锥束CT图像伪影及矫正方法综述
【精品】CT图像伪影及处理方法
【精品】CT图像伪影及处理方法CT图像伪影及处理方法[真诚为您服务]【摘要】介绍了CT常见图像伪影、产生原因以及相应的处理方法，旨在帮助影像医技人员及工程技术人员对CT伪影有进一步的认识。
【关键词】 CT; 图像; 伪影CT图像伪影是指CT图像中重建数据与物体实际衰减系数之间的差异，或指的是受检体中根本不存在，而图像中显示出来的影像。
根据CT图像伪影的来源，可以分为:与CT成像技术及CT机器有关的伪影、病人有关的伪影以及螺旋CT特有的伪影。
CT图像伪影严重降低了CT图像的质量，有时让放射科医生无法诊断或引起误诊，甚至导致医疗事故。
1 与CT成像技术及CT机器有关的伪影1.1 线束硬化产生机制:X射线不是单能的，是包含一系列频率的波动。
当连续谱能的X射线经过人体时，能量较低的X线优先被吸收，高能量X射线较易穿透，在射线传播过程中，平均能量变高，射线逐渐变硬，称之为线束硬化效应。
CT所建立的图像，是物质的衰减系数在人体的横断薄层的分布情况，即相当于人体组织密度的分布情况。
射线硬化就相当于降低了物质的吸收密度，必然会影响CT图像的质量。
形成伪影:线束硬化会产生暗带和条状伪影，杯状伪影两种类型的伪影。
前者是指当X线球管沿着不同的方向对某一物体进行扫描时，在密度不均匀组织横断面图像上的两个致密结构之间(例如颅底岩骨间(图1)，或者是出现在注射对比剂后的造影剂浓度不同的血管间(图2))会出现暗带和条纹伪影;后者是指均匀物质中间的CT值比边缘部分的CT值低，造成中间黑、边缘白的情况。
减少伪影的方法:?配置的X射线过滤器;?线束硬化矫正软件来减少线束硬化;对颅底伪影，也可以通过操作者采用薄层扫描以减少。
1.2 部分容积效应产生机制:在同一扫描层面内含有2种以上不同密度而又相重叠的物质时,则在同一个探测器上有着多种密度的检测数据，输出信号为检测数据的平均值，所得的CT值不能如实反映其中任何一种物质的CT值, 这种现象即为部分容积效应。
CT图像伪影的成因及校正方法探究
CT图像伪影的成因及校正方法探究CT（计算机断层扫描）是一种医学成像技术，可以通过旋转的X射线束获取人体横断面的详细图像，用于诊断和治疗指导。
然而，在CT图像中，经常会出现伪影现象，这可能干扰医生对图像的解读和诊断。
因此，了解CT图像伪影的成因及相应的校正方法对于提高CT图像质量和准确性非常重要。
CT图像伪影是指在图像上出现的与实际解剖结构无关的人为假象。
其成因可以归纳为以下几个方面：1. 患者因素：患者的体内金属或高密度物质（如金属植入物、骨头）会引起CT图像伪影。
这些物质会散射或吸收X射线束，导致周围区域的图像衰减或增强，从而在图像上产生伪影。
2. 仪器因素：CT扫描仪的硬件故障或不良设置可能导致伪影的出现。
例如，扫描仪的坏道或光栅误差会引起图像中的线性伪影；X射线束的不均匀性或非线性误差会导致图像亮度或对比度的变化。
3. 参数因素：CT扫描时的参数选择也可能导致伪影的产生。
例如，过大的mAs（毫安秒）设置会导致伪影线或过曝伪影，而过小的mAs设置会导致图像噪声增加。
针对不同的伪影成因，可以采取以下校正方法进行伪影的修复或减少：1. 优化扫描参数：合理选择扫描参数对于减少伪影至关重要。
通过优化mAs、kVp（千伏）、切片厚度和重建间隔等参数的设置，可以在保证图像质量的同时尽量减少伪影的产生。
2. 重建算法优化：选择合适的重建算法也可以对伪影进行校正。
常见的重建算法包括滤波重建和迭代重建。
滤波重建方法通过选择合适的滤波函数可以降低伪影的干扰，而迭代重建方法可以通过多次迭代优化图像重建过程，进一步减少伪影的出现。
3. 图像后处理：对图像进行后处理也是减少伪影的有效方法。
例如，可以通过图像增强处理，如锐化、平滑或增强对比度等来减少伪影的影响。
4. 扫描仪校准和维护：定期对CT扫描仪进行校准和维护，确保其正常工作状态，可以降低仪器因素导致的伪影的发生。
同时，合理设置X射线束的均匀性校准和线性误差校正等参数，也有助于减少伪影的产生。
