(zhǔn)失調(diào)時(shí)也要造成環(huán)紋。另外，在當(dāng)多于一個(gè)的通道相對(duì)其他通道校準(zhǔn)失調(diào)當(dāng)然也會(huì)引起環(huán)紋。在一或多個(gè)公共部件被用于處理組成檢測(cè)器組件的檢測(cè)器的數(shù)個(gè)子集的每一個(gè)時(shí)，象例如一多路器被用來(lái)處理通過(guò)這樣的公共部件的檢測(cè)器輸出時(shí)，如果公共部件之一相對(duì)于其他的校準(zhǔn)失調(diào)，那么其結(jié)果將會(huì)是最終圖象中的多重環(huán)紋。這樣，如這里所用的術(shù)語(yǔ)“通道”即是一來(lái)自于一檢測(cè)器然后通過(guò)各種已說(shuō)過(guò)的組成部件被加以處理的信號(hào)的路徑，而此時(shí)應(yīng)理解的是數(shù)個(gè)通道可能(雖然不一定)共用至少一部分公共信號(hào)路徑，在此例如這些通道共用一公共部件。在任一這類事件中，由于存在通道的響應(yīng)中的這種差異，每一通道中的投影數(shù)據(jù)信號(hào)各自可被認(rèn)為含有疊加在一數(shù)據(jù)成份(這里各數(shù)據(jù)成份代表病人一部分的密度)上的被稱之為“環(huán)紋誤差”的誤差成份。環(huán)紋抑制濾波器72用來(lái)去除各通道中的環(huán)紋誤差以使得經(jīng)環(huán)紋校正的信號(hào)只含有數(shù)據(jù)成份。這樣，由經(jīng)環(huán)紋校正的信號(hào)重建的CT圖象即含有較少的環(huán)紋而質(zhì)量得到改善。
圖3表明按照本發(fā)明構(gòu)成的環(huán)紋抑制濾波器74一實(shí)施例的方框圖。濾波器74接收由投影濾波器72生成的投影數(shù)據(jù)信號(hào)且由其產(chǎn)生被加到后投影儀76的經(jīng)環(huán)紋校正的信號(hào)。環(huán)紋抑制濾波器74包含一低通濾波器310、一高通濾波器312、一直方圖發(fā)生器318、一限幅器320、和一減法器322。投影數(shù)據(jù)信號(hào)被加到低通濾波器310和減法器322的正輸入端。低通濾波器310對(duì)投影數(shù)據(jù)信號(hào)進(jìn)行濾波由此產(chǎn)生一組低頻投影信號(hào)，該信號(hào)被加到高通濾波器312和直方圖發(fā)生器318的二輸入端之一，高通濾波器312對(duì)低頻投影信號(hào)進(jìn)行濾波由此產(chǎn)生一組被加到直方圖發(fā)生器318的另一輸入端的誤差信號(hào)。直方圖發(fā)生器318由低頻投影信號(hào)和誤差信號(hào)生成一組直方圖信號(hào)。此直方圖信號(hào)被加到一限幅器320，后者據(jù)此生成一組被加到減法器322的負(fù)輸入端的偏移信號(hào)。減法器322通過(guò)由投影數(shù)據(jù)信號(hào)減除偏移信號(hào)來(lái)產(chǎn)生經(jīng)環(huán)紋校正的信號(hào)。
一單個(gè)掃描期間(亦即圓盤(pán)的一次旋轉(zhuǎn))所收集的投影數(shù)據(jù)信號(hào)的量度可被組織在一以下式(1)所表示的矩陣PDS中
PDS矩陣中各個(gè)元素PDS(i,θ)表示對(duì)一投影角等于θ的第i通道中的投影數(shù)據(jù)信號(hào)的量度。式(1)中，N代表掃描儀40中的通道數(shù)。如前所述，在此優(yōu)選實(shí)施例中陳列44中有384個(gè)檢測(cè)器，所以此優(yōu)選實(shí)施例中掃描儀中有384個(gè)通道且N等于384。如所述，通道由0至N-1的連續(xù)編號(hào)對(duì)應(yīng)于檢測(cè)器的定向的相同排序，所以檢測(cè)器組件44的檢測(cè)器的編號(hào)連續(xù)地由一端到另一端，通道0對(duì)應(yīng)于一端部檢測(cè)器1，通道1對(duì)應(yīng)于位于檢測(cè)器1與2之間的檢測(cè)器2，等等。Δθ表示相續(xù)投影之間的圓盤(pán)46的轉(zhuǎn)動(dòng)量(亦即相連續(xù)投影間投影角的角度增量)。在此優(yōu)選實(shí)施例中，圓盤(pán)46在各投影間轉(zhuǎn)動(dòng)1/8度且掃描儀在一單個(gè)掃描中產(chǎn)生2880個(gè)投影(亦即，360°中每度8個(gè)投影)，所以在此優(yōu)選實(shí)施例中Δθ等于0.125°。PDS矩陣的各行表示在一單個(gè)投影角所收集的投影數(shù)據(jù)信號(hào)的全部量度。在此實(shí)施例中因此PDS矩陣具有2880行。PDS矩陣的各列表示在一掃描期間所收集的通過(guò)一通道的全部量度(投影數(shù)據(jù)信號(hào)值)，而在此實(shí)施例中PDS矩陣有384列?？臻g上此PDS矩陣具有周期性，其中第一行為最后行的繼續(xù)，亦即，PDS(i,0)=PDS(i,360)，因?yàn)榇硕凳窃谕煌队敖侨〉玫?，雖然這些值有可能不同(因?yàn)樗鼈兛赡茉诓煌瑫r(shí)間測(cè)量)。
低通濾波器310最好由對(duì)跨越某些投影角(即跨越PDS矩陣的數(shù)行)的投影數(shù)據(jù)信號(hào)作低通濾波來(lái)產(chǎn)生低頻投影信號(hào)。低通濾波器310最好產(chǎn)生一低頻投影信號(hào)的量度矩陣PLF，且此PLF矩陣的各個(gè)元素PLF(i,θ)是對(duì)一等于θ的投影角的第i通道中低頻投影信號(hào)的量度。如本技術(shù)領(lǐng)域的熟練人員將會(huì)理解的，環(huán)紋抑制濾波器74的性能對(duì)用于實(shí)現(xiàn)低通濾波器310的濾波器的特定形式并不敏感，低通濾波器310可以采用例如有限脈沖響應(yīng)(FIR)濾波器、無(wú)限脈沖響應(yīng)(IIR)濾波器、遞舊或非遞歸濾波器，或者由采用例如傅里葉變換技術(shù)的頻域?yàn)V波器來(lái)實(shí)現(xiàn)。在一實(shí)施例中，低通濾波器310產(chǎn)生PLF矩陣的各個(gè)元素PLF(i,θ)使其成為按照下式(2)所示公式得到的PDS矩陣的加權(quán)平均元素PLF(i,θ)=Σk=-MMAkPDS(i,θ+kΔθ)Σk=-MMAk---(2)]]>其中M最好等于50(當(dāng)Δθ等于0.125°時(shí))而加權(quán)因子AK最好全都等于1。這樣，在此優(yōu)選實(shí)施例中，對(duì)于投影角為θ時(shí)的一通道i,PLF(i,θ)由對(duì)投影角θ、和先前的50及后50個(gè)投影角、或總共約12.5°的角度的PDS值確定。不過(guò)，加權(quán)因子AK的其他分布和M的其他值當(dāng)然也可能。式(2)中最好以將變量θ解釋作為模360(從而例如θ=(360+Δθ)的值被解釋作為θ=Δθ)來(lái)利用PDS矩陣的循環(huán)性質(zhì)，以便使在投影角為0°時(shí)收集的數(shù)據(jù)“卷繞”到在360°時(shí)所收集的數(shù)據(jù)。
高通濾波器312最好由對(duì)跨越數(shù)個(gè)通道(即跨越PLF矩陣數(shù)列)的低頻信號(hào)作高通濾波來(lái)生成誤差信號(hào)。因而各誤差信號(hào)即提供一通道中的投影數(shù)據(jù)信號(hào)與該通道的相鄰?fù)ǖ乐械耐队皵?shù)據(jù)信號(hào)有多大差別的量度。被用于實(shí)現(xiàn)高通濾波器312的具體濾波器最好被選擇使每一誤差信號(hào)能提供其通道中環(huán)紋誤差的良好量度(當(dāng)然是被疊加在其通道中的數(shù)據(jù)成份的量度上的)，而這些數(shù)據(jù)成份則表示病人的密度斷面的高頻成份)。
高通濾波器312最好產(chǎn)生誤差信號(hào)的量度矩陣ES，且矩陣ES的各個(gè)元素ES(i,θ)為一投影角等于θ的第i通道中誤差信號(hào)的量度。在一優(yōu)選實(shí)施例中，高通濾波器312被實(shí)現(xiàn)為一雙通路濾波器并按照式(3)所示公式生成矩陣ES的各個(gè)元素ES(i,θ)。第一通路結(jié)果PHF(i,θ)被作進(jìn)一步的高通濾波以生成第二通路結(jié)果ES(i,θ)。本技術(shù)領(lǐng)域的熟悉人士將會(huì)理解，此濾波器的二通路可被組合進(jìn)一單個(gè)通路，也可以采用其他形式的高通濾波器，包括那些提供多于二通路的，各通路利用或多或少的相鄰檢測(cè)器的，那些提供不同加權(quán)值給相鄰檢測(cè)器的輸出的，等等。
PHF(i,θ)=PLF(i,θ)-1/6[PLF(i-2,θ)+2PLF(i-1,θ)+2PLF(i+1,θ)+PLF(i+2,θ)](3)ES(i,θ)=PHF(i,θ)-1/5[PHF(i-2,θ)+PHF(i-1,θ)+PHF(i,θ)+PHF(i+1,θ)+PHF(i+2,θ)]如由式(3)可看到的，各經(jīng)高通濾波的信號(hào)PHF(i,θ)由對(duì)該通道的經(jīng)低通濾波的信號(hào)PLF(i,θ)減去通道(i)每一側(cè)的下面二相鄰?fù)ǖ?檢測(cè)器)中的經(jīng)低通濾波的信號(hào)的加權(quán)和來(lái)確定，其中在二相鄰?fù)ǖ?i-1)和(i+1)中的經(jīng)低通濾波的信號(hào)各自被作2倍加權(quán)，在此二通道(檢測(cè)器)的相反側(cè)并與之相鄰的通道(i-2)和(i+2)中經(jīng)低通濾波的信號(hào)各自被作1倍加權(quán)，而此信號(hào)的總和被除以6，如可很容易地確定的，假如五個(gè)經(jīng)低通濾波的信號(hào)每一個(gè)的值均相同，PHF(i,θ)的值即為0，表明無(wú)差異。
