Ct系统几何校正效果的检验方法及装置的制造方法

Ct系统几何校正效果的检验方法及装置的制造方法
【专利摘要】本发明涉及CT系统几何校正效果的检验方法及装置。所述方法包括：扫描预设的评价模体，得到所述评价模体的投影图像；根据几何校正参数以及所述评价模体的投影图像，重建所述评价模体的三维图像；从所述三维图像中分割出待处理图像，检测所述待处理图像中圆的边缘；统计出所述待处理图像中包含的圆内点数、圆内点CT值总和、圆外点数以及圆外点CT值总和；计算圆内点CT均值和圆外点CT均值以及两者差的绝对值，作为评价指数；比较各组几何校正参数对应的评价指数，得出各组几何校正参数的几何校正效果的好坏。本发明能够提高评价CT图像的几何校正效果的准确度。
【专利说明】
CT系统几何校正效果的检验方法及装置
技术领域
[0001 ] 本发明涉及计算机断层摄影技术(Computed Tomography，CT)领域，特别是涉及CT 系统几何校正效果的检验方法及装置。
【背景技术】
[0002] CT是用X射线束对人体某部一定厚度的层面进行扫描，由探测器接收透过该层面 的X射线，转变为可见光后，由光电转换变为电信号，再经模拟/数字转换器转为数字，输入 计算机处理。CT图像形成的处理有如对选定层面分成若干个体积相同的长方体，称之为体 素(voxel)。扫描所得信息经计算而获得每个体素的X射线衰减系数(或吸收系数），再排列 成数字矩阵。经数字/模拟转换器把数字矩阵中的每个数字转为由黑到白不等灰度的小方 块，即像素(pixel)，并按矩阵排列，即构成CT图像，所以CT图像是采用重建算法得到的重建 图像。
[0003] 在CT系统中，通常采用重建算法对投影数据进行重建，但是重建算法的重建效果 对CT系统的几何模型要求比较高。例如，在圆轨道的CT扫描系统中，要求的几何模型包括:X 线源、被测物体中心、探测器阵列中心在一条直线上。然而，在CT系统经人工安装定位后，由 于机械精度达不到要求，导致实际的系统几何模型和重建算法要求的几何模型之间存在一 定的几何偏差，由该几何偏差导致的重建伪影称为几何伪影。几何伪影严重影响CT图像的 质量。因此CT系统需要进行几何校正，以及对几何校正的效果进行检验，为进一步提高CT图 像质量提供依据。
[0004] 几何校正的目的是减少重建图像的几何伪影，目前已提出了多种几何校正方法， 以及对应的几何校正效果的评价方法。如一种几何校正方法：引入一种几何校正模体，该校 正模体是由上下两层平行的有机玻璃板组成，上层有机玻璃板均匀镶嵌着24个钢珠，下层 有机玻璃板均匀镶嵌20个钢珠。首先，把校正模体放在探测器上并保证该校正模体的投影 完全在F0V(Field of View，视野）内。其次，获得每个角度下钢珠投影图像并从投影图像中 分割出每个钢珠的投影坐标。最后，根据每个钢珠的空间坐标和对应的投影坐标，计算出每 个投影角度下的映射矩阵和几何参数，把计算出的几何参数应用到重建算法中，由此得到 几何校正后的重建图像。
[0005] 但是，由于几何校正参数不能直接反映几何校正效果，因此现有的对几何校正效 果的评价方法，都是根据有经验的相关人员观察CT图像得出结论。这种校验方式往往受到 个人经验值以及人眼观察细致度等因素的影响，难以对几何校正效果进行准确的检验。

【发明内容】

[0006] 基于此，本发明提供CT系统几何校正效果的检验方法及装置，能够提高评价CT图 像的几何校正效果的准确度。
[0007] 本发明一方面提供CT系统几何校正效果的检验方法，包括：
[0008] 扫描预设的校正模体，得到所述校正模体的投影图像，根据所述校正模体及其投 影图像得出CT系统的几何校正参数；
[0009] 扫描预设的评价模体，得到所述评价模体的投影图像;根据几何校正参数以及所 述评价模体的投影图像，重建所述评价模体的三维图像;所述评价模体由正方体和球体组 成，所述球体球心和正方体重心重合，且球体半径小于正方体的内切球体半径;球体物质密 度不同于正方体的物质密度；