CT图像伪影的成因分析与抑制方法探讨
CT图像伪影的成因分析与抑制方法探讨一、成因分析CT图像伪影是指在CT扫描中出现的不真实影像，其形成原因主要包括以下几个方面：1.散射伪影：当X射线经过人体组织时会发生散射，散射X射线会给CT扫描的图像中引入伪影。
散射伪影的严重程度与散射角度、组织密度、扫描参数等因素有关。
2.束发散伪影：束发散伪影是由于X射线束通过厚对象时，由于发射点数量的限制，导致束发散衍射而产生的伪影。
3.金属伪影：金属类物质对X射线具有强吸收能力，会在CT图像中产生明显的伪影，尤其是在金属附近。
4.伪影污染：在CT图像中，常常会出现扫描装置的伪影，例如扫描床的伪影、线圈骤降的伪影等。
二、抑制方法探讨1.散射伪影的抑制方法：（1）增加碘剂用量：适量增加碘剂用量，使血管血浆浓度增加，从而增强血管受益，减少散射伪影。
（2）选择合适扫描参数：适当增加图像重建滤波器的剂量，可以降低散射伪影。
此外，使用小视图范围和低mA电流也可以减少散射。
（3）散射校正算法：通过对图像进行反散射滤波，能够最大程度上去除散射伪影，提高图像质量。
2.束发散伪影的抑制方法：（1）增加发射点密度：合理增加CT扫描的发射点数量，可以降低束发散伪影。
（2）选择合适的重建算法：对于厚对象的扫描，可以选择合适的重建算法，如滤波材料选择、反投影内插等方法，从而减少束发散伪影。
3.金属伪影的抑制方法：（1）合理选择扫描参数：对于金属部位的CT扫描，应使用合适的扫描参数，如增加管电压、减小mA电流，以减少金属伪影的产生。
（2）金属校正算法：使用金属伪影校正算法，对金属伪影进行补偿或抑制，提高图像质量。
4.伪影污染的抑制方法：（1）优化设备结构和材料：合理设计CT设备的机械结构、材料和线圈，减少伪影污染。
（2）软件校正算法：通过开发伪影污染校正算法，对伪影进行预测和补偿，减少伪影对图像的影响。
总结：CT图像伪影的成因分析与抑制方法探讨了散射伪影、束发散伪影、金属伪影以及伪影污染等几个主要成因。
CT图像伪影的成因及其矫正方法
CT图像伪影的成因及其矫正方法CT（Computed Tomography）是一种广泛应用于临床诊断和研究的影像学技术。
然而，在CT图像中，可能会出现伪影。
本文将探讨CT图像伪影的成因，并介绍一些常见的矫正方法。
伪影在CT图像中是指与真实解剖结构无关的图像干扰，可影响医生对图像进行正确的诊断和解读。
伪影通常可以分为软件伪影和硬件伪影两大类。
软件伪影的成因主要包括重建算法导致的伪影、伪结构和伪运动伪影。
重建算法中，常见的伪影包括环绕伪影（ring artifact）、条纹伪影（streak artifact）和模式伪影（moire artifact）等。
环绕伪影是由于CT扫描中探测器单元或X射线管性能不一致导致的，在重建过程中表现为呈现环状或条纹状的伪影。
条纹伪影则由于CT扫描时X射线被物体吸收不均匀导致，表现为沿患者身体边缘的黑白条纹伪影。
模式伪影则是由于CT扫描时探测器单元之间存在周期性差异，会在图像中形成规律性伪影。
硬件伪影通常是由于CT设备本身的故障或不完善造成的，比如斑点伪影（star artifact）和金属伪影等。
斑点伪影是由于CT探测器单元的损坏导致的，形成呈斑点状的伪影。
金属伪影则是由于金属物质在CT扫描时高吸收X射线，造成周围组织结构的伪影。
针对软件伪影，可以采用一些矫正方法。
环绕伪影矫正可以通过重新校准CT设备或使用重建算法降低伪影。
条纹伪影的矫正方法包括静态去噪、动态去噪以及使用可变混合滤波器等。
静态去噪是指在重建过程中对图像进行滤波，降低伪影的同时可能会损失一些细节信息。
动态去噪则是根据已知的伪影模式，对图像进行逐层消除伪影的处理。
而可变混合滤波器是一种根据某种准则来选择合适的滤波器对图像进行处理，可调整滤波的权重以适应不同部位的伪影。
对于模式伪影，可以采用重建算法的改进或者使用降噪技术进行矫正。
例如，快速新准则（FBP）是一种经典的CT重建算法，可通过对傅里叶空间进行滤波来降低模式伪影。
关于圆轨迹锥束CT的伪影成因及校正方法的综述