ES(i,θ)的值以對(duì)各通道的PHF(i,θ)的值減去被除以5的PHF(i-2,0)、PHF(i-1,θ)、PHF(i,θ)、PHF(i+1,θ)和PHF PHF(i+2,θ)的作均勻加權(quán)的值的總和。
誤差信號(hào)和低頻投影信號(hào)被加給直方圖發(fā)生器318，由其生成直方圖信號(hào)。在所說(shuō)明的實(shí)施例中，發(fā)生器318包含一量化及累加裝置330、二低通濾波器332、334和一除法器336。量化及累加裝置330對(duì)各通道產(chǎn)生二中間信號(hào)HIST1、HIST2。HIST1信號(hào)被加到低通濾波器332，由此產(chǎn)生一組經(jīng)低通濾波的信號(hào)HISTLF1，而HIST2信則被加到低通濾波器334，由此產(chǎn)生一組經(jīng)低通濾波的信號(hào)HISTLF2。除法器336接收經(jīng)濾波的信號(hào)并由將經(jīng)濾波的信號(hào)HISTLF1除以經(jīng)濾波的信號(hào)HISTLF2來(lái)生成各通道中的直方圖信號(hào)。
圖4A、4B、4C分別為說(shuō)明由直方圖發(fā)生器318所產(chǎn)生的直方圖信號(hào)、中間信號(hào)HIST1和中間信號(hào)HIST2示例的圖。具體說(shuō)，圖4A、4B和4C表示直方圖信號(hào)HIST(1,j)，中間信號(hào)HIST1(1,j)，和中間信號(hào)HIST2(1,j)的圖形，全都對(duì)第一通道。雖然這些圖是說(shuō)明對(duì)第一通道所生成的信號(hào)，本技術(shù)領(lǐng)域的熟悉人士會(huì)理解，這些圖形同樣對(duì)每一個(gè)其他通道所生成信號(hào)均具有說(shuō)明性的。
圖4A-C中，各圖的橫軸表示第一通道的投影振幅(即第一通道中低頻投影信號(hào)的振幅)，它最好被量化成數(shù)段。變量j表示經(jīng)量化的投影振幅使得變量j的各個(gè)值對(duì)應(yīng)于一量化間隔即一個(gè)投影振幅的范圍。j的最大值對(duì)應(yīng)于一包含任一投影振幅的最大期望值的范圍，而j的最小值對(duì)應(yīng)于一包含任一投影振幅的最小期望值的范圍，兩者間的差定義動(dòng)態(tài)范圍。直方圖發(fā)生器318產(chǎn)生直方圖信號(hào)使它們作為被量化變量j的函數(shù)。圖4A-C中，投影振幅被表明為量化成對(duì)應(yīng)于100個(gè)間隔的100段，當(dāng)然也可以是其他段數(shù)。圖4A中垂直軸表示第一通道中的環(huán)紋誤差，因而圖4A中所示的信號(hào)HIST(1,j)表明作為投影振幅的函數(shù)的第一通道中的環(huán)紋誤差。
圖5為說(shuō)明可被量化和累加裝置330用來(lái)對(duì)所有通道生成中間直方圖信號(hào)HIST1、HIST2的優(yōu)選處理500。為簡(jiǎn)單起見(jiàn)，處理500將結(jié)合生成對(duì)第一通道的中間直方圖信號(hào)HIST1(1,j)、HIST2(1,j)討論，雖然本技術(shù)領(lǐng)域的熟悉人員會(huì)理解對(duì)其他通道的中間直方圖信號(hào)也以同樣方式加以計(jì)算。處理500中第一步是將處理中所用的變量設(shè)置為0的初始化步驟510。較具體說(shuō)，表明投影角的變量θ被設(shè)置為0°，和將對(duì)所有j值的HIST1(1,j)和HIST2(1,j)的值設(shè)置為0。
步驟510之后執(zhí)行一比較、即閾值處理步驟512。步驟512中，將誤差信號(hào)矩陣ES的元素ES(1,θ)與一預(yù)定閾值THR比較。如果元素ES(i,θ)的絕對(duì)值小于THR的值，則認(rèn)為元素ES(i,θ)是“閾值之下”，而如果元素ES(i,θ)的絕對(duì)值不小于THR的值，則認(rèn)為元素ES(i,θ)為“超過(guò)閾值”。如果元素ES(1,θ)為閾值之下即順序執(zhí)行量化步驟514，更新步驟516和增量步驟518，從而使處理500可利用元素ES(1,θ)和對(duì)應(yīng)的PLF矩陣的元素PLF(1,θ)來(lái)生成中間直方圖信號(hào)。相反，如果元素ES(1,θ)為超過(guò)閾值，則跳過(guò)量化步驟514和更新步驟516，而是隨后執(zhí)行增量步驟518從而處理500將不利用元素ES(1,θ)和對(duì)應(yīng)的元素PLF(1,θ)來(lái)生成直方圖信號(hào)。
閾值處理步驟512被執(zhí)行來(lái)區(qū)分相鄰檢測(cè)器間由于其絕對(duì)值｜ES(i,θ)｜將為超過(guò)閾值的圖象數(shù)據(jù)(例如骨骼和相鄰軟組織的邊緣)所生成的反襯度與由于其中｜ES(i,θ)｜的值將為閾值以下的環(huán)紋贗象所生成的反襯度。｜ES(i,θ)｜的絕對(duì)值由試驗(yàn)決定。量化步驟514中，段數(shù)j最好利用式(4)中所示的量化函數(shù)QUANT由量化元素PLF(1,θ)來(lái)計(jì)算。
j=QUANT[PLF(1,θ)](4)如果本技術(shù)領(lǐng)域熟悉人士將會(huì)理解的，量化函數(shù)QUANT可由許多不同方法來(lái)實(shí)現(xiàn)。一種優(yōu)選量化函數(shù)由下式(5)中的公式給定QUANT[PLF(i,θ)]=INT(PLF(i,θ)(maxjmax))+1---(5)]]>式(5)中，值max和jmax為常數(shù)，max等于低頻投影信號(hào)的最大期望值，jmax等于j的最大值(所以在一產(chǎn)生如圖4A-C中說(shuō)明的直方圖的實(shí)施例中j=100)。等式(5)中INT是公知的整數(shù)函數(shù)，通常INT(x)等于自變量x的整數(shù)部分(例如INT(3.6)=3)。
一旦在量化步驟514中確定了段數(shù)j后即執(zhí)行更新步驟516。在更新步驟516中HIST1(1,j)和HIST2(1,j)的值被更新。HIST1(1,j)的新值被設(shè)定為等于HIST1(1,j)的老值加以元素ES(1,θ)的值，而HIST1(1,j)的新值則被設(shè)定為等于HIST2(1,j)的老值加以1。
更新步驟516之后執(zhí)行增量步驟518。在增量步驟518中，變量θ的當(dāng)前值被增加量Δθ。接著增量步驟518執(zhí)行測(cè)試步驟520。測(cè)試步驟520中變量θ與360°比較。如θ＜360°，即再次執(zhí)行步驟512及相繼的步驟，而如果θ≮360°則處理500完成，計(jì)算得到對(duì)一完整掃描的HIST1(1,j)和HIST2(1,j)的值。
圖4B和4C為表明分別為由處理500所計(jì)算得的HIST1(1,j)和HIST2(1,j)的圖形。對(duì)于j的各個(gè)值，HIST1(1,j)的值等于對(duì)ES(1,θ)為閾值之下和對(duì)QUANT[PLF(1,θ)]等于j的所有θ值的元素ES(1,θ)的總和，而HIST2(1,j)的值則基等于被總和來(lái)形成HIST1(1,j)的元素ES(1,θ)數(shù)。中間直方圖信號(hào)HIST1(i,j)和HIST2(i,j)被分別加給低通濾波器332、334(如圖3中所示)，以平滑數(shù)個(gè)投影振幅的中間信號(hào)。在一個(gè)實(shí)施例中，低通濾波器332和334分別按照下面式(6)和(7)中所示公式生成經(jīng)濾波的直方圖信號(hào)HISTLF1(i,j)和HISTLF2(i,j)HISTLF1(i,j)=Σk=-MMBkHIST1(i,j+k)Σk=-MMBk---(6)]]>HISTLF2(i,j)=Σk=-MMBkHIST2(i,j+k)ΣK=-MMBk---(7)]]>其中濾波寬度M=8，加權(quán)因子BK全都等于1，當(dāng)然也可能采用其他加權(quán)因子BK的分配和其他值的濾波寬度M。另外，其他實(shí)施例中自然也能采用另外的低通濾波函數(shù)。
然后經(jīng)濾波的直方圖信號(hào)HISTLF1(i,j)和HISTLF2(i,j)被加到圖3所示的除法器336。除法器336按照下式(8)生成所有i和j的最后直方圖信號(hào)HIST(i,j)HIST(i,j)=HISTLF1(i,j)HISTLF2(i,j)---(8)]]>對(duì)于j的每一個(gè)值，HIST(i,j)等于所有均為閾值之下并且具有一位于段j中的對(duì)應(yīng)投影振幅的元素ES(i,θ)的平均。由于各元素ES(i,θ)均表示被疊加在數(shù)據(jù)成份上的環(huán)紋誤差，和由于在元素ES(i,θ)被對(duì)數(shù)個(gè)投影角θ和對(duì)數(shù)個(gè)鄰接j的振幅段作平均時(shí)數(shù)據(jù)成份趨向于互相抵消，所以HIST(i,j)提供作為投影振幅的函數(shù)的第i通道中的環(huán)紋誤差的量度。
最好是除法器336檢測(cè)，HISTLF2(i,j)的等于0并將對(duì)應(yīng)的HIST(i,j)的值設(shè)置為0，來(lái)避免由使被0除而產(chǎn)生誤差或溢出的情況。更為有利的是在進(jìn)行式(8)的除法運(yùn)算之前除法器336將HISTLF2(i,j)增量1或某一其他很小的數(shù)，以避免對(duì)HIST(i,j)產(chǎn)生錯(cuò)誤的很大值。