[0010] 从所述三维图像中分割出球体的图像，检测图像中的球心位置，获取球心位置所 在图层作为所述评价模体的待处理图像，并检测所述待处理图像中圆的边缘；
[0011]根据圆的边缘统计出所述待处理图像中的圆内点数、圆内点CT值总和、圆外点数 以及圆外点CT值总和；
[0012] 计算圆内点CT均值、圆外点CT均值，得出两者的差的绝对值，作为评价对应几何校 正参数的几何校正效果的评价指数；
[0013] 比较各组几何校正参数对应的评价指数，根据所述评价指数的大小得出各组几何 校正参数的几何校正效果的好坏。
[0014] 本发明另一方面提供CT系统几何校正效果的检验装置，包括：
[0015] 校正参数计算模块，用于扫描预设的校正模体，得到所述校正模体的投影图像，根 据所述校正模体及其投影图像得出CT系统的几何校正参数；
[0016] 校正重建模块，用于扫描预设的评价模体，得到所述评价模体的投影图像;根据各 几何校正参数以及所述评价模体的投影图像，重建所述评价模体的三维图像;所述评价模 体由正方体和球体组成，所述球体球心和正方体重心重合，且球体半径小于正方体的内切 球体半径;球体物质密度不同于正方体的物质密度；
[0017] 重建图像预处理模块，用于从所述三维图像中分割出球体的图像，检测图像中的 球心位置，获取球心位置所在图层作为所述评价模体的待处理图像，检测所述待处理图像 中圆的边缘；
[0018] 图像点识别模块，用于根据圆的边缘统计出所述待处理图像中的圆内点数、圆内 点CT值总和、圆外点数以及圆外点CT值总和；
[0019] 评价指数计算模块，用于计算圆内点CT均值、圆外点CT均值，得出两者的差的绝对 值，作为评价对应几何校正参数的几何校正效果的评价指数；
[0020] 比较及校验模块，用于比较各组几何校正参数对应的评价指数，根据所述评价指 数的大小得出各组几何校正参数的几何校正效果的好坏。
[0021 ]上述技术方案，通过扫描预设的评价模体，得到所述评价模体的投影图像;根据几 何校正参数以及所述评价模体的投影图像，重建所述评价模体的三维图像;所述评价模体 由正方体和位于所述正方体内部的球体组成，所述球体球心和正方体重心重合;球体物质 密度不同于正方体的物质密度;从所述三维图像中分割出球体的图像，检测图像中的球心 位置，获取球心位置所在图层作为所述评价模体的待处理图像;检测所述待处理图像中圆 的边缘，根据圆的边缘统计出所述待处理图像中的圆内点数、圆内点CT值总和、圆外点数以 及圆外点CT值总和;计算圆内点CT均值、圆外点CT均值，得出两者的差的绝对值，作为评价 对应几何校正参数的几何校正效果的评价指数；比较各组几何校正参数对应的评价指数， 根据所述评价指数的大小得出各组几何校正参数的几何校正效果的好坏。
[0022]本发明上述技术方案，根据几何校正参数重建评价模体的CT图像，并计算出评价 指数对几何校正效果进行校验，所述评价指数能够客观反映 CT图像的几何校正效果，为评 价几何校正效果提供统一的标准，避免了人为评估几何校正效果时的主观因素，有利于提 高评价CT图像的几何校正效果的准确度。
【附图说明】
[0023] 图1为一实施例的CT系统几何校正效果的检验方法的示意性流程图；
[0024] 图2为一实施例中评价模体的示意结构图；
[0025] 图3为一实施例中待处理图像的边缘检测结果图；
[0026] 图4为一实施例中待处理图像逐点判断密度区域示意图；
[0027] 图5为一实施例的评价指数与参数R的关系图；
[0028] 图6为一实施例的评价指数与r/R比值的关系图；
[0029]图7为一实施例的评价指数与几何校正效果示意图；
[0030] 图8为一实施例的评价指数准确度的展示图；
[0031] 图9为一实施例的CT系统几何校正效果的检验装置的示意性结构图。