综合来看，两种并行化方法各有优劣。
投影数据分角的并行化方法是ＣＴ图像重建并行化中最常用的方法，对二维和三维重建的情况都适用，实现简单并且可以取得比较好的加速效果。
重建对象分层的并行化方法适用于三维图像重建的情况，与前者相比，实现起来略为复杂，但在内存消耗方面有优势，适用于采用如查表法等其他一些内存消耗较大的重建运算。
６．结论对于三维锥束ｃＴ图像重建而言，采用并行计算是解决高分辨率下图像重建的有效方法。
可以获得较好的加速效果。
数据并行是ｃＴ图像重建中最常用的并行化方法，综合采用按投影角度并行和按对象分层并行等不同的数据划分方式可以获得不同并行效果。
这也是下一步工作中需要我们进一步研究的重点。
参考文献［１］Ｃ．Ｌａｕｒｅｎｔ，Ｆ．Ｐｅｙｒｉｎｅｔｃ．ＰａｒａｌｌｅｌｉｍａｇｅｒｅｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎｏｎＭＩ肋ｃｏｍｐｕｔｅｒｓｆｏｒｔｈｒｅｅ—ｄｉｍｅｎｓｉｏｎａｌｃｏｎｅ—ｂｅａｍｔｏｍｏｇｒａｐｈｙ．ＰａｒａｌｌｅｌＣｏｍｐｕｔｉｎｇ［Ｊ］，１９９８，２４：１４６１—１４７９［２］ＫａｉＺｅｎｇ，ＺｈｉｑｉａｎｇＣｈｅｎ．Ｒｅｖｉｅｗｏｆｒｅｃｅｎｔｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔｓｉｎｃｏｎｅ—ｂｅａｍＣＴｒｅｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎａｌｇｏｒｉｔｈｍｓｆｏｒｌｏｎｇ—ｂｂｊｅｃｔｐｒｏｂｌｅｍ．ＩｍａｇｅＡｎａｌｙｓｉｓ＆Ｓｔｅｒｅｏｌｏｇｙ［Ｊ］，２００４，２３：８３—８７［３］毛希平．图象重建技术在并行处理系统中的应用．小型微型计算机系统［Ｊ］，２０００，２１（３）：２８９—２９１［４］ＤｗＳｈａｔｔｕｃｋ，ＪＲａｐｅｌａｅｔｃ．Ｉｎｔｅｒｎｅｔ２一ｂａｓｅｄ３ＤＰＥＴｉｍａｇｅｒｅｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎｕｓｉｎｇａＰＣＣｌｕｓｔｅｒＰｈｙｓｉｃｓｉｎＭｅｄｉｃｉｎｅａｎｄＢｉｏｌｏｇｙ［Ｊ］，２００２，４７：２７８５—２７９５作者简介：江鹏（１９８０－），男，清华大学工程物理系粒子信息获取与处理国家专业实验室硕士研究生，现主要从事大型工业ｃＴ图像并行重建的研究联系方式：ｊｅｒｒｙ９８０ｍａｉｌｓ．ｔｓｉｎｇｈｕａ．ｅｄｕ．ｅｎ关于圆轨迹锥束ＣＴ的伪影成因及校正方法的综述谷建伟，张丽（清华大学工程物理系，中国北京，１０００８４）摘要圆轨迹锥束ＣＴ在工业无损检测领域内发挥着重要的作用。
锥束CT图像伪影和校正方法综述
选手编号——锥束CT图像伪影和校正方法综述摘要：CT技术在工业无损检测、医学、农产品品质检测、安检等领域发挥着重要的作用。
在X 射线检测中,准确把握各个环节的物理特性是非常必要的，CT系统重建图像存在各种伪影。
本文系统介绍了锥束CT图像伪影的种类及形成原因，针对这些图像伪影，根据近些年文献中主要的校正方法，对这些校正方法做了比较和小结。
关键词：锥束CT；CT图像；伪影；校正The Review of Reasons and Correction Methods for Artifacts in cone beam CT ImagesAbstract: CT technology plays a great role in industrial non-destructive tests, medical fields, and public security, etc. It is essential to know well the physical response of the CT system in the X-ray detection. In this paper, kinds of reasons and correction methods of artifacts are