直方圖信號(hào)可以含有對(duì)應(yīng)于對(duì)之無(wú)可用數(shù)據(jù)的投影振幅的間隙，特別是在濾波器332、334所利用的如由等式(6)和(7)所定義的濾波寬M相對(duì)很小時(shí)。例如圖4B-C中所示的中間直方圖信號(hào)HIST1(i,j)和HIST2(i,j)在段數(shù)4(即j=4)處含有一間隙。如果沒(méi)有一個(gè)元素PHF(i,θ)被量化成一特定段，或者如果所有被量化成一特定段的元素PLF(i,θ)均對(duì)應(yīng)于超過(guò)閾值的元素PLF(i,θ)，對(duì)第i通道的中間直方圖信號(hào)中就會(huì)發(fā)生這樣的間隙。一個(gè)間隙可能如圖4B、4C中所示的一單個(gè)振幅段那樣的窄小，或象許多振幅段那樣寬。低通濾波器332、334趨向于填滿這樣的間隙。例如，圖4B-C中所示間隙填滿成如圖4A中所示的直方圖信號(hào)HIST(i,j)中沒(méi)有任何間隙。盡管濾波器332、334趨向于填滿相對(duì)窄的間隙，它們將不會(huì)完全填滿相對(duì)很寬的間隙。不過(guò)，直方圖信號(hào)中的間隙不會(huì)妨礙環(huán)紋抑制濾波器74的運(yùn)行，因?yàn)橹狈綀D信號(hào)中的間隙對(duì)應(yīng)于一特定振幅的投影數(shù)據(jù)的不存在，因此間隙僅對(duì)不存在的數(shù)據(jù)提出校正。
低通濾波器332、334采用不同方法計(jì)算接近最外端投影振幅(例如接近于j=1的段)的經(jīng)濾波的直方圖信號(hào)可能是可取的。等式(6)和(7)中，參數(shù)M可被看作是作定義用于生成經(jīng)濾波的直方圖信號(hào)的取平均窗口的大小的。在計(jì)算接近最外端投影振幅的經(jīng)濾波直方圖信號(hào)時(shí)減小取平均窗口的大小(例如通過(guò)降低M值)使得取平均窗口不致伸出任一最外端，可能是可取的。所以，例如在計(jì)算HISTLF1(i,3)和HISTLF2(i,3)時(shí)可能最好是將M設(shè)定為等于2。另外也可以，可將取平均窗口的大小維持不變而可調(diào)整加權(quán)值BK以使得任何位于超過(guò)最外端的直方圖信號(hào)的值均被忽略(例如，在等式(6)和(7)中當(dāng)j+k＜1時(shí)將BK設(shè)置為0)。
也可能有利的是，低通濾波器332、334與對(duì)所有其他段不同地處理對(duì)應(yīng)于最小投影振幅的段(即j=1)。一般最好不將這一段包括在由低通濾波器332、334所進(jìn)行的任一取平均中，使得能對(duì)所有通道i均將HISTLF1(i,1)、HISTLF2(i,1)分別設(shè)置為等于HIST1(i,1)、HIST2(i,1)。最好也不將這一段的值包含在于其他段中所進(jìn)行的任一取平均之中。最好不同地對(duì)待這一段，因?yàn)橥ǔＴ谕队罢穹咏?時(shí)環(huán)紋誤差可能顯現(xiàn)極為不同，所以對(duì)這段測(cè)得的環(huán)紋誤差不應(yīng)與在其他段測(cè)得的環(huán)紋誤差進(jìn)行平均。這一段對(duì)應(yīng)于其中X射線量為發(fā)生最小吸收的射線，亦即在入射到X射線檢測(cè)器之前僅穿過(guò)空間(而不存在病人身體部分)的射線。在大多數(shù)描掃中，對(duì)應(yīng)于接近檢測(cè)器陳列的邊緣的檢測(cè)器的通道中的投影數(shù)據(jù)信號(hào)幾乎總被量化成最小振幅段(亦即病人總不會(huì)被置于X射線源與接近陳列邊緣的檢測(cè)器之間，故接近陳列邊緣的檢測(cè)器很少“看到”病人)，而在接近檢測(cè)器陳列中心的通道中的投影數(shù)據(jù)信號(hào)總是不會(huì)被量化成最小振幅段(亦即接近陳列中心的檢測(cè)器幾乎總會(huì)“看到”病人)。所以在任一給定通道中，通常要不是具有許多對(duì)最小振幅段的誤差信號(hào)的量度，要不就根本沒(méi)有。在一具有許多對(duì)最小振幅段的誤差信號(hào)的量度的通道中，無(wú)需對(duì)這些量度作與來(lái)自其他段的誤差信號(hào)的平均，僅僅由對(duì)最小振幅段中的誤差信號(hào)的大量量度進(jìn)行平均來(lái)獲取高質(zhì)量的環(huán)紋誤差的量度。在沒(méi)有對(duì)最小振幅段的誤差信號(hào)的量度的通道中，無(wú)需為最小振幅段評(píng)估環(huán)紋誤差。
如上面說(shuō)過(guò)的，先有技術(shù)系統(tǒng)要由對(duì)在數(shù)個(gè)相鄰?fù)队敖堑姆秶械耐队皵?shù)據(jù)信號(hào)的高頻經(jīng)濾波部分(即高頻信號(hào))作平均來(lái)測(cè)取環(huán)紋誤差。例如，先有技術(shù)系統(tǒng)由對(duì)所有在0與45°之間投影角作一通道中的高頻信號(hào)平均來(lái)測(cè)取對(duì)一投影角為22.5°的該通道中的環(huán)紋誤差。這種先有技術(shù)系統(tǒng)因它們要利用“局部數(shù)據(jù)”來(lái)產(chǎn)生環(huán)紋誤差量度而受到限制。與這樣的先有技術(shù)系統(tǒng)相反，圖3中所示和這里加以說(shuō)明的環(huán)紋抑制濾波器74利用“全局?jǐn)?shù)據(jù)”來(lái)產(chǎn)生環(huán)紋誤差的量度。對(duì)各投影振幅均以求取來(lái)自全部投影角的閾值之下的誤差信號(hào)的平均產(chǎn)生直方圖信號(hào)。這使得濾波器74能依靠利用來(lái)自圖象其他部分的數(shù)據(jù)來(lái)校正那些無(wú)適當(dāng)?shù)沫h(huán)紋校正數(shù)據(jù)可行的圖象部分中的環(huán)紋，這在先有技術(shù)系統(tǒng)中是不可能的。
而且，先有技術(shù)系統(tǒng)以對(duì)在相鄰?fù)队敖欠秶鷥?nèi)的高頻信號(hào)作平均來(lái)產(chǎn)生對(duì)各通道的單個(gè)偏移量度，而濾波器74則將平均處理分成為(投影振幅的)數(shù)個(gè)不同的段并由此來(lái)得到各段的環(huán)紋誤差量度。這是很有用的，因?yàn)闄z測(cè)器的響應(yīng)可能作為入射在檢測(cè)器上的X射線的密度的函數(shù)而波動(dòng)。
限幅器320(圖3中所示)由除法器336接收直方圖信號(hào)，由其生成偏移信號(hào)。限幅器320產(chǎn)生各個(gè)偏移信號(hào)是使得在當(dāng)直方圖信號(hào)的振幅低于一閾值時(shí)它能等于其對(duì)應(yīng)的直方圖信號(hào)，而在當(dāng)此振幅超過(guò)閾值時(shí)限制為此閾值。這是很有用的，因?yàn)楸粧呙璧膶?duì)象50(圖2中所示)可能含有環(huán)狀結(jié)構(gòu)，這將導(dǎo)致對(duì)相應(yīng)檢測(cè)器和振幅的虛假的HIST(i,j)值。此限幅器320最好使直方圖信號(hào)飽和達(dá)到MAX ERR的偏移極限和按照以下的式組(9)產(chǎn)生偏移信號(hào)OFFSET(i,j)OFFSET(i,j)=MAX_ERR,HIST(i,j)＞MAX_ERR=-MAX_ERR,HIST(i,j)＜-MAX_ERR(9)=HIST(i,j)，其它本技術(shù)領(lǐng)域熟悉人員將會(huì)理解，偏移信號(hào)OFFSET(i,j)是一類似于HIST(i,j)的直方圖信號(hào)形式。實(shí)際應(yīng)用的MAX_ERR值由試驗(yàn)確定。
偏移信號(hào)和投影數(shù)據(jù)信號(hào)被加到減法器322，后者從投影數(shù)據(jù)信號(hào)減除適當(dāng)?shù)钠菩盘?hào)以產(chǎn)生經(jīng)環(huán)紋校正的信號(hào)。減法器322可被看作為產(chǎn)生一經(jīng)環(huán)紋校正的信號(hào)矩陣RCS，而每一個(gè)元素RCS(i,θ)按照下式(10)所示的公式來(lái)生成
RCS(i,θ)=PDS(i,θ)-OFFSET(i,QUANT[PDS(i,θ)])(10)而后此經(jīng)環(huán)紋校正的信號(hào)被加給后投影儀76，由此產(chǎn)生重建的CT圖象。由于各投影數(shù)據(jù)信號(hào)可被認(rèn)為包含一數(shù)據(jù)成份和一環(huán)紋誤差，并由于偏移信號(hào)為環(huán)紋誤差的量度，所以經(jīng)環(huán)紋校正的信號(hào)僅含數(shù)據(jù)成份。因此依靠利用經(jīng)環(huán)紋校正的信號(hào)而不用投影數(shù)據(jù)信號(hào)，后投影儀76即生成改善的重建CT圖象。
如本技術(shù)領(lǐng)域熟悉人士將理解的，為實(shí)現(xiàn)環(huán)紋抑制濾波器74有許多不同途徑。環(huán)紋抑制濾波器74的每一組成部件均可利用分離部件來(lái)實(shí)現(xiàn)，或者，濾波器74中的一個(gè)或多個(gè)部件可在一數(shù)字計(jì)算機(jī)例如一陣列處理器上實(shí)現(xiàn)。例如減法器322的實(shí)現(xiàn)可包含一存儲(chǔ)偏移信號(hào)表的存儲(chǔ)器，例如一查找表(LUT)。這樣的LUT將被用來(lái)在減法器接收到投影數(shù)據(jù)信號(hào)時(shí)產(chǎn)生經(jīng)環(huán)紋校正的信號(hào)。而且，濾波器74雖被作為其中每一信號(hào)均被加以采樣(即投影數(shù)據(jù)信號(hào)被采樣來(lái)形成一矩陣PDS)的數(shù)字系統(tǒng)加以討論的，而本技術(shù)領(lǐng)域熟悉人士將會(huì)理解，濾波器74也可被實(shí)現(xiàn)為采用不對(duì)信號(hào)進(jìn)行采樣而將它們作為連續(xù)信號(hào)處理的部件的模擬濾波器。
圖6為利用與被用于重建圖1中所示CT圖象的相同數(shù)據(jù)重建的CT圖象。然而，圖6中，投影數(shù)據(jù)信號(hào)首先利用環(huán)紋抑制濾波器74進(jìn)行處理。為生成這一圖象，環(huán)紋抑制濾波器74利用一0.004的閾值THR和0.002的偏移極限MAX_ERR，而病人的最大投影振幅一般在5到10的范圍內(nèi)。圖6中所示圖象較之圖1所示圖象明顯的環(huán)紋遠(yuǎn)遠(yuǎn)少得多并改善了清晰度。