【具体实施方式】
[0032]为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对 本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并 不用于限定本发明。
[0033]图1为一实施例的CT系统几何校正效果的检验方法的示意性流程图；如图1所示， 本实施例中的CT系统几何校正效果的检验方法包括步骤：
[0034] S11，扫描预设的校正模体，得到所述校正模体的投影图像，根据所述校正模体及 其投影图像得出CT系统的几何校正参数;并模拟不同几何校正效果下的几何校正参数；
[0035] 优选的，本实施例中的校正模体为:表面等螺距等角度的镶嵌多个标记点的空心 圆柱体。例如:该校正模体是在空心圆柱表面等螺距等角度的镶嵌钢珠，总共18个钢珠，钢 珠直径是1mm。对应的，步骤S11中根据所述校正模体及其投影图像得出CT系统的几何校正 参数的方式包括:获得每个角度下钢珠的投影图像，并从钢珠的投影图像中检测出钢珠的 投影坐标，再根据每个钢珠在CT系统中的空间坐标及其对应的投影坐标，得出每个投影角 度下所述CT系统的几何校正参数。具体可为:获得每个角度下钢珠的投影图像，并从钢珠的 投影图像中检测出钢珠的投影坐标；由钢珠的空间坐标值与投影坐标值的关系，计算出每 个投影角度下所述CT系统的几何校正参数。本实施例中，通过在钢珠的空间坐标值加上一 个随机数，以模拟CT系统不同几何校正效果下的几何校正参数。
[0036] S12,扫描预设的评价模体，得到所述评价模体的投影图像;根据几何校正参数以 及所述评价模体的投影图像，重建所述评价模体的三维图像;所述评价模体由正方体和球 体组成，所述球体球心和正方体重心重合，且球体半径小于正方体的内切球体半径;球体物 质密度不同于正方体的物质密度；
[0037]优选的，如图2所示，本实施例中所述评价模体由正方体和位于所述正方体内部的 球体组成，所述球体球心和正方体重心重合，且球体半径小于正方体的内切球体半径;球体 物质密度不同于正方体的物质密度。例如:球体内物质为空气，球体与正方体之间填充高密 度树脂材料。
[0038]本步骤中将几何校正参数加入CT系统的重建算法中，结合所述评价模体的投影图 像重建所述评价模体的三维图像。即步骤S11中计算出的各组几何参数分别应用到CT系统 的重建算法中，得到与各个几何参数对应的几何校正后的重建图像(所述评价模体的三维 图像）。
[0039] S13,从所述三维图像中分割出球体的图像，检测图像中的球心位置，获取球心位 置所在图层作为所述评价模体的待处理图像，并检测所述待处理图像中圆的边缘；
[0040] 优选的，检测所述待处理图像中圆的边缘的过程包括：
[0041] 首先，计算所述待处理图像的梯度，得到待处理图像中圆的模糊边缘（如图3所 示），计算公式包括：
[0042] |V/|2=(g*/)2 + (gr*/)2 ·，
[0043] 其中，?ν/?代表图像f的梯度，符号*表示卷积，g表示Sobel模板，其定义为：
[0045] 然后，获取设定的图像梯度阈值，根据所述图像梯度阈值去除所述模糊边缘中的 噪声点，得到待处理图像中圆的边缘。
[0046] S14,根据圆的边缘统计出所述待处理图像中的圆内点数、圆内点CT值总和、圆外 点数以及圆外点CT值总和；
[0047] 首先，根据圆的边缘确定出所述待处理图像中圆的圆心位置和半径；
[0048]然后，识别所述待处理图像中的圆内点和圆外点，识别方法包括：
[0049]将满足条件(Xl-a)2+(yi-b)2<r 2的点识别为圆内点，将满足条件(Xl_a)2 + (yi-b)2<(r + R)2的点识别为圆外点；其中，（Xl，yi)为所述待处理图像中第i个点的坐标， (a，b)为所述待处理图像中圆的圆心坐标，r为所述待处理图像中圆的半径，R为预设的参 数，其取值范围为大于〇且小于正方体内切球半径与球体半径的差值；
