晶體中心位置圖生成方法及晶體像素查找表生成方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及正電子發(fā)射斷層成像領(lǐng)域，尤其是涉及一種正電子發(fā)射斷層成像系統(tǒng) 探測(cè)器晶體中心位置圖生成方法及晶體像素查找表生成方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 正電子湮滅事例經(jīng)PET探測(cè)器像素陣列解碼之后產(chǎn)生事例解碼之后產(chǎn)生事例的 位置分布，統(tǒng)計(jì)之后形成光子事件二維直方圖，由于探測(cè)器實(shí)現(xiàn)中編碼與解碼的非線性，生 成的光子事件二維直方圖會(huì)形成不規(guī)則形變。以一個(gè)探測(cè)器block為例，晶體陣列為16*16 的等距規(guī)則排列像素陣列，解碼之后會(huì)發(fā)生桶形、蝶形、旋轉(zhuǎn)、壓縮、擴(kuò)張等各種形式的形 變。若不做任何處理，數(shù)據(jù)獲取時(shí)，在線處理無(wú)法判斷晶體像素的行列坐標(biāo)，直接導(dǎo)致圖像 分辨率下降，嚴(yán)重的可以導(dǎo)致圖像信息錯(cuò)誤。如果能確定之后的行列坐標(biāo)和解碼前的硬件 晶體之間的對(duì)應(yīng)關(guān)系，就能判斷晶體像素的行列坐標(biāo)。目前業(yè)界廣泛使用的做法是使用晶 體像素查找表（CrystalLookupTable，CLT)來(lái)描述解碼前后的晶體對(duì)應(yīng)關(guān)系。
[0003] 由于PET探測(cè)器的晶體漂移隨時(shí)間推移會(huì)不停惡化，使CLT每隔一段時(shí)間就要被 重新繪制?，F(xiàn)階段CLT靠手工繪制，但是一臺(tái)PET設(shè)備往往有幾萬(wàn)個(gè)晶體，手工繪制過(guò)程耗 時(shí)耗力，成為PET設(shè)備維護(hù)中的主要時(shí)間瓶頸。為了既保證矯正效果，又縮短維護(hù)時(shí)間，目 前最常用的方法就是半自動(dòng)繪制CLT，即計(jì)算機(jī)自動(dòng)生成一個(gè)中間結(jié)果：往往不是分割好 的CLT，而是晶體中心位置圖CCPM(CrystalCentralPositionMap)。自動(dòng)生成的CCPM質(zhì) 量越好，技術(shù)檢查和修正結(jié)果花費(fèi)的時(shí)間越少。
[0004] 現(xiàn)有技術(shù)中，已經(jīng)公開(kāi)的自動(dòng)定位各晶體中心位置的算法，大致可以分為基于一 維投影和直接在二維圖像域處理兩大類。基于一維投影的方法先把光子事件二維直方圖投 影到兩個(gè)方向，最常見(jiàn)的是將圖像分別投影在X方向和Y方向分別投影，則二維檢測(cè)問(wèn)題被 簡(jiǎn)化為一維尋峰問(wèn)題。求解可以使用一維的極值檢測(cè)，一維求導(dǎo)定位法，甚至更加復(fù)雜的 Gaussianfitting。但是投影算法過(guò)度依賴光子事件二維直方圖中晶體行列的規(guī)整性，當(dāng) 晶體行列出現(xiàn)扭曲時(shí)，一維尋峰會(huì)失敗。二維圖像域處理包括特征檢測(cè)域聚類算法兩大類。 特征檢測(cè)的實(shí)際性能往往取決于圖像質(zhì)量和預(yù)處理，容易受圖像噪聲、灰度、不均勻性等影 響出現(xiàn)漏檢和錯(cuò)檢。聚類算法缺少空間約束，更容易受偽影的影響，即使獨(dú)立的偽影也能使 算法結(jié)果出錯(cuò)，極大地影響探測(cè)結(jié)果，并導(dǎo)致后續(xù)的晶體映射錯(cuò)位，嚴(yán)重的會(huì)導(dǎo)致整個(gè)晶體 陣列的映射完全變形。綜上所述，現(xiàn)有眾多的晶體中心位置檢測(cè)算法，穩(wěn)定性差，出現(xiàn)誤檢 和漏檢的可能性非常大。因此需要提出一種穩(wěn)定性較好的晶體中心位置檢測(cè)方法。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005] 為了解決現(xiàn)有技術(shù)中晶體中心位置檢測(cè)方法錯(cuò)檢率高，性能不穩(wěn)定的問(wèn)題，本發(fā) 明提供了一種晶體中心位置圖生成方法。
[0006] 一種晶體中心位置圖生成方法，包括如下步驟：
[0007] 獲取光子事件二維直方圖I，將所述光子事件二維直方圖I歸一化至[0,1]之間， 獲得圖像對(duì)所述圖像I〇進(jìn)行迭代處理得到圖像Ii;使用自動(dòng)閾值對(duì)所述圖像Ii進(jìn)行二 值化處理，獲得二值圖像集sB;提取所述二值圖像集sB中的每幅二值圖像的連通域及其對(duì) 應(yīng)的中心位置；判斷所述連通域彼此是否有重疊；保留有重疊的連通域中迭代次數(shù)最大的 連通域；生成晶體中心位置圖，所述晶體中心位置圖包括有重疊的連通域中迭代次數(shù)最大 的連通域?qū)?yīng)的中心位置以及沒(méi)有重疊的連通域?qū)?yīng)的中心位置。
[0008] 優(yōu)選地，所述判斷所述連通域彼此是否有重疊的步驟具體是：