環(huán)紋抑制濾波器74已被描述作為由在一次掃描中收集的投影數(shù)據(jù)信號(hào)生成一組偏移信號(hào)，和利用這些偏移信號(hào)來(lái)校正該同一掃描中的投影數(shù)據(jù)信號(hào)(亦即產(chǎn)生一組經(jīng)環(huán)紋校正的信號(hào))，環(huán)紋抑制濾波器75也可作其他方式應(yīng)用。例如，它可有利地利用在一或多個(gè)前面的掃描期間所產(chǎn)生的一組偏移信號(hào)來(lái)校正當(dāng)前掃描中的投影數(shù)據(jù)信號(hào)。在這種方式中，偏移信號(hào)可在CT系統(tǒng)為其他閑置狀態(tài)時(shí)“脫機(jī)”產(chǎn)生，在這種情況下環(huán)紋抑制濾波器74的速度無(wú)關(guān)緊要。在其他方式中，環(huán)紋抑制濾波器74可利用來(lái)自一或多個(gè)先前掃描的投影數(shù)據(jù)信號(hào)生成偏移信號(hào)。這可能是吸引人的，因?yàn)槿绻淮螔呙枞狈樵S偏移信號(hào)的滿意數(shù)據(jù)(例如，如果異常大的誤差信號(hào)百分?jǐn)?shù)為超過(guò)閾值)，其他掃描可補(bǔ)償這一短缺。而且依靠對(duì)數(shù)個(gè)掃描取平均，就有可能產(chǎn)生對(duì)例如瞬態(tài)現(xiàn)象不太敏感的更正確的偏移信號(hào)。在一優(yōu)選形式中，直方圖發(fā)生器318產(chǎn)生作為先前由前面掃描所產(chǎn)生的直方圖信號(hào)的加權(quán)平均的信號(hào)，而環(huán)紋抑制濾波器74利用這些加權(quán)平均值來(lái)產(chǎn)生偏移信號(hào)。在一種這樣的形式中，圖3的直方圖發(fā)生器318中，信號(hào)H_AVE1(i,j)和H_AVE2(i,j)分別被在處理器336和低通濾波器334的輸出端提供，后面二個(gè)信號(hào)分別為直方圖信號(hào)HIST(i,j)和低通濾波信號(hào)HISTLF2(i,j)的加權(quán)平均。初始，H_AVE1(i,j)和H_AVE2(i,j)對(duì)所有i和j值均被設(shè)定為等于0。在每次掃描后，直方圖發(fā)生器318按照式組(11)、(12)Wold(i,j)=H_AVE2(i,j)SUM(i,j)---(11)]]>Wmew(i,j)=HISTLF2(i,j)SUM(i,j)---(12)]]>SUM(i,j=H_AVE2(i,j)+HISTLF2(i,j) (13)一經(jīng)計(jì)算得加權(quán)值Wold(i,j)和Wnew(i,j)，即按照下式(14)和(15)中所示公式更新信號(hào)H_AVE1(i,j)和H_AVE2(i,j):
H_AVE1(i,j)=H_AVE1(i,j)*Wold(i,j)*Wnew(i,j) (14)

其中T為恒定的閾值。式(14)和(15)防止信號(hào)H_AVE2(i,j)上升超過(guò)T。如本技術(shù)領(lǐng)域熟悉人員將理解的，這具有限制來(lái)自先前掃描的較老的直方圖信號(hào)可能對(duì)信號(hào)H_AVE1(i,j)所起的作用的效果。其他限制較老的直方圖信號(hào)對(duì)信號(hào)H_AVE1(i,j)的影響的方案也能在本發(fā)明中同樣起作用。
在每一掃描之后，按照下式(16)中所示公式生成信號(hào)HIST(i,j)(與式(8)同)，然后利用在該掃描期間產(chǎn)生的信號(hào)更新H_AVE1(i,j)信號(hào)HIST(i,j)=HISTLF1(i,j)HISTLF2(i,j)---(16)]]>如本技術(shù)領(lǐng)域熟悉人員將理解的，信號(hào)H_AVE1(i,j)包含過(guò)去直方圖的加權(quán)平均。一旦直方圖發(fā)生器318生成信號(hào)H_AVE1(i,j)，即可將H_AVE1(i,j)信號(hào)加到限幅器320來(lái)生成偏移信號(hào)，然后可按式(10)生成經(jīng)環(huán)紋校正的信號(hào)。
當(dāng)環(huán)紋抑制濾波器74利用來(lái)自數(shù)次掃描的投影數(shù)據(jù)信號(hào)的記載來(lái)產(chǎn)生經(jīng)環(huán)紋校正的信號(hào)時(shí)，濾波器74可能有數(shù)種運(yùn)行方式。一種模式中，濾波器74保留環(huán)紋誤差信息的記載并利用這種過(guò)去的信息來(lái)生成偏移信號(hào)。這一方式的一例是濾波器74生成H_AVE1(i,j)信號(hào)和利用這些信號(hào)來(lái)生成偏移信號(hào)。
圖7說(shuō)明濾波器74的另一種運(yùn)行模式。圖7為按照本發(fā)明構(gòu)成的CT系統(tǒng)700的信號(hào)處理部分的方框圖。系統(tǒng)700中，投影濾波器72包含一響應(yīng)校準(zhǔn)表710和一環(huán)紋補(bǔ)償表712。如上面說(shuō)過(guò)的，響應(yīng)校準(zhǔn)表被用于補(bǔ)償檢測(cè)器響應(yīng)中的差異，或更準(zhǔn)確地說(shuō)檢測(cè)器的傳輸函數(shù)，通常被加以頻繁的更新，并以公知方式由掃描“仿真”產(chǎn)生。在系統(tǒng)700中，由響應(yīng)校準(zhǔn)表710產(chǎn)生的輸出信號(hào)被加到環(huán)紋補(bǔ)償表712，由此生成被加給環(huán)紋抑制濾波器74的投影數(shù)據(jù)信號(hào)。環(huán)紋抑制濾波器74產(chǎn)生被加到后投影儀76的經(jīng)環(huán)紋校正的信號(hào)，還通過(guò)反饋途徑更新環(huán)紋補(bǔ)償表712的內(nèi)容。環(huán)紋補(bǔ)償表712和響應(yīng)校準(zhǔn)表710雙方均可被實(shí)現(xiàn)為包含存儲(chǔ)器例如查找表(LUT)，或者如本技術(shù)領(lǐng)域熟悉人員會(huì)理解的，可將環(huán)紋補(bǔ)償表712與響應(yīng)校準(zhǔn)表710加以組合實(shí)現(xiàn)成為一單個(gè)的LUT。
一開(kāi)始，隨著響應(yīng)校準(zhǔn)表的更新，環(huán)紋補(bǔ)償表712最好生成投影數(shù)據(jù)信號(hào)使它們等于由響應(yīng)校準(zhǔn)表710所產(chǎn)生的輸出信號(hào)。不過(guò)在每次掃描后，環(huán)紋抑制濾波器74將更新環(huán)紋補(bǔ)償表712的內(nèi)容所以投影數(shù)據(jù)信號(hào)利用由前面掃描得到的環(huán)紋誤差信息的記載來(lái)生成。環(huán)紋補(bǔ)償表712可被看作是存儲(chǔ)一組環(huán)紋誤差的估量，這里各個(gè)估量為自從響應(yīng)校準(zhǔn)表710最近的更新以來(lái)對(duì)應(yīng)通道的響應(yīng)從校準(zhǔn)值偏離的量度。
所以在系統(tǒng)700中，投影濾波器72補(bǔ)償在前面掃描中被濾波器74覺(jué)察到的檢測(cè)器響應(yīng)中的誤差，而環(huán)紋抑制濾波器74補(bǔ)償在當(dāng)前掃描期間覺(jué)察到的檢測(cè)器響應(yīng)中的誤差。實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)700的一種方法是，環(huán)紋抑制濾波器74將經(jīng)低通濾波的直方圖信號(hào)HISTLF1和HISTLF2加給投影濾波器72以使得濾波器72能由此產(chǎn)生H_AVE1(i,j)信號(hào)并將這些信號(hào)存儲(chǔ)進(jìn)表712。環(huán)紋補(bǔ)償表712還可以包含一類似于限幅器320(圖3所示)的限幅器以便將H_AVE1(i,j)信號(hào)的值限制到一閾值如MAX_ERR。然后投影濾波器72按照下式(17)生成投影數(shù)據(jù)信號(hào)PDS(i,θ)=PDSpre(i,θ)-H_AVE1(i,QUANT[PDS(i,θ)])(17)其中，PDSpre(i,θ)為在由環(huán)紋補(bǔ)償表712校正前的投影數(shù)據(jù)信號(hào)的量度(亦即，PDSpre(i,θ)為由響應(yīng)校準(zhǔn)表710所產(chǎn)生的量度)。
所以在系統(tǒng)700中濾波器72所產(chǎn)生的投影數(shù)據(jù)信號(hào)已被修改來(lái)對(duì)前面的掃描期間由濾波器74覺(jué)察到的環(huán)紋誤差進(jìn)行校正(亦即，環(huán)紋補(bǔ)償表712對(duì)最后一次響應(yīng)校準(zhǔn)表710的更新與最近掃描之間覺(jué)察到的通道中的偏差的補(bǔ)償)。然后環(huán)紋抑制濾波器74按照式(10)生成經(jīng)環(huán)紋校正的信號(hào)來(lái)對(duì)當(dāng)前掃描期間覺(jué)察到的環(huán)紋誤差校正投影數(shù)據(jù)信號(hào)。環(huán)紋抑制濾波器74還產(chǎn)生一組新的環(huán)紋誤差估量，其中這些估量的每一個(gè)為當(dāng)前掃描與最近的先前掃描之間發(fā)生的一個(gè)通道的響應(yīng)偏差的量度。而后投影濾波器利用此來(lái)自環(huán)紋抑制濾波器74的新的估量更新其存儲(chǔ)在環(huán)紋補(bǔ)償表712中的估量。
