[发明专利]一种高分辨锥束CT系统的几何校正方法

说明书

本发明公布了一种高分辨率锥束CT的几何校正方法，包括方法采用的几何模型、校正模体、目标函数和几何参数求解算法，其特征在于所述的几何模型为六几何参数模型，校正模体为一个金属小球，目标函数的自变量为上述六个几何参数并能够反映重建图像质量的好坏，最终求解几何参数的方法采用的是最优化算法。该方法能够计算出高分辨锥束CT系统的几何参数，并且计算得到的参数具有很高的精度，能够满足高分辨锥束CT系统对几何校正精度的要求，能够有效的抑制高分辨锥束CT重建图像中的几何伪影，提高重建图像的质量。

技术领域

本发明涉及一种在锥束CT系统中对投影图像的处理方法，特别涉及一种在锥束CT系统中对于投影图像空间位置偏移的校正方法，属于计算机断层成像的图像处理领域。

背景技术

在锥束CT系统中，对于断层图像的重建可以获得被测物体内部图像信息，具有其它无损检测方法无法替代的特点，在工业无损检测领域具有广阔的应用前景。锥束CT系统的主要组成部分包括X射线源，载物台及探测器。对于锥束投影一般采用FDK算法及其改进算法。如Practical cone-beam algorithm L.A.Feldkamp,L.C.Davis,and J.W.KressResearch Staff,Ford Motor Company,Dearborn,Michigan 48121，J.Opt.Soc.Am.A/Vol.1,No.6/June 1984中所述，标准的FDK算法要求锥束CT系统中的射线源、旋转轴和平板探测器满足一个严格的空间位置关系，这个位置关系描述如下：射线源焦点与探测器中心的连线垂直于探测器平面，且该连线穿过旋转轴，同时要求旋转轴平行于平板探测器的竖直方向的边缘。

在实际的锥束CT系统中，射线源、旋转轴和探测器通常无法满足上述空间位置关系，即它们的实际空间位置与理想的空间位置之间存在着一定的误差，如果不纠正这个误差，依然以标准的FDK算法对投影图像进行重建，重建图像就会发生退化，这种退化就称为几何伪影。因而要得到好的重建图像就必须对锥束CT系统进行几何校正。而现有的锥束CT几何校正方法由于精度较低，用于高分辨锥束CT时并不能解决重建图像的几何伪影问题，本发明因此而来。

发明内容

针对现有技术存在的问题，本发明提出一种高分辨率锥束CT系统的几何校正方法，利用几何参数与小球球心重建图像之间存在的联系，建立了一个能反映该关系的目标函数，解决了现有技术存在的精度不够高的问题。

本发明解决以上技术问题的技术方案：提供一种高分辨锥束CT系统中的几何校正方法，其特征在于该方法包括以下步骤为：

根据投影图像的灰度差异选择合适的阈值对选取的不同角度投影图像进行二值化处理；

经对二值化后的投影图像中黑色像素测量得到各个投影图像的投影中心，并对各个投影图像旋转后测量得到旋转后的各个投影图像的投影中心，从而得到投影图像的旋转中心；

采用一个能反映重建体数据质量的目标函数，建立该函数与CT系统几何参数之间的数学关系；

采用最优化算法计算目标函数的最大值，并最终得到几何参数的最优解；

用几何参数的最优解对高分辨锥束CT系统进行几何校正，就能有效的抑制高分辨CT重建图像中的几何伪影，提高重建图像的质量。

本发明进一步限定的技术方案为：前述的高分辨锥束CT系统中的几何校正方法，所述的阈值通过测量被测物体的投影灰度和背景灰度的差异来确定，即记被测物体投影灰度的平均值为A，记背景灰度的平均值为B，采用(A+B)/2作为所述阈值。

前述的高分辨锥束CT系统中的几何校正方法，所述的几何参数为一组6参数的向量。

前述的高分辨锥束CT系统中的几何校正方法，所述的目标函数为重建体数据的平方和。

进一步的，前述的高分辨锥束CT系统中的几何校正方法，所述的最优化算法为模拟退火算法。