[0050]最后，根据识别结果统计出圆内点数、圆内点CT值总和、圆外点数以及圆外点CT值 总和。
[0051 ] S15，计算圆内点CT均值、圆外点CT均值，得出两者的差的绝对值，作为评价对应几 何校正参数的几何校正效果的评价指数；
[0052] 例如：如果圆内点总数为A，圆内点的CT值总和为Μ，圆外点（即图4中圆环内的点） 总数为Β，圆外点的CT值总和为Ν，可得到对应的评价指数F为：
[0054] S16,比较各组何校正参数对应的评价指数，根据所述评价指数的大小得出各组几 何校正参数的几何校正效果的好坏。
[0055] 重复上述步骤S12-S16可得不同几何校正参数的几何校正效果对应的评价指数， 评价指数对应的重建图像如图7所示，可知所述评价指数与几何校正效果之间存在正相关 的关系，即评价指数越高，对应的CT系统的几何校正效果越好;反之，几何校正效果越差。
[0056] 优选的，步骤SI 1中扫描校正模体的方式可为:射线源和探测器绕所述校正模体旋 转一周，等间隔采集所述校正模体的投影图像;所述校正模体位于旋转中心并且所述校正 模体的投影完全在所述CT系统的F0V内。具体如:把校正模体放在旋转中心并保证校正模体 的投影完全在F0V内；设置CT系统扫描参数，管电压设为85kV，管电流设为6mA，扫描间隔角 度为1°，模式为快速扫描。获得每个角度下校正模体的投影图像。
[0057] 优选的，步骤S12中扫描评价模体的方式包括:射线源和探测器绕所述评价模体旋 转一周，等间隔采集所述评价模体的投影图像;所述评价模体位于旋转中心并且所述评价 模体的投影完全在所述CT系统的F0V内。例如:把评价模体放入CT系统，采用快速扫描模式， 射线源和探测器绕评价模体旋转一周，每旋转1°采集一张评价模体的投影图像，共采集360 张投影图像。
[0058]为了便于理解本发明实施例的CT系统几何校正效果的检验方法，下面通过一个具 体应用示例进行进一步的说明。使用的CT扫描器为牙科CT系统。所述CT系统几何校正效果 的检验方法过程如下：
[0059] 过程(1)，首先设置几何校正模体，该校正模体是在空心圆柱表面等螺距等角度的 镶嵌钢珠，总共18个钢珠。校正模体的尺寸是10*10*20cm3，钢珠直径是1mm。其次，把校正模 体放在旋转中心并保证校正模体的投影完全在F0V内。再次，设置CT系统扫描参数，管电压 设为85kV，管电流设为6mA，扫描间隔角度为1°，模式为快速扫描。获得每个角度下钢珠投影 图像并从投影图像中检测出钢珠的投影坐标。最后，由钢珠的空间坐标值与投影坐标值的 关系，计算出CT系统的几何校正参数。优选的，通过在钢珠的空间坐标值加上一个随机数， 以模拟CT系统不同几何校正效果下的几何校正参数。
[0060] 过程(2)，设计并扫描评价模体。评价模体由边长为96mm的正方体有机玻璃外壳和 半径为18mm的球体组成，球体球心和正方体的重心重合，球体与正方体之间填充高密度树 月旨。把评价模体放入CT系统，采用快速扫描模式，射线源和探测器绕评价模体旋转一周，每 1°采集一张评价模体的投影图像，共采集360张投影图像。
[0061] 过程(3)，利用几何校正参数和采集的评价模体的投影，将几何校正参数加入所述 CT系统的重建算法，得到重建出评价模体的三维图像。
[0062] 过程(4)，首先，选择三维图像中心层附近的图像，设定阈值，通过阈值分割出球体 的图像，计算球体的图像中球心位置，获取球心位置所在图层作为所述评价模体的待处理 图像。
[0063]其次，求得待处理图像的梯度图，设置阈值，对梯度图进行分割得到梯度图的逻辑 图像，即待处理图像中的圆的模糊边缘(如图3所示）。具体计算公式如下：
[0064] |V/|2=(g*/f+(gr.*/)2