summarized based on the recent literatures, and some comparison and discussion is done.Keywords: cone-beam CT; CT image; artifact; calibration1 引言CT(Computerized Tomography)的全称为计算机层析成像技术或计算机断层扫描技术，是数学、物理学和计算机等多个学科交叉发展的产物，是一种在不破坏或改变物体自身结构的前提下,根据获取穿过物体的某些物理量(如电子束、强波速、X射线等)的投影数据,然后转化为可见光图像，再通过CT图像重建可以获得物体特定层面上的二维图像，最后依据一系列上述二维图像构成三维图像的技术[1]。
锥束工业CT迭代重建算法及伪影校正技术研究
锥束工业CT迭代重建算法及伪影校正技术研究影响锥束CT迭代重建算法重建结果的最主要的一个因素是权因子，包括权因子的加权模型、权因子的计算方法、算法的运算量以及相应的程序的执行效率等，因此合理地计算权因子对迭代重建算法至关重要。
在确定迭代重建算法的影响因素后，在相同的重建条件下，不同的迭代算法的重建图像的质量也不尽相同，根据最终的重建目的，选择最佳的迭代算法对实际工业CT重建也比较重要。
此外，针对锥束CT成像系统复杂，成像过程中任何的硬件或软件的问题都会使重建图像中产生各种伪影，影响重建图像的质量的问题，选择适当的校正方法，消除重建图像中存在的伪影，提高重建图像的质量对后续对被测物体进行可靠的质量评估是必不可少的。
因此，本文主要针对锥束CT迭代重建算法及重建图像中存在的伪影的校正问题进行了研究，主要内容有：1.详细介绍ART重建算法的重建原理和重建步骤，分析影响迭代重建算法重建质量和重建速度的主要因素，并对权因子的计算方法做出了改进，通过对实验数据的重建，对比改进方法与参考方法的执行效率，证明了新方法的有效性。
2.在ART算法的基础上，研究了其他的迭代重建算法，SART、MLEM以及有序子集与迭代算法相结合的OSEM和OSSART算法，详细介绍了这些算法的重建步骤，最后通过对实际实验数据的重建，对比研究了不同迭代算法的重建结果，总结了各个迭代算法的重建特性。
3.针对实际的实验对象——固体火箭发动机模拟件的重建结果中出现了条形伪影和环形伪影的问题，详细分析了条形伪影和环形伪影的形成原因，对比现有这两种伪影常用的校正方法的不足，提出使用形态学开闭运算对投影数据进行处理，去除投影数据中的坏像素，降低投影数据的噪声水平，从而去除重建结果中的条形伪影、减轻环形伪影。
经实验证明，上述方法对条形伪影和环形伪影的校正具有很好的效果。
CT图像伪影的成因及纠正方法探究
CT图像伪影的成因及纠正方法探究CT（Computed Tomography）是一种通常用于诊断医学中的非侵入性成像技术。
然而，在CT图像中，我们有时会观察到一些伪影。
伪影指的是在图像中出现的不符合真实解剖结构的异常形状或密度。
这些伪影可能干扰医生对图像的正确解读，因此了解伪影的成因并采取相应的纠正方法非常重要。
本文将探讨CT图像伪影的成因，并提出一些常见的纠正方法。
一、CT图像伪影的成因CT图像伪影可以由多种因素引起，包括硬件、操作、患者因素和图像重建等。
以下是常见的CT图像伪影的成因及描述：1.金属伪影金属伪影是由于金属物体（如手术钢针或金属植入物）与X射线的散射作用引起的。
金属物体会导致X射线的散射增加，从而在图像中产生强烈的伪影。
这些伪影通常表现为黑色或白色条纹，会覆盖或扭曲周围结构。
2.束斑伪影束斑伪影是由于射线束的不均匀性引起的。
射线束在穿越患者体内时可能会发生散射或吸收，从而导致图像中出现亮度不均匀的伪影。
这些伪影可能会掩盖或模糊图像中的细节。
3.运动伪影运动伪影是由于患者的呼吸或其他运动引起的。
如果患者在图像重建期间移动，将导致图像中出现模糊或不清晰的伪影。
运动伪影可以通过使用呼吸指令、束视导航和图像重建算法等方法来减少。
4.伪环影伪环影是由于CT扫描仪中的散射引起的。