在于數(shù)據(jù)掃描期間收集的投影數(shù)據(jù)信號(hào)的過(guò)去的信息被用來(lái)生成經(jīng)環(huán)紋校正的信號(hào)的任何方式中，均可將CT系統(tǒng)看作為一自動(dòng)校準(zhǔn)包含形成連接到環(huán)紋抑制濾波器的輸入的信號(hào)處理通道的組件44的檢測(cè)器在內(nèi)的組成部件的傳輸函數(shù)的裝置。CT系統(tǒng)當(dāng)然仍要產(chǎn)生重建的CT圖象，但在此之外，CT系統(tǒng)還利用在掃描病人的所收集的數(shù)據(jù)來(lái)維持檢測(cè)器組件的校準(zhǔn)。
已結(jié)合在CT系統(tǒng)中用于由投影濾波器72所提供的投影數(shù)據(jù)信號(hào)生成經(jīng)環(huán)紋校正的信號(hào)討論了環(huán)紋抑制濾波器74。但按照本發(fā)明構(gòu)成的CT系統(tǒng)可在重建一CT圖象前對(duì)投影數(shù)據(jù)信號(hào)作許多不同形式的濾波。圖8為按照本發(fā)明構(gòu)成的優(yōu)選CT系統(tǒng)900的信號(hào)處理部分的方框圖。系統(tǒng)900除環(huán)紋抑制濾波器74外，還包含有一平行射束變換器910，一運(yùn)動(dòng)補(bǔ)償濾波器912，一條紋抑制濾波器914，和一插值濾波器920。平行射束變換器910、運(yùn)動(dòng)補(bǔ)償濾波器912和條紋抑制濾波器914在上面引用的這里用作參考的美國(guó)專利申請(qǐng)No.08/587468“用于計(jì)算層析X射線攝影系統(tǒng)中的條紋抑制濾波器”和No.08/614623“用于計(jì)算層析X射線攝影系統(tǒng)中的運(yùn)動(dòng)贗象抑制濾波器”中有更完整的討論，被用于抑制CT圖象中的其他形式贗象。在系統(tǒng)900的一優(yōu)選實(shí)施例中，由投影濾波器72產(chǎn)生的投影數(shù)據(jù)信號(hào)被加給平行射束變換器910，由此生成一組平行射束信號(hào)。此平行射束信號(hào)被加到環(huán)紋抑制濾波器74，生成經(jīng)環(huán)紋校正的信號(hào)。經(jīng)環(huán)紋校正的信號(hào)被加到運(yùn)動(dòng)補(bǔ)償濾波器912，生成一組運(yùn)動(dòng)補(bǔ)償信號(hào)。而后運(yùn)動(dòng)補(bǔ)償信號(hào)被加給條紋抑制濾波器914，由此產(chǎn)生一組條紋抑制信號(hào)。此條紋抑制信號(hào)被加給插值濾波器920，其輸出被加到后投影儀76由其生成重建的CT圖象。
在系統(tǒng)900的另一實(shí)施例中，可以省略平等射束、環(huán)紋抑制、運(yùn)動(dòng)補(bǔ)償、和條紋抑制濾波器中的任何一、二或三個(gè)。但系統(tǒng)900的優(yōu)選實(shí)施例中包含所有的四個(gè)濾波器910、74、912、914。其他的實(shí)施例中，當(dāng)然可將環(huán)紋抑制濾波器74通過(guò)一反饋路徑耦合到投影濾波器72，如已結(jié)合圖7討論過(guò)的那樣。再另外一些實(shí)施例中，環(huán)紋抑制濾波器74和/或條紋抑制濾波器914可被耦合在投影濾波器72與平行射束變換器910之間而不是在平行射束變換器910與后投影儀76之間。
平行射束變換器910包含一重組變換器916和一交錯(cuò)變換器918。重組變換器916由投影濾波器72接收投影數(shù)據(jù)信號(hào)和由其生成一組作重新排列的信號(hào)。經(jīng)重組的信號(hào)被加給變錯(cuò)變換器918，由此生成平行射束信號(hào)。由投影濾波器72產(chǎn)生的投影可被認(rèn)為是“扇形射束”數(shù)據(jù)，因?yàn)樗型队熬抢蒙刃紊涫?2(如圖2所示)產(chǎn)生的。平行射束變換器910改變投影形成平行射束投影。
圖9A說(shuō)明形成病人50的一單個(gè)斷面投影視圖的一部分的一組射線1010。由于射線的每一個(gè)均是由基本上為一點(diǎn)光源的X射線源42發(fā)射的，所以沒(méi)有任何射線1010是平行的，結(jié)果所得投影就是扇形射束投影。PDS矩陣的各行對(duì)應(yīng)于一單個(gè)扇形射束投影。重組變換器916重新整理投影數(shù)據(jù)信號(hào)以使得各經(jīng)重組的投影均由一組平行射線例如圖9B中所示射線1020所形成。
圖10A-B說(shuō)明一可為重組變換器916用于產(chǎn)生重組的投影的優(yōu)選方法。圖10A-B表示在產(chǎn)生二連續(xù)投影視圖期間X射線源42和檢測(cè)器陣列44的位置。在一掃描期間，X射線源42和檢測(cè)器陣列44圍繞圓1120的中心作反時(shí)針?lè)较蛐D(zhuǎn)。在第一投影期間，如圖10A中所示，射線1130入射到檢測(cè)器44:4(即陣列44的形成第4通道一部分的檢測(cè)器)。在下一投影期間，如圖10B中所示，射線1132入射到檢測(cè)器44:3(即陣列44的形成第3通道一部分的檢測(cè)器)。在此優(yōu)選實(shí)施例中，檢測(cè)器間的間距與生成相繼投影間的旋轉(zhuǎn)量相匹配以使得射線1130平行于、并稍許偏離射線1132。在此優(yōu)選實(shí)施例中，這一基本關(guān)系對(duì)所有檢測(cè)器均是正確的而使得在相繼的投影期間任何兩個(gè)入射到相鄰檢測(cè)器的射線均相互平行并作稍許偏離。如上面說(shuō)過(guò)的，在此優(yōu)選實(shí)施例中，陣列44中各檢測(cè)器由其相鄰檢測(cè)器隔開(kāi)0.125°。重組變換器916利用這一基本關(guān)系重組數(shù)據(jù)和產(chǎn)生經(jīng)重組的投影。
重組變換器916最好重新組織PDS矩陣以形成重組信號(hào)的矩陣RE以使得RE矩陣的各行等效于由平行射束形成的投影。重組變換器916最好生成此RE矩陣使得RE矩陣的各元素RE(i,θ)能按以下式(18)所示公式來(lái)選取RE(i,θ)=PDS(i,[i-k][Δθ]+θ)(18)其中第k通道為最接近檢測(cè)器陣列的幾何中心的通道。RE矩陣的各元素RE(i,θ)表示對(duì)一平行射束投影角θ的第i通道中的重組信號(hào)的量度。
重組變換器916也可包含一為對(duì)各通道作相鄰?fù)队敖堑耐队暗钠骄牡屯V波器。經(jīng)平均的、即十中取一的平行射束矩陣RE(i,θ)將具有較少數(shù)量的間隔以較大角度間隔Δθ的行。以這種方式對(duì)RE矩陣作十中取一處理是可取的，因?yàn)樗鼫p少用于隨后操作的計(jì)算。
交錯(cuò)變換器918(圖8中所示)接收經(jīng)重組的信號(hào)和由其生成平行射束信號(hào)。交錯(cuò)變換器918最好將相矩180°的平行射束投影組成對(duì)以形成較密集的投影。圖11A和11B分別說(shuō)明對(duì)投影角為0°和180°時(shí)的X射線源42、病人50的斷面、和檢測(cè)器陣列44間的空間關(guān)系。圖11A-B中，檢測(cè)器陣列44被表示含有7個(gè)檢測(cè)器，且形成第4通道44:4的一部分的檢測(cè)器為陣列44的中央檢測(cè)器。如已說(shuō)明過(guò)的，在此優(yōu)選實(shí)施例中檢測(cè)器陣列44具有384個(gè)檢測(cè)器，但為易于說(shuō)明現(xiàn)在討論7檢測(cè)器的實(shí)施例。在此優(yōu)選實(shí)施例中，檢測(cè)器陣列44由圓盤(pán)46的中心1210稍稍偏移使得穿過(guò)源42的焦點(diǎn)和中心1210的直線1234不穿過(guò)中央檢測(cè)器44:4的中心。這樣一檢測(cè)系統(tǒng)配置在一轉(zhuǎn)讓給本申請(qǐng)受讓人的在此引用作為參考的美國(guó)專利申請(qǐng)No.08/191428“為改善掃描圖象的質(zhì)量的X射線層析攝影系統(tǒng)和方法”(1994年2月3日遞交，律師文檔號(hào)ANA-044)中有更完整說(shuō)明。
圖12說(shuō)明了在投影角為0°和180°時(shí)檢測(cè)器陣列44與入射在3個(gè)檢測(cè)器上的射線1310、1312、1314間的空間關(guān)系。因?yàn)殛嚵?4與圓盤(pán)46的中心1210之間的偏移，在投影角為0°時(shí)檢測(cè)器陣列44由在180°時(shí)的檢測(cè)器陣列44有銷(xiāo)許偏移。結(jié)果，對(duì)投影角為180°入射到第6通道檢測(cè)器44:6上的射線1310即落在對(duì)投影角為0°的分別入射在檢測(cè)器44:2和44:3的射線1312與1314之間。在這一示例中，檢測(cè)器44:6可被認(rèn)為是一“中央”檢測(cè)器而檢測(cè)器44:2和44:3可看作是“對(duì)向一相鄰”檢測(cè)器。在各投影角時(shí)，各檢測(cè)器測(cè)量病人一部分的密度，而通常被對(duì)向一相鄰檢測(cè)器測(cè)量的部分較之由任何其他檢測(cè)器測(cè)量部分更接近由中央檢測(cè)器測(cè)量的部分(例如，在投影角為0°時(shí)由檢測(cè)器44:2、44:3測(cè)量的部分較之在投影角為180°時(shí)由檢測(cè)器44:5和44:7測(cè)量的部分更接近于在投影角為180°時(shí)由檢測(cè)器44:6測(cè)量的部分)。利用這一中央與對(duì)向一相鄰檢測(cè)器間的關(guān)系可將任何兩個(gè)相位180°的投影進(jìn)行交錯(cuò)來(lái)形成一單個(gè)較密集的部分。例如，對(duì)圖12中所示配置的一種作這樣交錯(cuò)的投影由量〔RE(1,0)、RE(7,180)、RE(2,0)、RE(6,180)、RE(3,0)、RE(5,180)、RE(4,0)、RE(4,180)、RE(5,0)、RE(3,180)、RE(6,0)、RE(2,180)、RE(7,0)、RE(1,180)〕組成，其中RE(i,θ)是由投影角為θ時(shí)第i通道中的檢測(cè)器生成的經(jīng)重組的信號(hào)。交錯(cuò)變換器918就這樣對(duì)經(jīng)重組信號(hào)作交錯(cuò)處理以形成較密集的投影。