[0065] 其中，其中[▽/!代表图像f的梯度;符号*表示卷积，g表示Sobel模板，其定义如下：
[0067]通过以上公式可以得到待处理图像的梯度。设置图像梯度阈值T = 50,去除模糊边 缘中对圆的边缘贡献小的点，这样，得到待处理图像中圆的边缘。
[0068]接着，通过待处理图像中圆的边缘求得待处理图像的圆心和半径。
[0069] 最后，通过比较待处理图像上任一点到圆心的距离与圆的半径的大小，判断该点 是在低密度区（圆内）还是高密度区（圆外），统计出所述待处理图像中包含的圆内点数、圆 内点CT值总和、圆外点数以及圆外点CT值总和。过程包括：
[0070] (Xi-a)2+(yi-b)2<r 2 (1)
[0071] r2< (xi-a)2+(yi-b)2< (r+R)2,0<R<30mm (2)
[0072] 若待处理图像中的点满足条件（1)，则该点为圆内点;若满足条件(2)，则该点为圆 外点（即图4中圆环内的点）。
[0073] 例如，若圆内点总数为A，圆内点的CT值总和为M，圆外点总数为B，圆外点的CT值总 和为N，可得到对应的评价指数F为：
[0075] 过程(5)，调整球体的半径r和参数R的比值，确定最优比的范围。首先，设定低密度 区圆的半径r = 18mm，对所述参数R以0.3mm为间隔在0-30mm范围内自动取值，按照上述过程 (4)求得不同几何校正效果对应的评价指数曲线F。评价指数F与参数R的关系如图5所示，图 中横轴代表R的取值，纵轴代表评价指数F的取值，不同曲线代表不同的几何校正效果。其结 果如表1所示。
[0076] 表1:
[0077]
[0078] 由表1可知，所述参数R的取值为（1mm~5mm)时，评价指数能较好的反应不同几何 校正效果。
[0079] 将r/R的比值作为横轴，评价指数F为纵轴，不同曲线代表不同的几何校正效果，即 可得到r/R与评价指数F的关系，如图6。其结果如表2所示。
[0080] 表2:
[0081]
[0083] 由表2可知，球体半径r与所述参数R的比值r/R为4~6时，评价指数能较好的反应 不同几何校正效果。
[0084] 过程(6)，用评价指数评价几何校正效果。为了模拟不同几何校正效果对应的评价 指数，取R = 3mm，r = 18mm。首先，在过程（1)中计算几何校正参数时，在钢珠的空间坐标值加 一个随机数，就可以得到不同几何校正效果对应的几何参数。经过过程(2)-(4)可得不同几 何校正效果对应的评价指数，各评价指数对应的重建图像如图7所示。评价指数与几何校正 效果之间有正相关的关系，即评价指数越高，CT系统的几何校正效果越好;反之，评价指数 越低，CT系统的几何校正效果越差。
[0085] 过程(7)，与评价图像空间分辨率(即观察线对数目）的方法作比较，展示评价指数 能够提高评价CT图像的几何校正效果的准确度。为了模拟细微差别的几何校正效果对应的 评价指数，取R= 3mm，r = 18mm。首先，在过程(1)中计算几何校正参数时，在钢珠的空间坐标 值加一个限制在〇.〇5mm内的随机数，就可以得到细微差别的几何校正效果对应的几何校正 参数。经过过程(2)-(4)可得不同几何校正效果对应的评价指数，同时对线对分辨率模体进 行扫描重建，各评价指数对应的线对模体重建图像如图8所示。评价指数可以把细微差别的 几何校正效果分为四个等级，但线对模体显示的均为51p/cm，说明评价指数能够提高评价 CT图像的几何校正效果的准确度。
[0086] 可见，本发明实施例提供了 CT系统几何校正效果的检验方法，提出评价指数，该指 数能够客观的反应出几何校正效果，为评价几何校正效果提供统一的标准，因此避免了由 于主观因素导致评价几何校正效果出现误差的问题。并且所需的几何校正模体的结构简 单，制造成本低廉，易于实现。