散射是射线与组织之间发生散射的现象，当散射射线与主要射线相交时，会在图像中形成环形伪影。
采用散射校正算法可以减少伪环影。
二、CT图像伪影的纠正方法为了纠正CT图像中的伪影，我们需要了解伪影的成因并采取相应的措施。
下面是常见的CT图像伪影的纠正方法：1.金属伪影的纠正金属伪影可以通过选择低能量的X射线、调整扫描参数（如mA和kVp）以及使用金属伪影补偿算法来减少。
金属伪影补偿算法可以通过在图像重建之前将金属物体的位置和几何信息输入到重建算法中，从而减少伪影。
2.束斑伪影的纠正束斑伪影可以通过校准扫描仪，确保射线束的均匀性来减少。
锥束CT去除环形伪影的方法研究
锥束CT去除环形伪影的方法研究李化奇;杨迎春【摘要】环状伪影是CT技术人员经常遇到的影响重建图像质量的一种伪影,造成环形伪影的因素很多,其中探测器缺陷引起的环形伪影最为常见。
环形伪影表现在原始图像结构上是圆环或者是圆弧,理论认证发现探测器响应效率不一致,会使锥束三维CT重建结果产生环形伪影。
环形伪影影响了CT图像的分析和后续处理,因此去除环形伪影显得非常具有使用价值。
本文提出一种基于中值滤波的去除伪影方法,与现有的伪影处理方法相比,它不但能很好地去除环形伪影,而且能很好地保护重建图像的细节信息。
%Ring artifacts are often encountered in CT technical staff,which affect the reconstructed image quality.There are many factors cause the ring artifacts, and the defect of detector is most common. The performance of ring artifacts in the structure of original images is ring or circular arc, and the non-uniformity in the response of detector elements will produce the ring artifacts in the cone beam CT reconstruction in theory. Ring artifacts affect the analysis of CT images and the Image-processing, so the removal of ring artifacts has very practical value. We propose a algorithms for artifact reduction based on the median pared to other algorithms,it can not only reduce ring artifacts better, but also protect the details of reconstructed images.【期刊名称】《电子测试》【年(卷),期】2011(000)011【总页数】4页(P17-20)【关键词】锥束CT;FDK算法;环形伪影;中值滤波【作者】李化奇;杨迎春【作者单位】中北大学,电子测试技术国家重点实验室,太原030051;中北大学,电子测试技术国家重点实验室,太原030051【正文语种】中文【中图分类】TP3910 引言计算机断层成像技术(Computer Tomography,CT)，是通过对物体进行不同角度的射线投影测量而获得物体横截面信息的成像技术。
伪影现象对CT图像质量的影响及其校正方法
伪影现象对CT图像质量的影响及其校正方法伪影现象是指在计算机断层扫描（Computed Tomography，CT）成像中出现的与真实解剖结构无关的图像异常。
这些伪影可以降低CT图像的质量，影响医学诊断的准确性。
了解伪影现象的形成机制，并采取相应的校正方法，可以提高CT图像质量，为临床医学提供准确而可靠的数据。