交錯(cuò)變換器918最好生成平行射束信號(hào)的量度矩陣PAR，且PAR矩陣的各個(gè)元素PAR(i,θ)為對(duì)平行射束投影角為θ的第i通道中的平行射束信號(hào)的量度。PAR矩陣的結(jié)構(gòu)以下式(19)表示

如式(19)中所示，PAR矩陣具有PDS矩陣2倍的列和一半的行。所以PAR矩陣的各行表示含有PDS矩陣的一行的2倍數(shù)據(jù)的平行射束投影。因而，各平行射束投影可被看作為具有來(lái)自一扇形射束投影的2倍多的通道的圖象數(shù)據(jù)。與PDS矩陣稍許不同，PAR矩陣具有循環(huán)性質(zhì)，其中最后一行以相反順序接續(xù)到第一行，從而PAR(0,180)=PAR(2N-1,0)；PAR(1,180)=PAR(2N-2,0)等等。在此優(yōu)選實(shí)施例中，交錯(cuò)變換器918按照以下式組(20)所示公式生成PAR矩陣的元素PAR(2i,θ)=RE(i,θ)PAR(2i+1,θ)=RE(N-1-i,θ+180)(20)對(duì)于0≤i＜N眾所周知，為將扇形射束數(shù)據(jù)變換成平行射束數(shù)據(jù)的平行射束變換器例如變換器910(圖8中所示)通常包含一插值濾波器例如濾波器920(圖8中所示)。但此插值濾波器通常被配置于緊隨交錯(cuò)變換器918之后。由于檢測(cè)器一般被隔開(kāi)來(lái)使相鄰檢測(cè)器間的角偏移相對(duì)于X射線源對(duì)所有檢測(cè)器均相等，所以檢測(cè)器并不作線性等距離隔開(kāi)。因此，PAR矩陣的各行(亦即各平行射束投影)含有被非等距離隔開(kāi)的數(shù)據(jù)點(diǎn)。而是，接近各投影中心、亦即接近通過(guò)等角點(diǎn)的中央射線的元素被隔開(kāi)得較之接近各投影的端部的元素有更大的距離。插值濾波器插入數(shù)據(jù)生成一新的平行射束數(shù)據(jù)矩陣以使各投影的所有元素能作等距離隔開(kāi)。在此優(yōu)選實(shí)施例中，插值濾波器920采用公知的技術(shù)插入數(shù)據(jù)生成含有等距離隔開(kāi)的元素的投影，但濾波器920最好如圖8中所示被置于條紋補(bǔ)償濾波器914之后，而不是緊隨交錯(cuò)變換器918。不過(guò)，如果插值濾波器920如先有技術(shù)中通常所作那樣被置于緊隨交錯(cuò)變換器918之后本發(fā)明亦將良好地運(yùn)行。
同樣眾所周知的是，將扇形射束數(shù)據(jù)變換到平等射束數(shù)據(jù)通常引入微小的轉(zhuǎn)動(dòng)使得0°的平行射束投影角不能與0°的扇形射束投影完全一致。如果不加校正，這種轉(zhuǎn)動(dòng)將導(dǎo)致產(chǎn)生由水平稍許轉(zhuǎn)動(dòng)的重建圖像。這一轉(zhuǎn)動(dòng)通常是因?yàn)槿缡?18)中所用的中央檢測(cè)器“k”通常不是準(zhǔn)確地以一從源通過(guò)等角點(diǎn)到達(dá)中央檢測(cè)器“k”的直線為中心所引入的。此轉(zhuǎn)動(dòng)量通常小于Δθ/2并可采用公知技術(shù)由插值濾波器920或由后投影儀76校正，或者可僅僅將其忽略。
因而，在圖8中所說(shuō)明的實(shí)施例中，環(huán)紋抑制濾波器74按由平行射束變換器910所產(chǎn)生的平行射束數(shù)據(jù)運(yùn)行。由于數(shù)據(jù)中可能存在的運(yùn)動(dòng)贗象，環(huán)紋抑制濾波器74生成作為未作交錯(cuò)的信號(hào)的函數(shù)(亦即利用由重組變換器916所生成的經(jīng)重組的信號(hào))生成平行射束直方圖和偏移信號(hào)實(shí)際上是很有用的。圖13表示按照本發(fā)明構(gòu)成的另一優(yōu)選CT系統(tǒng)1300的信號(hào)處理部分的方框圖。系統(tǒng)1300與系統(tǒng)900(圖8中所示)相同，但在系統(tǒng)1300中環(huán)紋抑制濾波器74被耦合在重組轉(zhuǎn)換器916與交錯(cuò)轉(zhuǎn)換器918之間而不是交換轉(zhuǎn)換器918與運(yùn)動(dòng)抑制濾波器912之間。在此實(shí)施例中環(huán)紋抑制濾波器74基本上如上述那樣運(yùn)行，不同的是環(huán)紋抑制濾波器74是按由重組濾波器916所產(chǎn)生的經(jīng)重組的信號(hào)的運(yùn)行而不是按投影濾波器72所產(chǎn)生的投影數(shù)據(jù)信號(hào)。
因?yàn)樵谏鲜鲈O(shè)備中可作一定的改變而不脫離這里所涉及的本發(fā)明的范疇，所以應(yīng)指出，以上說(shuō)明中所含的和附圖中所示的所有事實(shí)均應(yīng)被解釋為說(shuō)明性而非限制性的。
權(quán)利要求
1.一種計(jì)算層析X射線攝像系統(tǒng)，用于產(chǎn)生病人的計(jì)算層析X射線攝影圖象，包含(a)X射線源和(b)用于定義多個(gè)具有對(duì)應(yīng)的傳輸函數(shù)的信號(hào)處理通道的通道定義裝置，并包括包含有用于檢測(cè)由所述源發(fā)射的X射線的一檢測(cè)器陣列的多個(gè)對(duì)應(yīng)檢測(cè)器的、用于生成作為被對(duì)應(yīng)檢測(cè)器在一層析X射線攝影掃描的多個(gè)投影角的每一個(gè)時(shí)檢測(cè)得的X射線的函數(shù)和表示病人的層析X射線攝影圖象的多個(gè)圖象數(shù)據(jù)信號(hào)的裝置，所述系統(tǒng)還包括根據(jù)在一病人的整個(gè)掃描期間產(chǎn)生的圖象數(shù)據(jù)信號(hào)生成誤差校正數(shù)據(jù)的裝置；和用于作為所述誤差校正數(shù)據(jù)的函數(shù)自動(dòng)校準(zhǔn)所述通道的傳輸函數(shù)以便使由所述圖象數(shù)據(jù)信號(hào)產(chǎn)生的計(jì)算層析X射線攝影圖象中的環(huán)紋贗象最小的裝置。
2.一種計(jì)算層析X射線攝影系統(tǒng)，用于產(chǎn)生病人的計(jì)算層析X射線攝影圖象，包含(a)X射線源和(b)用于定義多個(gè)具有對(duì)應(yīng)傳輸函數(shù)的信號(hào)處理通道的通道定義裝置并包括包含有用于檢測(cè)由所述源發(fā)射的X射線的檢測(cè)器陣列的多個(gè)對(duì)應(yīng)檢測(cè)器的、用于生成作為被對(duì)應(yīng)檢測(cè)器在一層析X射線攝影掃描的多個(gè)投影角的每一個(gè)時(shí)檢測(cè)得的X射線的函數(shù)和表示病人的層析X射線攝影圖象的多個(gè)圖象數(shù)據(jù)信號(hào)的裝置，還包括用于作為由在掃描一病人期間所生成的圖象數(shù)據(jù)信號(hào)得到的誤差校正數(shù)據(jù)的函數(shù)自動(dòng)校準(zhǔn)所述通道的傳輸函數(shù)以使由所述圖象數(shù)據(jù)信號(hào)產(chǎn)生的計(jì)算層析X射線攝影圖象中的環(huán)紋贗象最小的裝置，所述自動(dòng)校準(zhǔn)所述通道的傳輸函數(shù)的裝置包含有用于由每一個(gè)通過(guò)各通道處理的所述圖象數(shù)據(jù)信號(hào)作為通過(guò)該通道處理的數(shù)據(jù)信號(hào)的振幅的函數(shù)地確定誤差校正數(shù)據(jù)的裝置。
3.按照權(quán)利要求2的計(jì)算層析X射線攝影系統(tǒng)，其特征是，所述用于由每一個(gè)通過(guò)各通道處理的所述圖象數(shù)據(jù)信號(hào)作為通過(guò)該通道處理的數(shù)據(jù)信號(hào)的振幅的函數(shù)地確定誤差校正信號(hào)的裝置包含用于對(duì)在每一所述投影角時(shí)對(duì)每一所述通道生成一表示傳輸函數(shù)中被估計(jì)的誤差的估量信號(hào)的裝置；用于將每一個(gè)所述估量信號(hào)的振幅值與一預(yù)定閾值相比較的裝置；和用于對(duì)每一所述估量信號(hào)僅在估量信號(hào)的值為低于閾值時(shí)生成誤差校正數(shù)據(jù)的裝置。
4.按照權(quán)利要求1的計(jì)算層析X射線攝影系統(tǒng)，其特征是所述用于自動(dòng)校準(zhǔn)所述通道的傳輸函數(shù)的裝置包含用于由每一通過(guò)各通道處理的所述圖象數(shù)據(jù)信號(hào)作為由對(duì)應(yīng)檢測(cè)器所提供的并通過(guò)該通道處理的數(shù)據(jù)信號(hào)的振幅和通過(guò)與鄰接到對(duì)應(yīng)檢測(cè)器的所述陣列的檢測(cè)器相關(guān)連的通道處理的數(shù)據(jù)信號(hào)的振幅的函數(shù)地確定誤差校正數(shù)據(jù)的裝置。
5.按照權(quán)利要求1的計(jì)算層析X射線攝影系統(tǒng)，其特征是，所述自動(dòng)校準(zhǔn)所述通道的傳輸函數(shù)的裝置包含用于由每一個(gè)通過(guò)各通道處理的所述圖象信號(hào)對(duì)所述投影角中預(yù)先選定的那些作為由對(duì)應(yīng)檢測(cè)器所提供的并通過(guò)該通道處理的數(shù)據(jù)信號(hào)的振幅和通過(guò)與鄰接到對(duì)應(yīng)檢測(cè)器的所述陣列的檢測(cè)器相關(guān)連的通道處理的數(shù)據(jù)信號(hào)的振幅的函數(shù)地確定誤差校正數(shù)據(jù)的裝置。