[0009] 將一個(gè)連通域內(nèi)的任意位置與另一個(gè)連通域內(nèi)的任意位置進(jìn)行比較，如果相同即 表示這兩個(gè)連通域彼此有重疊。
[0010] 優(yōu)選地，所述有重疊的連通域中僅保留迭代次數(shù)最大的連通域的步驟具體為：比 較所述彼此有重疊的連通域的對(duì)應(yīng)圖像Ii的迭代次數(shù)i，剔除對(duì)應(yīng)迭代次數(shù)較小的連通域。
[0011] 優(yōu)選地，所述有重疊的連通域中僅保留迭代次數(shù)最大的連通域的步驟具體為：比 較所述彼此有重疊的連通域的面積，剔除面積較大的連通域。
[0012] 優(yōu)選地，所述步驟還包括設(shè)置面積閾值，剔除連通域面積大于所述面積閾值的連 通域。
[0013] 優(yōu)選地，所述將光子事件二維直方圖I歸一化至[0,1]之間采用線性收放的方式 進(jìn)行，即
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種晶體中心位置圖生成方法，其特征在于，包括如下步驟： 獲取光子事件二維直方圖I，將所述光子事件二維直方圖I歸一化至[〇，1]之間，獲得 圖像1(1: 對(duì)所述圖像1〇進(jìn)行迭代處理得到圖像Ii; 使用自動(dòng)閾值對(duì)所述圖像^進(jìn)行二值化處理，獲得二值圖像集sB; 提取所述二值圖像集&中的每幅二值圖像的連通域及其對(duì)應(yīng)的中心位置； 判斷所述連通域彼此是否有重疊； 保留有重疊的連通域中迭代次數(shù)最大的連通域； 生成晶體中心位置圖，所述晶體中心位置圖包括有重疊的連通域中迭代次數(shù)最大的連 通域?qū)?yīng)的中心位置以及沒(méi)有重疊的連通域?qū)?yīng)的中心位置。
2. 如權(quán)利要求1所述的晶體中心位置圖生方法，其特征在于，判斷所述連通域彼此是 否有重疊的具體步驟為： 將一個(gè)連通域內(nèi)的任意位置與另一個(gè)連通域內(nèi)的任意位置進(jìn)行比較，如果相同即表示 這兩個(gè)連通域彼此有重疊。
3. 如杈利要求1所述的晶體中心位置圖生成方法，其特征在于，所述有重疊的連通域 中僅保留迭代次數(shù)最大的連通域的具體步驟為： 比較所述彼此有重疊的連通域的對(duì)應(yīng)圖像Ii的迭代次數(shù)i，剔除對(duì)應(yīng)迭代次數(shù)較小的 連通域。
4. 如權(quán)利要求1所述的晶體中心位置圖生成方法，其特征在于，所述有重疊的連通域 中僅保留迭代次數(shù)最大的連通域的具體步驟為： 比較所述彼此有重疊的連通域的面積，剔除面積較大的連通域。
5. 如權(quán)利要求1所述的晶體中心位置圖生成方法，其特征在于，所述步驟還包括設(shè)置 面積閾值，剔除連通域面積大于所述面積閾值的連通域。
6. 如權(quán)利要求1所述的晶體中心位置圖生成方法，其特征在于，所述將光子事件二維 直方圖I歸一化至[〇, 1]之間采用線性收放的方式進(jìn)行，即
ax(I)是 所述光子事件二維直方圖中的最大值，min(I)是所述光子事件二維直方圖中的最小值。
7. 如權(quán)利要求6所述的晶體中心位置圖生成方法，其特征在于，所述光子事件二維直 方圖最大值max(I)按照比例e獲得，即取所述光子事件二維直方圖的灰度直方圖面積的p 處的灰度為最大值max(I)，p= 1-e，圖中超出最大值的max(I)的值強(qiáng)制轉(zhuǎn)換成max(I) 〇
8. 如權(quán)利要求7所述的晶體中心位置圖生成方法，其特征在于，所述比例S= 其中 n是所述光子事件二維直方圖中實(shí)際包含的晶體數(shù)量，Np是光子事件二維直方圖的像素?cái)?shù) 量。
9. 如權(quán)利要求1所述的晶體中心位置圖生成方法，其特征在于，所述自動(dòng)閾值的選取 基于光子事件二維直方圖的灰度直方圖，所述閾值將所述光子事件二維直方圖的灰度直方 圖分成兩部分，所述兩部分的質(zhì)心到所述自動(dòng)閾值的距離相等。
10. -種晶體像素查找表生成方法，其特征在于，采用如權(quán)利要求1-9任一項(xiàng)所述的生 成的晶體中心位置圖，根據(jù)所述晶體中心位置圖劃分各相鄰晶體條的分界線，生成晶體像 素查找表。
【專利摘要】本發(fā)明提供的晶體中心位置圖生成方法，采用連續(xù)非極大值衰退的方法進(jìn)行晶體中心位置定位，本方法本質(zhì)上是對(duì)圖像中的非波峰部分進(jìn)行連續(xù)衰減，從而突出波峰部分，對(duì)于一維或者二維尋峰算法而言，極大地提高了尋峰的準(zhǔn)確度。同時(shí)，本發(fā)明還提供了晶體像素查找表生成方法。
【IPC分類】G06K9-38, G06K9-32, G06K9-46
【公開(kāi)號(hào)】CN104809460
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201510214482
【發(fā)明人】周鑫, 李麗平, 李強(qiáng), 呂新宇, 安少輝
【申請(qǐng)人】上海聯(lián)影醫(yī)療科技有限公司
【公開(kāi)日】2015年7月29日
【申請(qǐng)日】2015年4月29日