伪影现象对CT图像质量的影响有以下几个方面：1. 降低图像对比度：伪影会在图像中引入额外的像素值，导致图像对比度下降，使得影像中的结构不够清晰。
2. 减小空间分辨率：某些伪影现象会减小CT图像的空间分辨率，影响精细结构的可视化。
3. 扭曲解剖结构：有些伪影现象会造成图像中解剖结构的形变，使得其失真或扭曲，从而影响医学诊断的准确性。
为了解决伪影现象对CT图像质量的影响，需要采取一些校正方法：1. 调整扫描参数：合理选择扫描参数，如选择合适的峰值电流（mA）、扫描时间和扫描范围等，可以减少伪影的产生。
2. 使用滤波技术：通过应用不同的滤波算法，可以降低伪影的强度，并改善图像的质量。
常用的滤波技术包括中值滤波、高斯滤波和锐化滤波等。
3. 调整重建算法：选择合适的重建算法可以减少伪影的产生。
例如，迭代重建算法可以通过模拟光线传播的路径来校正伪影，提高图像质量。
4. 减少金属伪影：金属伪影是由于金属物体对X射线的散射和吸收引起的。
采用金属校正算法，如金属伪影校正和金属伪影剔除等，可以减少金属伪影的出现。
5. 运用纠正算法：校正算法可以根据伪影的形成机制对图像进行校正。
例如，当伪影是由于系统响应非均匀引起时，可以采用响应校正方法进行校正。
6. 优化扫描技术：进一步优化扫描技术，如采用快速螺旋扫描、堆积螺旋扫描和交替螺旋扫描等，可以减少伪影现象的发生，并提高CT图像质量。
7. 定期进行设备维护：定期检查和维护CT设备可以保持其性能的稳定，减少伪影现象的产生。
综上所述，伪影现象对CT图像质量产生了不可忽视的影响，但通过采取合适的校正方法，可以减少这些伪影的出现。
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选手编号——锥束CT图像伪影和校正方法综述摘要：CT技术在工业无损检测、医学、农产品品质检测、安检等领域发挥着重要的作用。
在X 射线检测中,准确把握各个环节的物理特性是非常必要的，CT系统重建图像存在各种伪影。
本文系统介绍了锥束CT图像伪影的种类及形成原因，针对这些图像伪影，根据近些年文献中主要的校正方法，对这些校正方法做了比较和小结。
关键词：锥束CT；CT图像；伪影；校正The Review of Reasons and Correction Methods for Artifacts in cone beam CT ImagesAbstract: CT technology plays a great role in industrial non-destructive tests, medical fields, and public security, etc. It is essential to know well the physical response of the CT system in the X-ray detection. In this paper, kinds of reasons and correction methods of artifacts are summarized based on the recent literatures, and some comparison and discussion is done.Keywords: cone-beam CT; CT image; artifact; calibration1 引言CT(Computerized Tomography)的全称为计算机层析成像技术或计算机断层扫描技术，是数学、物理学和计算机等多个学科交叉发展的产物，是一种在不破坏或改变物体自身结构的前提下,根据获取穿过物体的某些物理量(如电子束、强波速、X射线等)的投影数据,然后转化为可见光图像，再通过CT图像重建可以获得物体特定层面上的二维图像，最后依据一系列上述二维图像构成三维图像的技术[1]。
目前美日等发达国家工业CT已经进入应用阶段，在微小结构内视分析、维几何模型重构、三维材料模型重构、试验过程三维监控等领域发挥了作用；国内起步较晚，目前大部分还处于研制阶段。
