[发明专利]锥束3D-CT扫描系统重建体素尺寸的自动标定方法

摘要

本发明公开了一种锥束3D-CT扫描系统重建体素尺寸自动标定的方法，该方法利用球形目标体在X轴方向不同行程距离下的DR投影的直径信息、采用最小二乘拟合法回归出不同成像位置下行程－体素尺寸关系V=b+kD，然后将V=b+kD内嵌在锥束3D-CT扫描系统的自动标定模块中。当锥束3D-CT扫描系统运行时，标定模块将自动计算出不同扫描位置对应的精确体素尺寸值，从而保证基于3D-CT图像的数据分析与特征测量的准确性。该标定方法避开了现有标定方法求取投影几何放大比难度大、精度低的难点，且无需对标准件进行CT扫描后再进行标定，具有操作简单、精度高、自动程度高的优点。

主权项

一种锥束3D‑CT扫描系统重建体素尺寸自动标定的方法，所述锥束3D‑CT扫描系统至少包括有射线源（1）、转台（3）、被检测物体（4）、面阵列探测器（5），其特征在于标定方法包括有下列实施步骤：步骤一：初始行程距离下的体素尺寸标定步骤101：将一球形目标体安装在转台（3）的转轴（31）上，将转台（3）移动至X轴方向的起始成像位置P0，记录下行程距离D1、计算出首次体素尺寸V1；步骤102：启动锥束3D‑CT扫描系统，获取球形目标体的二维DR数字的投影图像；步骤103：利用图像处理和轮廓追踪方法获取该起始成像位置P0下的图像轮廓点；步骤104：根据记录的在起始成像位置P0下的所有轮廓点坐标值，利用非线性最小二乘拟合法求取出球形目标体的投影直径的像素单位长度W1′；步骤二：最大行程距离下的体素尺寸标定步骤201：将转台（3）移动至X轴方向的行程最大位置点Pmax，记录下最长行程距离Dmax、计算出最后次体素尺寸Vmax；步骤202：启动锥束3D‑CT扫描系统，获取在行程最大位置点Pmax下的球形目标体的二维DR数字的投影图像；步骤203：利用图像处理和轮廓追踪方法获取该行程最大位置点Pmax下的图像轮廓点；步骤204：根据记录的在行程最大位置点Pmax下的所有轮廓点坐标值，利用非线性最小二乘拟合法求取出球形目标体的投影直径的像素单位长度Wmax′；步骤三：中间行程距离下的体素尺寸标定步骤301：将转台（3）移动至X轴方向上的介于P0和Pmax之间的中间成像位置点Pi，记录下中间行程距离Di、计算出中间次体素尺寸Vi；步骤302：启动锥束3D‑CT扫描系统，获取在介于P0和Pmax之间的中间成像位置点Pi下的球形目标体的二维DR数字的投影图像；步骤303：利用图像处理和轮廓追踪方法获取该中间成像位置点Pi下的图像轮廓点；步骤304：根据记录的在中间成像位置点Pi下的所有轮廓点坐标值，利用非线性最小二乘拟合法求取出球形目标体的投影直径的像素单位长度Wi′；步骤四：任意行程下的体素尺寸获取将转台（3）在X轴方向上不同的成像位置计算出的体素尺寸值和对应的行程距离值组成一方程组为： D 1 1 D 2 1 . . . 1 D i 1 . . . 1 D max 1 × k b = V 1 V 2 . . . V i . . . V max ; 从体素尺寸值和行程距离值组成一方程组中即可得到零次项系数b、一次项系数k的值，从而得到不同成像位置下行程－体素尺寸关系V＝b+kD。