[0087]需要说明的是，对于前述的各方法实施例，为了简便描述，将其都表述为一系列的 动作组合，但是本领域技术人员应该知悉，本发明并不受所描述的动作顺序的限制，因为依 据本发明，某些步骤可以采用其它顺序或者同时进行。
[0088]基于与上述实施例中的CT系统几何校正效果的检验方法相同的思想，本发明还提 供CT系统几何校正效果的检验装置，该装置可用于执行上述CT系统几何校正效果的检验方 法。为了便于说明，CT系统几何校正效果的检验装置实施例的结构示意图中，仅仅示出了与 本发明实施例相关的部分，本领域技术人员可以理解，图示结构并不构成对装置的限定，可 以包括比图示更多或更少的部件，或者组合某些部件，或者不同的部件布置。
[0089] 图9为本发明一实施例的CT系统几何校正效果的检验装置的示意性结构图；如图9 所示，本实施例的CT系统几何校正效果的检验装置包括:校正参数计算模块710、校正重建 模块720、重建图像预处理模块730、重建图像预处理模块740、评价指数计算模块750以及比 较及校验模块760，各模块详述如下：
[0090] 上述校正参数计算模块710,用于扫描预设的校正模体，得到所述校正模体的投影 图像，根据所述校正模体及其投影图像得出CT系统的几何校正参数；
[0091] 上述校正重建模块720,用于扫描预设的评价模体，得到所述评价模体的投影图 像;根据各几何校正参数以及所述评价模体的投影图像，重建所述评价模体的三维图像;所 述评价模体由正方体和位于所述正方体内部的球体组成，所述球体球心和正方体重心重 合，且球体半径小于正方体的内切球体半径;球体的物质密度不同于正方体的物质密度； [0092]上述重建图像预处理模块730,用于从所述三维图像中分割出球体的图像，检测图 像中的球心位置，获取球心位置所在图层作为所述评价模体的待处理图像，检测所述待处 理图像中圆的边缘；
[0093] 上述图像点识别模块740,用于根据圆的边缘统计出所述待处理图像中的圆内点 数、圆内点CT值总和、圆外点数以及圆外点CT值总和；
[0094] 上述评价指数计算模块750,用于计算圆内点CT均值、圆外点CT均值，得出两者的 差的绝对值，作为评价对应几何校正参数的几何校正效果的评价指数；
[0095]上述比较及校验模块760,用于比较各组几何校正参数对应的评价指数，根据所述 评价指数的大小得出各组几何校正参数的几何校正效果的好坏。优选的，所述图像点识别 模块740包括：
[0096]圆心及半径子模块，用于根据圆的边缘确定出所述待处理图像中圆的圆心位置和 半径;识别子模块，用于识别所述待处理图像中的圆内点和圆外点，包括:将满足条件(Xl_ a)2+(yi-b)2 < r2的点识别为圆内点，将满足条件r2 < (Xl-a)2+(yi-b)2 < (r+R)2的点识别为 圆外点；以及，统计子模块，用于根据识别结果统计出圆内点数、圆内点CT值总和、圆外点数 以及圆外点CT值总和。其中，（ Xl，yi)为所述待处理图像中第i个点的坐标，（a，b)为所述待处 理图像中圆的圆心坐标，r为所述待处理图像中圆的半径，R为预设的参数，其取值范围为大 于0且小于正方体内切球半径与球体半径的差。
[0097]优选的，所述重建图像预处理模块730包括:边缘检测子模块，用于计算所述待处 理图像的梯度，得到待处理图像中圆的模糊边缘，计算公式包括：
[0098] |Vf!2 = (g*/)2+(gr*/)z
[0099]其中，ivn代表图像f的梯度，符号*表示卷积，g表示Sobel模板，其定义为：
[0101] 获取设定的图像梯度阈值，根据所述图像梯度阈值去除所述模糊边缘中的噪声 点，得到待处理图像中圆的边缘。
[0102] 优选的，所述校正参数计算模块710包括:校正模体扫描子模块，用于检测到所述 校正模体位于旋转中心并且所述校正模体的投影完全在所述CT系统的F0V内，扫描预设的 校正模体，使射线源和探测器绕所述校正模体旋转一周，等间隔采集所述校正模体的投影 图像.