工业CT技术能紧密、准确地再现物体内部的三维立体结构，能定量地提供物体内部的物理、力学特性，如缺陷的位置及尺寸、密度的变化及水平，异型结构的形状及精确尺寸，物体内部的杂质及分布等。
但是，由于被检测对象内部构造、CT系统的设计和重建算法等因素，断层图像往往会出现伪影，影响对图片的判断，严重时甚至会引起误判。
断层图像质量的好坏直接影响着CT的检验效果，伪影的存在极大地限制了CT优势的发挥，因此正确认识造成伪影的原因并对其进行校正，是CT系统达到使用阶段必须解决的难题。
概括地说，伪影成因可从两个方面分析：CT系统（包括整体系统设计，X射线源，X 射线探测器和探测对象）和不同的数据采集方式（包括两种分布扫描模式和螺旋模式）[2]。
2 锥束CT系统[3]组成及各部件与伪影的关系锥束工业CT系统由如图2.1所示的X射线源、旋转工作台、平板探测器和计算机系统组成，每个部件以及每个部件之间相互作用都可能使重建切片中出现伪影。
CT切片伪影来源主要有以下几个方面:1)X射线源并非严格的点光源，如160KvICT射线辐射角为40°×30°。
这不满足重建算法的点光源假设，重建时会引起一定的误差。
图2.1 锥束CT结构图2)X射线源发射的X射线不是单一能量的具有多能谱性，这不满足重建算法的单能假设，会引起射束硬化现象，在重建切片中产生杯状伪影(Cupping Artifacts)。
3)FPD是一种高度复杂的数字化成像设备，受结构特征和制造工业的限制，起原始输出图像具有多种瑕疵，最终在重建切片中形成大量伪影[4]。
4)X射线源经旋转中心并不能投影到平板探测器的中心，称为投影中心偏移现象，并且由于各种误差的影响，不能得到该偏移中心的精确值，平板探测器定位时难免存在旋转、倾斜现象，X射线源到平板探测器的距离、X射线源到旋转中心的距离也会存在测量不够精确现象，这都将影响到重建算法中投影地址的计算，引起切片图中产生坏形伪影(Rings Artifacts)。
5)另外，影响切片质量的还有X射线的散射现象、重建算法和噪声。
3 各种伪影的产生原因3.1金属伪影X-CT成像系统中，当被检测物体中含有金属等高密度物质时，对投影数据重建后，重建图像中将出现放射状伪影或带状伪影[9]。
这些伪影严重影响了图像的质量，给人们的判断带来极大困难。
医学上，在利用X-CT对病人进行扫描时，难免遇到病人携带或体内含有金属的情况，如金属假牙，别针，含铁的化妆品及手术时的器械磨损片等。
工业无损检测时，被检测物件中含有金属的现象更为普遍，比如对印刷电路板（PCB）进行无损检测时，PCB板一般都会含有大量焊锡、焊板等金属物。
这些金属物的存在使得重建之后的图像在金属周围产生大量黑色带状和明亮的放射条纹伪影，即金属伪影，如下图所示。
这些伪影使图像质量严重下降，导致的直接后果便是医生诊断错误，工业上无法达到无损检测的目的。
3.2散射伪影[5]散射是影响重建切片图像质量的一个重要因素，散射减少了重建切片图像的对比度，导致图像的杯状伪影。
散射伪影形成的主要原因是X射线与物质作用时发生的康普顿散射。
康普顿效应产生的散射光子混叠在透射射线中，一起进入探测器探头，形成散射伪影。
由于康普顿散射效应，部分散射光子使被探测到的信号偏离了X射线强度的真实测量结果，导致重建图像中CT数的偏移，产生杯状伪影影[5]。
杯状伪影使图像细节变得模糊，这对小缺陷的检测是非常不利的[25]。
1982年Joseph 和Spital[6]通过研究指出，散射会在重建图像中造成杯状、条状伪影以及CT数值的误差。
同年，Gloverl[7]证明了散射将引起杯状伪影和高衰减物之间的黑色带状伪影(Dark streaks)，并且表明散射比(Scatter-to-Primary Ratio, SPR)决定散射伪影的类型和强度。
康普顿效应的作用原理图如下：图（a）显示的康普顿散射发生过程；如图（b）中的虚线所示，由于散射光子偏转角度是随机的，3.1（a）口腔金属假牙部位断层图像 3.1(b)PCB板某一断层图像探测器接收到的散射光子分布是低频背景信号；如图（b）中的点线所示，散射光子与初始光子组合在一起，复合信号是对比度减小的投影。