6.按照權(quán)利要求1的計(jì)算層析X射線攝影系統(tǒng)，其特征是所述自動(dòng)校準(zhǔn)所述通道的傳輸函數(shù)的裝置包含對(duì)預(yù)定數(shù)量投影角的每一個(gè)由每一個(gè)通過(guò)各通道處理的所述圖象數(shù)據(jù)信號(hào)作為由對(duì)應(yīng)檢測(cè)器提供的并通過(guò)該通道處理的數(shù)據(jù)信號(hào)的振幅的函數(shù)地確定誤差校正數(shù)據(jù)的裝置。
7.按照權(quán)利要求1的計(jì)算層析X射線攝影系統(tǒng)，其特征是，所述自動(dòng)校準(zhǔn)所述通道的傳輸函數(shù)的裝置包含用于由每一通過(guò)各通道處理的所述圖象數(shù)據(jù)信號(hào)作為(a)在每一所述投影角時(shí)由對(duì)應(yīng)檢測(cè)器提供的并通過(guò)該通道處理的數(shù)據(jù)信號(hào)的振幅和(b)在一預(yù)定數(shù)的相鄰?fù)队敖菚r(shí)該檢測(cè)器的數(shù)據(jù)信號(hào)的振幅的函數(shù)地確定誤差校正數(shù)據(jù)的裝置。
8.按照權(quán)利要求7的計(jì)算層析X射線攝影系統(tǒng)，其特征是所述自動(dòng)校準(zhǔn)所述通道的傳輸函數(shù)的裝置包含用于由每一通過(guò)各通道處理的所述圖象數(shù)據(jù)信號(hào)作為由對(duì)應(yīng)檢測(cè)器提供的并通過(guò)該通道處理的數(shù)據(jù)信號(hào)的振幅和通過(guò)與鄰接對(duì)應(yīng)檢測(cè)器的所述陣列的檢測(cè)器相關(guān)連的通道處理的數(shù)據(jù)信號(hào)的振幅的函數(shù)地確定誤差校正數(shù)據(jù)的裝置。
9.一種用于掃描一對(duì)象的計(jì)算層析X射線攝影系統(tǒng)，包括(a)多個(gè)信號(hào)處理裝置，包含有對(duì)應(yīng)的多個(gè)檢測(cè)器，用于生成各自的多個(gè)投影數(shù)據(jù)信號(hào)，每一信號(hào)處理裝置的特點(diǎn)是各自一個(gè)的多個(gè)傳輸函數(shù)，每一投影數(shù)據(jù)信號(hào)包含有數(shù)據(jù)成份和誤差成份，誤差成份表示信號(hào)處理裝置的傳輸函數(shù)之間的相對(duì)差，數(shù)據(jù)成份表示對(duì)象的部分的密度；和(b)濾波器，包括用于生成誤差成份的估量的裝置，每一估量為對(duì)應(yīng)一個(gè)投影數(shù)據(jù)信號(hào)的振幅的函數(shù)。
10.一種計(jì)算層析X射線攝影系統(tǒng)，用于產(chǎn)生一對(duì)象的計(jì)算層析X射線攝影圖象，系統(tǒng)包含有用于生成多個(gè)投影的裝置，每一投影包含多個(gè)投影數(shù)據(jù)信號(hào)的每一個(gè)的量度，每一個(gè)投影數(shù)據(jù)信號(hào)的量度表示對(duì)象的一部分的密度，所述系統(tǒng)還包含有抑制層析X射線攝影圖象中的環(huán)紋贗象的環(huán)紋抑制濾波器，所述濾波器包括(A)高通濾波器，用于對(duì)每一所述投影作為投影數(shù)據(jù)信號(hào)的對(duì)應(yīng)量度的函數(shù)地生成多個(gè)量度誤差信號(hào)，各量度誤差信號(hào)表示與一個(gè)投影的至少一部分相關(guān)的高頻成份；(B)閾值裝置，用于將投影數(shù)據(jù)信號(hào)的每一量度與一閾值相比較和用于指明小于閾值的各投影數(shù)據(jù)信號(hào)的量度作為閾值之下的；和(C)直方圖裝置，用于取所有對(duì)應(yīng)投影數(shù)據(jù)信號(hào)閾值之下量度的量度誤差信號(hào)的量度的平均。
11.在一種用于生成一對(duì)象的圖象的計(jì)算層析X射線攝影系統(tǒng)中，所述系統(tǒng)包含用于生成多個(gè)射線的裝置，每一射線在一對(duì)應(yīng)射線角時(shí)產(chǎn)生，每一投影包含多個(gè)投影數(shù)據(jù)信號(hào)的每一個(gè)的一個(gè)量度，每一投影數(shù)據(jù)信號(hào)量度表示對(duì)象的一部分的密度，其中一環(huán)紋抑制濾波器包括(A)高通濾波器裝置，用于生成誤差信號(hào)的多個(gè)量度，此誤差信號(hào)的每一量度表示與投影之一的一部分相關(guān)的高頻成份；(B)直方圖裝置，按照投影數(shù)據(jù)信號(hào)之一的量度和誤差信號(hào)的量度生成直方圖信號(hào)，此直方圖信號(hào)表示誤差信號(hào)的選擇量度與每一對(duì)應(yīng)投影數(shù)據(jù)信號(hào)之間的關(guān)系；和(C)組合裝置，按照對(duì)應(yīng)投影數(shù)據(jù)信號(hào)的量度和直方圖信號(hào)，用于由之生成多個(gè)經(jīng)環(huán)紋校正的信號(hào)的量度。
12.按照權(quán)利要求11的環(huán)紋抑制濾波器，其特征是，直方圖裝置包括量化裝置，用于分派多個(gè)段數(shù)之一給一投影數(shù)據(jù)信號(hào)和誤差信號(hào)的每一個(gè)量度以使得一投影數(shù)據(jù)信號(hào)的各量度和誤差信號(hào)的一對(duì)應(yīng)量度能被分派以相同段數(shù)。
13.按照權(quán)利要求12的環(huán)紋抑制濾波器，其特征是，量化裝置分派相同段數(shù)到具有相同振幅的一投影數(shù)據(jù)信號(hào)的多個(gè)量度。
14.按照權(quán)利要求13的環(huán)紋抑制濾波器，其特征是直方圖裝置生成直方圖信號(hào)以使直方圖信號(hào)具有對(duì)每一段數(shù)的值。
15.按照權(quán)利要求14的環(huán)紋抑制濾波器，其特征是直方圖裝置對(duì)所有被分派到一段數(shù)的誤差信號(hào)的量度進(jìn)行平均來(lái)生成對(duì)該一個(gè)段數(shù)的直方圖信號(hào)的值。
16.按照權(quán)利要求14的環(huán)紋抑制濾波器，其特征是直方圖裝置對(duì)所有被分派到一個(gè)段數(shù)的和具有小于閾值的幅值的誤差信號(hào)的量度取平均來(lái)生成對(duì)該一個(gè)段數(shù)的直方圖信號(hào)的值。
17.按照權(quán)利要求14的環(huán)紋抑制濾波器，其特征是直方圖裝置包含將每一誤差信號(hào)量度與一閾值相比較的裝置，且還包含指定每一具有幅值小于閾值的誤差信號(hào)的量度作為閾值之下量度的裝置。
18.按照權(quán)利要求17的環(huán)紋抑制濾波器，其特征是直方圖裝置取所有被分派到一個(gè)段數(shù)的閾值之下量度的平均以生成對(duì)該一個(gè)段數(shù)的直方圖信號(hào)的值的裝置。
19.按照權(quán)利要求18的環(huán)紋抑制濾波器，其特征是組合裝置由確定哪一段數(shù)被分派到一個(gè)投影數(shù)據(jù)信號(hào)的量度之一然后由此一個(gè)投影數(shù)據(jù)信號(hào)的一個(gè)量度減除對(duì)該段數(shù)的直方圖信號(hào)的值來(lái)生成經(jīng)環(huán)紋校正的信號(hào)的各量度。
20.按照權(quán)利要求17的環(huán)紋抑制濾波器，其特征是直方圖裝置包含用于生成一第一中間信號(hào)和一第二中間信號(hào)的裝置，對(duì)于各段數(shù)此第一中間信號(hào)具有基本上等于被分派到該段數(shù)的所有誤差信號(hào)的閾值之下量度的總和的值，且對(duì)于各段數(shù)此第二中間信號(hào)具有基本上等于被分派到該段數(shù)的所有誤差信號(hào)的閾值之下量度的總數(shù)的值。
21.按照權(quán)利要求17的環(huán)紋抑制濾波器，其特征是直方圖裝置包含用于接收第一中間信號(hào)并對(duì)之作低通濾波由此產(chǎn)生第一經(jīng)濾波信號(hào)的第一低通濾波器裝置，且此直方圖裝置包含用于接收第二中間信號(hào)并對(duì)之作低通濾波由此產(chǎn)生第二經(jīng)濾波信號(hào)的第二低通濾波器裝置。
22.按照權(quán)利要求21的環(huán)紋抑制濾波器，其特征是直方圖裝置包含以第二中間信號(hào)除第一中間信號(hào)由此生成直方圖信號(hào)的除法裝置。
23.按照權(quán)利要求22的環(huán)紋抑制濾波器，其特征是還包含用于接收直方圖信號(hào)和由此產(chǎn)生一偏移信號(hào)的偏移裝置，此偏移信號(hào)具有等于或小于直方圖信號(hào)的幅值的幅值。
24.按照權(quán)利要求11的環(huán)紋抑制濾波器，其特征是還包含低通濾波器，用于對(duì)每一投影作低通濾波和將此經(jīng)過(guò)低通濾波的投影加給高通濾波裝置。
25.按照權(quán)利要求11的環(huán)紋抑制濾波器，其特征是每一投影為一扇形射束投影。
26.按照權(quán)利要求11的環(huán)紋抑制濾波器，其特征是每一投影為一平行射束投影。
27.按照權(quán)利要求11的環(huán)紋抑制濾波器，其特征是所述直方圖裝置響應(yīng)兩個(gè)或更多的掃描期間所產(chǎn)生的投影數(shù)據(jù)信號(hào)和誤差信號(hào)。
28.一種計(jì)算層析X射線攝影系統(tǒng)，用于生成一被掃描對(duì)象的層析X射線攝影和圖象，包含有一X射線源及用于定義多個(gè)具有對(duì)應(yīng)的多個(gè)傳輸函數(shù)這一特點(diǎn)的信號(hào)處理通道的通道定義裝置，所述多個(gè)信號(hào)處理通道包括包含有用于檢測(cè)由所述源發(fā)射的X射線的一檢測(cè)器陣列的多個(gè)對(duì)應(yīng)檢測(cè)器的、用于生成多個(gè)作為在通過(guò)對(duì)象信號(hào)處理通道的一層析X射線攝影掃描的多個(gè)投影角的每一個(gè)時(shí)對(duì)應(yīng)檢測(cè)器所檢測(cè)X射線的函數(shù)的數(shù)據(jù)信號(hào)的裝置，所述系統(tǒng)還包含有用于作為由在至少一個(gè)先前對(duì)一病人的掃描期間所生成的數(shù)據(jù)信號(hào)得到的誤差校正數(shù)據(jù)的函數(shù)對(duì)所述通道的傳輸函數(shù)進(jìn)行自動(dòng)校準(zhǔn)以使得由所述數(shù)據(jù)信號(hào)產(chǎn)生的層析X射線攝影圖像中的環(huán)紋贗象最少。