[0103] 所述校正重建模块720包括:评价模体子模块，用于检测到所述评价模体位于旋转 中心并且所述评价模体的投影完全在所述CT系统的F0V内，扫描预设的评价模体，使射线源 和探测器绕所述评价模体旋转一周，等间隔采集所述评价模体的投影图像。
[0104] 进一步的，所述校正模体为:表面等螺距等角度的镶嵌多个标记点（例如钢珠）的 空心圆柱体。对应的，所述校正参数计算模块710还包括:参数计算子模块，用于获得每个角 度下钢珠的投影图像，并从钢珠的投影图像中检测出钢珠的投影坐标;获取每个钢珠在CT 系统中的空间坐标值，用一个随机数对每个钢珠的空间坐标值进行校正;根据每个钢珠对 应的投影坐标及其校正后的空间坐标，得出每个投影角度下所述CT系统的几何校正参数。
[0105] 需要说明的是，上述示例的CT系统几何校正效果的检验装置的实施方式中，各模 块/单元之间的信息交互、执行过程等内容，由于与本发明前述方法实施例基于同一构思， 其带来的技术效果与本发明前述方法实施例相同，具体内容可参见本发明方法实施例中的 叙述，此处不再赘述。
[0106] 此外，上述示例的CT系统几何校正效果的检验装置的实施方式中，各功能模块的 逻辑划分仅是举例说明，实际应用中可以根据需要，例如出于相应硬件的配置要求或者软 件的实现的便利考虑，将上述功能分配由不同的功能模块完成，即将所述CT系统几何校正 效果的检验装置的内部结构划分成不同的功能模块，以完成以上描述的全部或者部分功 能。其中各功能模既可以采用硬件的形式实现，也可以采用软件功能模块的形式实现。
[0107] 一种终端，包括内存和处理器，所述内存中储存有指令，所述指令被所述处理器执 行时，可使得所述处理器执行以下步骤：
[0108] 扫描预设的校正模体，得到所述校正模体的投影图像，根据所述校正模体及其投 影图像得出CT系统的几何校正参数；
[0109] 扫描预设的评价模体，得到所述评价模体的投影图像;根据各几何校正参数以及 所述评价模体的投影图像，重建所述评价模体的三维图像;所述评价模体由正方体球体组 成，所述球体球心和正方体重心重合，且球体半径小于正方体的内切球体半径;球体内的填 充物质密度低于球体与正方体之间的填充物质密度；
[0110] 从所述三维图像中分割出球体的图像，检测图像中的球心位置，获取球心位置所 在图层作为所述评价模体的待处理图像，并检测所述待处理图像中圆的边缘；
[0111] 根据圆的边缘统计出所述待处理图像中的圆内点数、圆内点CT值总和、圆外点数 以及圆外点CT值总和；
[0112]计算圆内点CT均值、圆外点CT均值，得出两者的差的绝对值，作为评价对应几何校 正参数的几何校正效果的评价指数；
[0113]比较各几何校正参数对应的评价指数，根据所述评价指数的大小得出各几何校正 参数的几何校正效果的高低。
[0114] 本领域普通技术人员可以理解，实现上述实施例方法中的全部或部分流程，是可 以通过计算机程序来指令相关的硬件来完成，所述的程序可存储于一计算机可读取存储介 质中，作为独立的产品销售或使用。所述程序在执行时，可执行如上述各方法的实施例的全 部或部分步骤。其中，所述的存储介质可为磁碟、光盘、只读存储记忆体（Read-Only Memory，R0M)或随机存储记忆体(Random Access Memory，RAM)等。
[0115] 在上述实施例中，对各个实施例的描述都各有侧重，某个实施例中没有详述的部 分，可以参见其它实施例的相关描述。