3.3射束硬化不同能量的X射线在在被检测部件中的吸收系数不同。
连续能谱经过被测物体后，低能量射线易被吸收，高能量射线交易穿过，在射线传播过程中，平均能量会变高，射线逐渐变硬，称之为射束硬化[23]。
材料对X射线光子的吸收包括两部分[10]:光电吸收和康普顿散射，因此材料的衰减系数也分别由光电吸收引起的衰减和康普顿效应引起的衰减两部分组成。
光电吸收指X射线光子将其能量全部传给紧紧限制在原子内的电子，该电子用其中的一部分能量挣脱原子核的束缚，剩下的能量表现为动能的形式。
康普顿散射指X射线光子与自由电子(或者受很小束缚的电子)的互相作用，导致X射线光子传递一部分能量给电子后改变了传播路径。
光电吸收和康普顿散射都是与光子能量相关的，这意味着对一个光子来说，因光电吸收或康普顿效应而衰减掉的几率是该光子能量的函数[3]。
3.4 条状伪影[8]在CT图像的重建伪影中，有种伪影在图像上表现为明暗相间的条状影像，称之为“条状伪影”[8]。
造成此种伪影的因素比较复杂，研究表明，射束硬化、散射和噪声均能导致该种伪影的产生[26]。
对冲击噪声导致的条状伪影进行了分析，认为在原始投影图中如果存在幅值较大的冲击噪声，经过滤波反投影后，该冲击点就会放大，在反投影重建的CT图像上产生条状伪影[24]。
层析断层射线衰减系数的变化呈非连续性的跳跃变化[30]，如一种材质衰减系数远远大于另一种材质的衰减系数，就会导致投影数据的一阶导数在某一段表现为弱连续性，经过滤波后，这种弱连续性进一步放大，就会在重建图像中形成明暗相间的条状干扰信息是导致条状伪影较为普遍的原因。
3.5 探测器FPD是一种高度复杂的数字化成像设备，受结构特征和制造工业的限制，其原始输出图像具有多种瑕疵，最终在重建切片中形成大量伪影。
FPD的成像原理和特性导致其输出图像容易产生结构性失真，且其暗场图像不稳定也是影响锥束CT投影采集质量的重要因素[4]。
暗场图像是指没有X射线时FPD的输出值，主要由TFT（薄膜场效应晶体管）的漏极电流、光电二极管的反向电流和集成放大电路的零点漂移引起。
由于暗场图像在开启射线源时将叠加到投影图像中，并且不会随着射线强度的变化而线性变化，因而会在重建切片中产生伪影。
由于FPD的象元数量巨大，象元间距微小，制造工艺复杂，因而不可避免地存在失效象元。
一个失效象元在FPD 输出图像中对应一个坏像素，稳定的坏像素将导致重建切片中出现环形伪影，不稳定的坏像素会在切片中产生线状伪影。
4 各种伪影的校正方法4.1金属伪影的校正对于金属伪影的校正，人们先后提出多种算法和措施。
大体上可分为两类：基于迭代重建算法的迭代校正法（以下简称迭代法）和基于滤波反投影重建算法（Filtered Back Projection，FBP）的插值校正法（以下简称插值法）。
迭代法，是利用迭代重建算法重建物体以消除金属伪影的方法[11,19,20]。
Lewitt和Bates提出了用一种特殊的函数进行插值的方法[21]，后来又提出了Chebyshev多项式的差值法。
提出之后，人们基于插值思想提出各种改进算法[22]。
Kalender等人只采用线性插值[26]。
Lonn 和Crawford在线性插值的基础上添加了一些辅助处理。
ZHAO Shiying等人提出了对投影数据的小波系数线性插值的方法[27]。
林宙辰等采用多项式插值[12]。
此外，也有采用迭代算法进行图像重构，比如Medoff等提出迭代滤波反投影法[28]和WANG G等人提出的迭代代数重建法[29]。
XI A Dan还提出了一种局部迭代的混合算法[30]。
插值校正法对局部投影值进行补偿，能在很大程度上消除金属伪影，而且使用FBP重建，计算速度也比较快，但是对于金属区精确分割要求较高，这种方法容易引进其他伪影，其校正的整体效果仍然不够理想。
线性插值最为明显的消除了放射状条纹伪影，非线性插值在消除条纹的时候带入了噪声，而三次样条插值对伪影的处理最弱。
现在有一种基于角度补偿的金属伪影校正方法，着重降低针对扁平状物体的黑色带状伪影[18]。