对可应用于X射线骨密度仪的各种双能投影分解算法(包括曲面拟合法、查找表法、等值线拟合法、神经网络法)进行了对比研究。光子计数探测器具有高能量分辨率、低噪声的优点, 由碲锌镉光子计数探测器系统进行投影数据采集可以提高分解精度。选用铝(Al)和聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)作为基材料, 分别代表骨骼和软组织, 对基材料不同厚度组合进行校准实验, 建立高、低能投影数据查找表; 分别使用上述投影分解算法建立反向查找表; 在反向查找表的范围内选取了9个测试点, 用上述分解方法分别进行分解, 计算各种分解方法的分解偏差和运行时间并进行对比。结果表明, 在分解精度上, 曲面拟合法、查找表法、等值线拟合法、神经网络法对于Al的分解偏差分别为0.11%~3.68%、0~2.86%、0.07%~3.23%、0.41%~4.18%, PMMA的分解偏差则分别为0.11%~3.42%、0.44%~5.33%、0.02%~2.83%、0.09%~4.89%。在分解速度方面, 曲面拟合法和等值线拟合法高出其他两种方法约一个数量级。等值线拟合法不管是分解精度还是速度都具有较大的优势。

针对双能计算机断层成像（DECT）图像重建算法中的非线性投影分解问题，提出一种基于等值线拟合的快速投影分解算法。建立高、低能投影线性近似的等值线拟合模型；基于泰勒级数展开，采用粗粒度正向计算、细粒度反向求解方法，获得高精度的解析解，生成等值线方程；将高、低能投影非线性联合求解问题转化为求解高、低能等值线的交点问题，从而实现双能投影的快速分解。实验结果表明，该方法避免了非线性迭代求解和投影查表匹配，在减小投影分解噪声波动的同时，显著提高了投影分解速度，与投影匹配方法相比分解速度提高约两个数量级。