29.按照權(quán)利要求28的計(jì)算層析X射線攝影系統(tǒng)，其特征是所述自動(dòng)校準(zhǔn)裝置作為由在至少一先前對(duì)病人的掃描和對(duì)病人的當(dāng)前掃描期間所生成的數(shù)據(jù)信號(hào)得到的誤差校正數(shù)據(jù)的函數(shù)自動(dòng)校準(zhǔn)所述通道的傳輸函數(shù)以便使由所述數(shù)據(jù)信號(hào)產(chǎn)生的層析X射線攝影圖象中的環(huán)紋贗象最少。
30.按照權(quán)利要求28的計(jì)算層析X射線攝影系統(tǒng)，其特征是所述自動(dòng)校準(zhǔn)裝置作為由在對(duì)一個(gè)或多個(gè)病人的多個(gè)先前的掃描期間生成的數(shù)據(jù)信號(hào)得到的誤差校正數(shù)據(jù)的函數(shù)自動(dòng)校準(zhǔn)所述通道的傳輸函數(shù)以使得由所述數(shù)據(jù)信號(hào)產(chǎn)生的層析X射線攝影圖象中的環(huán)紋贗象最小。
31.按照權(quán)利要求28的計(jì)算層析X射線攝影系統(tǒng)，其特征是所述用于自動(dòng)校準(zhǔn)所述通道的傳輸函數(shù)的裝置包含由每一通過(guò)各通道處理的所述圖像數(shù)據(jù)信號(hào)作為通過(guò)該通道處理的數(shù)據(jù)信號(hào)的振幅的函數(shù)確定誤差校正數(shù)據(jù)的裝置。
32.按照權(quán)利要求28的計(jì)算層析X射線攝影系統(tǒng)，其特征是所述用于由每一通過(guò)各通道處理的所述圖象數(shù)據(jù)信號(hào)作為通過(guò)該通道處理的數(shù)據(jù)信號(hào)的振幅的函數(shù)確定誤差校正數(shù)據(jù)的裝置，用于在每一所述投影角對(duì)每一所述通道生成一表示傳輸函數(shù)中被估算的誤差的估量信號(hào)的裝置，用于將每一所述估量信號(hào)的振幅值與一預(yù)定閾值相比較的裝置，和對(duì)僅在估量信號(hào)的值為在閾值之下時(shí)對(duì)每一所述估量信息產(chǎn)生誤差校正數(shù)據(jù)的裝置。
33.按照權(quán)利要求28的計(jì)算層析X射線攝影系統(tǒng)，其特征是所述自動(dòng)校準(zhǔn)所述通道的傳輸函數(shù)的裝置包含用于由通過(guò)各通道處理的每一所述圖象數(shù)據(jù)信號(hào)作為由對(duì)應(yīng)檢測(cè)器所提供的并通過(guò)該通道處理的數(shù)據(jù)信號(hào)的振幅和通過(guò)與鄰接到對(duì)應(yīng)檢測(cè)器的所述陣列的檢測(cè)器相關(guān)連的通道處理的數(shù)據(jù)信號(hào)的振幅的函數(shù)地確定誤差校正數(shù)據(jù)的裝置。
34.按照權(quán)利要求28的計(jì)算層析X射線攝影系統(tǒng)，其特征是所述自動(dòng)校準(zhǔn)所述通道的傳輸函數(shù)的裝置包含用于由通過(guò)各通道處理的所述圖象數(shù)據(jù)信號(hào)作為由對(duì)應(yīng)檢測(cè)器提供的并通過(guò)通道處理的數(shù)據(jù)信號(hào)的振幅和對(duì)預(yù)先選定的一些所述投影角通過(guò)與鄰接到對(duì)應(yīng)檢測(cè)器的所述陣列的檢測(cè)器相關(guān)連的通道處理的數(shù)據(jù)信號(hào)的振幅的函數(shù)地確定誤差校正數(shù)據(jù)的裝置。
35.按照權(quán)利要求28的計(jì)算層析X射線攝影系統(tǒng)，其特征是所述自動(dòng)校準(zhǔn)所述通道的傳輸函數(shù)的裝置包含用于由通過(guò)各通道處理的每一個(gè)所述圖象數(shù)據(jù)信號(hào)作為對(duì)每一預(yù)定數(shù)的投影角通過(guò)該通道處理的由對(duì)應(yīng)檢測(cè)器所提供的數(shù)據(jù)信號(hào)的振幅的函數(shù)地確定誤差校正數(shù)據(jù)的裝置。
36.按照權(quán)利要求28的計(jì)算層析X射線攝影系統(tǒng)，其特征是所述自動(dòng)校準(zhǔn)所述通道的傳輸函數(shù)的裝置包含用于由通過(guò)各通道處理的所述圖象數(shù)據(jù)信號(hào)作為(a)在每一所述投影角由對(duì)應(yīng)檢測(cè)器所提供的并通過(guò)該通道處理的數(shù)據(jù)信號(hào)的振幅和(b)在預(yù)定數(shù)量的相鄰?fù)队敖菍?duì)該檢測(cè)器的數(shù)據(jù)信號(hào)的振幅的函數(shù)地確定誤差校正數(shù)據(jù)的裝置。
37按照權(quán)利要求36的計(jì)算層析X射線攝影系統(tǒng)，其特征是所述自動(dòng)校準(zhǔn)所述通道的傳輸函數(shù)的裝置包含用于由通過(guò)各通道處理的每一所述圖象數(shù)據(jù)信號(hào)作為由對(duì)應(yīng)檢測(cè)器提供的并通過(guò)該通道處理的數(shù)據(jù)信號(hào)的振幅和通過(guò)與鄰接此對(duì)應(yīng)檢測(cè)器的所述陣列的檢測(cè)器相關(guān)連的通道處理的數(shù)據(jù)信號(hào)的振幅的函數(shù)地確定誤差校正數(shù)據(jù)的裝置。
38.一種計(jì)算層析X射線攝影系統(tǒng)，用于通過(guò)多個(gè)投影角掃描對(duì)象，此系統(tǒng)包含多個(gè)各自含有一檢測(cè)器陣列的多個(gè)檢測(cè)器的信號(hào)處理裝置，每一處理裝置用于生成多個(gè)投影數(shù)據(jù)信號(hào)的各自的一個(gè)，且每一處理裝置以多個(gè)信號(hào)傳輸函數(shù)的各自一個(gè)為特點(diǎn)，每一投影數(shù)據(jù)信號(hào)均包含一數(shù)據(jù)成份和誤差成份，誤差成份表示處理裝置的信號(hào)傳輸函數(shù)之間的相對(duì)差異，多個(gè)處理裝置對(duì)各掃描生成它們各自的投影數(shù)據(jù)信號(hào)以使數(shù)據(jù)成分表示被掃描的對(duì)象的部分的密度，所述系統(tǒng)還包括(A)存儲(chǔ)裝置，用于存儲(chǔ)由在每一所述投影角對(duì)每一所述檢測(cè)器的至少一先前掃描所收集得的誤差成份的一組先前估量，所述存儲(chǔ)裝置包含用于由當(dāng)前掃描接收一組新的誤差成份的估量和用于生成作為先前的和新的估量組的函數(shù)的一組更新的估量的裝置；和(B)環(huán)紋抑制濾波器裝置，用于接收投影數(shù)據(jù)信號(hào)和由此產(chǎn)生一組新的誤差成份估量和將此新的估量組供給存儲(chǔ)裝置。
39.一種用于掃描對(duì)象的計(jì)算層析X射線攝影系統(tǒng)，此系統(tǒng)包含多個(gè)信號(hào)處理裝置，每一處理裝置用于生成多個(gè)投射數(shù)據(jù)信號(hào)的各自一個(gè)和每一信號(hào)處理裝置以多個(gè)傳輸函數(shù)中各自的一個(gè)為其特點(diǎn)，每一投影數(shù)據(jù)信號(hào)包含一數(shù)據(jù)成份和誤差成份，誤差成份表示多個(gè)處理裝置的傳輸函數(shù)之間的相對(duì)差異，多個(gè)處理裝置對(duì)各掃描生成它們各自的投影數(shù)據(jù)信號(hào)以使數(shù)據(jù)成份能表示被掃描對(duì)象的部分的密度，還包括(A)存儲(chǔ)裝置，用于存儲(chǔ)在至少一先前掃描期間得到的一組先前的誤差成份估量，所述存儲(chǔ)裝置包含用于接收一組新的誤差成份估量和用于作為先前的估量組和新的估量組的函數(shù)更新估量組的裝置；(B)組合裝置，用于接收一次掃描的投影數(shù)據(jù)信號(hào)和舊的估量組并用于作為投影數(shù)據(jù)信號(hào)和舊估量組的函數(shù)生成多個(gè)經(jīng)修改的投影數(shù)據(jù)信號(hào)；和(C)環(huán)紋抑制濾波器裝置，用于接收經(jīng)修改的投影數(shù)據(jù)信號(hào)和由此生成新的誤差成份估量組并將此新的估量組加給存儲(chǔ)裝置。
全文摘要
計(jì)算層析X射線攝影系統(tǒng)中所用的環(huán)紋抑制濾波器(74)包含有一高通濾波器(312),一直方圖發(fā)生器(318),和一組合器(322)。高通濾波器(312)對(duì)各投影數(shù)據(jù)信號(hào)(PDS)產(chǎn)生代表高頻成分的誤差信號(hào)(ES)。直方圖發(fā)生器(318)產(chǎn)生誤差信號(hào)(ES)與投影數(shù)據(jù)信號(hào)(PDS)相關(guān)連的直方圖(HIST)。組合器(322)將誤差信號(hào)(ES)與直方圖(HIST)相組合生成經(jīng)環(huán)紋校正的信號(hào)(RCS)。
文檔編號(hào)G06T11/00GK1218377SQ97194558
公開(kāi)日1999年6月2日 申請(qǐng)日期1997年2月25日 優(yōu)先權(quán)日1996年3月13日
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