[发明专利]基于原始投影信息的CL扫描装置投影旋转中心标定方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种适用于CL扫描装置投影旋转中心的标定，可用于医学和工业领域射线数字成像(DR-Digital Radiography)、常规锥束射线层析扫描及非常规锥束射线层析扫描成像过程中的相关测量。

背景技术

CL(Computed Tomography)是一种专门针对板状构件的层析扫描装置。该扫描装置克服了传统CT(Computed Tomography)装置中心射线必须垂直于物体旋转轴的限制，采用射线与物体旋转轴倾斜的方式，使得大部分射线穿过物体的路径长度接近于物体的厚度尺寸，从而大大降低了射线的能量，有效保证了投影图的灵敏度。该扫描装置的结构如图1所示。X射线源1发出锥束射线2，被检测样品3放置在扫描平台4上，并在扫描平台4的带动下沿X、Y、Z方向平移，以及绕旋转轴线5转动；平板探测器6安装在扫描平台4下方的弧形导轨8上。层析扫描成像开始时，被检测样品3在扫描平台4的拖动下绕旋转轴5在360度范围内旋转，平板探测器6采集被检测样品3在不同旋转位置的投影图像；基于360度旋转范围内的所有投影图像，通过CL层析扫描装置的图像重建与图像处理单元反演出被检测板状构件的断层图像。

参见图2所示，当被检测样品3被锥束射线2照射时，其透视投影会投射在平板探测器6的成像平面7上，同时，被检测样品的旋转轴线5也会被投射到成像平面7上。根据CL扫描层析重建算法要求，需要知道旋转轴线5在成像平面7上的精确位置，即旋转轴线投影9的精确位置，否则会导致图像重建精度的降低，从而影响被检测对象内部结构与质量状态信息的准确输出，对产品的质量评判与结构逆求造成不利。然而，对于实际的CL扫描层析装置，旋转轴线5与成像平面7均虚拟不可见，因此无法直接测量到旋转轴线5在成像平面7上的精确投影位置，该问题已成为决定CL层析图像质量的主要因素。

发明内容

本发明的目的是提出一种实用的CL扫描装置投影旋转中心的标定方法。本方法基于椭圆投影的对称性原理，将被检测样品360旋转范围内的投影信息合成为一幅椭圆投影P(x,y)，将该椭圆投影进行水平镜像得到一新的椭圆投影P(x,y)^Mirror，求取椭圆投影P(x,y)和P(x,y)^Mirror沿X方向的二维互相关函数R(τ,y)；将函数R(τ,y)沿y方向进行积分，消去y变量，得到一维函数Q^ACF(2x₀-N+τ)，求取该一维函数的最大值坐标，从而换算出投影旋转中心的位置坐标。

本发明是一种基于原始投影信息的CL扫描装置投影旋转中心标定方法，所述CL扫描装置包括有射线源(1)、扫描平台(4)、平板探测器(6)、弧形导轨(8)；其特征在于该标定方法包括有下列实施步骤：

步骤一：将被检测样品(3)置于扫描平台(4)上，调整扫描平台的升降位置，以保证被检测样品的投影不超出平板探测器(6)的成像平面(7)；

步骤二：启动CL扫描装置的旋转控制指令，被检测样品(3)在扫描平台(4)的带动下旋转360度；扫描平台(4)步进旋转，步进角为0.5°～1°；扫描平台(4)每旋转过一个步进角，平板探测器(7)采集样品的一个投影，所述投影记为Prⁱ(x,y)，x表示X轴上的坐标变量，y表示Y轴上的坐标变量，其中i表示投影的编号，即i＝1,2,3,......T，T代表投影的总数；

步骤三：被检测样品(3)旋转360度后，平板探测器(7)将采集到的投影合成为一幅图像，即椭圆投影轨迹(11)，所述椭圆投影轨迹记为P(x,y)；P(x,y)满足的关系为P(x,y)=1TΣi=1TPri(x,y);]]>