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专利号: 2009101886150
申请人: 深圳先进技术研究院
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
更新日期:2024-12-09
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.一种CT系统中几何参数的标定方法,所述方法包括:

在位于光源和探测器之间的旋转台上将放置标定体模,所述标定体模包括标定板和两个安置在所述标定板上的小球A和小球B,将所述标定体模随旋转台旋转一周,通过探测器采集小球A和小球B的投影图像中心点坐标;

根据所述投影图像中心点坐标构造小球A和小球B在成像平面上形成的投影椭圆的椭圆方程,并根据所述椭圆方程计算得到小球A和小球B在成像平面上形成的投影椭圆的中心坐标;

根据小球的投影图像中心点坐标及投影椭圆的中心坐标计算得到小球A和小球B的投影椭圆的投影点连线交点坐标,根据所述投影点连线交点坐标及椭圆方程计算得到探测器的扭转角、光源到探测器的距离、光源在成像平面上的投影中心点坐标、探测器的偏摆角及光源到旋转台的旋转轴的距离。

2.根据权利要求1所述的CT系统中几何参数的标定方法,其特征在于,所述通过探测器采集投影图像中心坐标的步骤具体包括:将标定体模随旋转台旋转一周,,使得小球在成像平面上投影的次数大于六次且为偶数,每次小球投影后旋转台旋转的角度为:360°/小球的投影次数。

3.根据权利要求1所述的CT系统中几何参数的标定方法,其特征在于,所述方法还包括:定义右手笛卡尔坐标系(X,Y,Z),其中,Z轴为旋转台的旋转轴,X轴为光源到旋转轴的射线;

定义探测器的左下角为坐标原点,ez为探测器平面的法向量,ex、ey为探测器上像素的排列方向,α、β分别为探测器平面的法向量ez沿Y、Z方向的分量;

定义SOD表示光源到旋转轴的距离,SDD表示光源到探测器的距离,(x0,y0)表示光源到成像平面上的投影中心点坐标,φ表示探测器的偏摆角,即法向量ez在XY平面的垂线与X轴的夹角,η表示探测器的扭转角,即探测器像素的ey方向与β的夹角。

4.根据权利要求3所述的CT系统中几何参数的标定方法,其特征在于,所述光源到成像平面上的投影中心点坐标(x0,y0)的计算公式为:其中,a1、b1、c1、a2、c2为椭圆参数;

的计算公式为:

其中,p0,p1,p2,p3,p4的计算公式为:

i 2 i i i i i 2

p0(x)-2p1x-2p2y+2p3xy+p4=-(y) i=1,2,…,ni i

其中,(x,y)为小球的第i次投影的投影图像中心点坐标;

sign(z1)为小球A的Z轴坐标正负值,当z1>0时取正号,z1<0时取负号。

5.根据权利要求4所述的CT系统中几何参数的标定方法,其特征在于,所述探测器的偏摆角φ的计算公式为:其中,ζ1,ζ2的计算公式为:

其中,sign(z2)为小球B的Z轴坐标正负值,当z2>0时取正号,z2<0时取负号。

6.根据权利要求4所述的CT系统中几何参数的标定方法,其特征在于,所述光源到探测器的距离SDD的计算公式为:其中,a1、b1、c1、a2、c2为椭圆参数;

n0,n1的计算公式为:

m0,m1的计算公式为:

7.根据权利要求3所述的CT系统中几何参数的标定方法,其特征在于,所述探测器的扭转角η的计算公式为:其中, 分别为小球A和小球B形成的投影椭圆的投影点连线交点坐标,的计算公式为:

i i i i

其中,(x1,y1)、(x2,y2)分别为小球A和小球B在成像平面上的投影图像中心点坐标。

8.根据权利要求5所述的CT系统中几何参数的标定方法,其特征在于,所述光源到旋转轴的距离SOD的计算公式为:i i i i

其中,d为小球A和小球B的中心间距,(x1,y1)、(x2,y2)分别为小球A和小球B在成像平面上的投影图像中心点坐标。

9.根据权利要求1所述的CT系统中几何参数的标定方法,其特征在于,在位于光源和探测器之间的旋转台上将放置标定体模的步骤之前还包括:在标定板上打孔,并将小球A和小球B放置在标定板的沿对角线上的小孔内。

10.一种CT系统中几何参数的标定装置,所述装置包括光源、旋转台和探测器,其特征在于,还包括:放置在位于光源和探测器之间的旋转台上的标定体模,所述标定体模包括标定板和安置在所述标定板上的小球A和小球B,所述标定体模随旋转台旋转一周,所述探测器用于采集标定体模旋转后小球A和小球B在成像平面上的投影图像中心点坐标;

图像处理模块,用于根据所述投影图像中心点坐标构造小球A和小球B在成像平面上形成的投影椭圆的椭圆方程,并根据所述椭圆方程计算得到小球A和小球B在成像平面上形成的投影椭圆的中心坐标,以及根据小球的投影图像中心点坐标及投影椭圆的中心坐标计算得到小球A和小球B的投影椭圆的投影点连线交点坐标,根据所述投影点连线交点坐标及椭圆方程计算得到探测器的扭转角、光源到探测器的距离、光源在成像平面上的投影中心点坐标、探测器的偏摆角及光源到旋转台的旋转轴的距离。

11.根据权利要求10所述的CT系统中几何参数的标定装置,其特征在于,所述标定体模随旋转台旋转一周,所述小球A和小球B在成像平面上投影的次数大于六次且为偶数,每次小球A和小球B投影后旋转台旋转的角度为:360°/小球的投影次数。

12.根据权利要求10所述的CT系统中几何参数的标定装置,其特征在于,所述标定板上打有孔,所述小球A和小球B分别放置在标定板的对角线上的孔内。

13.根据权利要求10或12所述的CT系统中几何参数的标定装置,其特征在于,所述标定板沿对角线上打有孔,相邻的两个孔之间的中心间距是1.5mm,所述小球A和小球B分别放置在任意一条对角线两端的孔内。

14.一种用于CT系统中几何参数标定的标定体模,其特征在于,所述标定体模包括标定板和安置在所述标定板上的小球A和小球B,所述标定板上打有孔,所述小球A和小球B分别放置在标定板沿对角线上的孔内。

15.根据权利要求14所述的用于CT系统中几何参数标定的标定体模,其特征在于,所述标定板沿对角线上打有孔,相邻的两个孔之间的中心间距是1.5mm,所述小球A和小球B分别放置在任意一条对角线两端的孔内。

16.根据权利要求14或15所述的用于CT系统中几何参数标定的标定体模,其特征在于,所述标定板为聚乙烯塑料板,形状为方体,所述小球A和小球B为不锈钢小球。