[0116]以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，不能理解为对本发明专利范围 的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下， 还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围 应以所附权利要求为准。
【主权项】
1. 一种CT系统几何校正效果的检验方法，其特征在于，包括： 扫描预设的校正模体，得到所述校正模体的投影图像，根据所述校正模体及其投影图 像得出CT系统的几何校正参数； 扫描预设的评价模体，得到所述评价模体的投影图像;根据几何校正参数以及所述评 价模体的投影图像，重建所述评价模体的三维图像;所述评价模体由正方体和球体组成，所 述球体球心和正方体重心重合，且球体半径小于正方体的内切球体半径;球体的物质密度 不同于正方体的物质密度； 从所述三维图像中分割出球体的图像，检测图像中的球心位置，获取球心位置所在图 层作为所述评价模体的待处理图像，并检测所述待处理图像中圆的边缘； 根据圆的边缘统计出所述待处理图像中的圆内点数、圆内点CT值总和、圆外点数以及 圆外点CT值总和； 计算圆内点CT均值、圆外点CT均值，得出两者的差的绝对值，作为评价对应几何校正参 数的几何校正效果的评价指数； 比较各组几何校正参数对应的评价指数，根据所述评价指数的大小得出各组几何校正 参数的几何校正效果的好坏。2. 根据权利要求1所述的CT系统几何校正效果的检验方法，其特征在于，所述根据圆的 边缘统计出所述待处理图像中的圆内点数、圆内点CT值总和、圆外点数以及圆外点CT值总 和，包括： 根据圆的边缘确定出所述待处理图像中圆的圆心位置和半径； 识别所述待处理图像中的圆内点和圆外点，包括： 将满足条件(Xl-a)2+(yi-b)2 < r2的点识别为圆内点， 将满足条件r2 < (Xl-a)2+(yi-b)2 < (r+R)2的点识别为圆外点； 根据识别结果统计出圆内点数、圆内点CT值总和、圆外点数以及圆外点CT值总和； 其中，（Xl，yi)为所述待处理图像中第i个点的坐标，（a，b)为所述待处理图像中圆的圆 心坐标，r为所述待处理图像中圆的半径，R为预设的参数，其取值范围为大于0且小于正方 体内切球半径与球体半径的差。3. 根据权利要求1所述的CT系统几何校正效果的检验方法，其特征在于，所述检测所述 待处理图像中圆的边缘，包括： 计算所述待处理图像的梯度，得到待处理图像中圆的模糊边缘，计算公式包括：其中，「▽./ I代表图像f的梯度，符马*串采裘·〇串采~1^1爐板，其定义为：根据设定的图像梯度阈值去除所述模糊边缘中的噪声点，得到待处理图像中圆的边 缘。4. 根据权利要求1所述的CT系统几何校正效果的检验方法，其特征在于， 所述扫描预设的校正模体，得到所述校正模体的投影图像，包括： 检测到所述校正模体位于旋转中心并且所述校正模体的投影完全在所述CT系统的FOV 内，扫描预设的校正模体，使射线源和探测器绕所述校正模体旋转一周，等间隔采集所述校 正模体的投影图像； 所述扫描预设的评价模体，得到所述评价模体的投影图像，包括： 检测到所述评价模体位于旋转中心并且所述评价模体的投影完全在所述CT系统的F0V 内，扫描预设的评价模体，使射线源和探测器绕所述评价模体旋转一周，等间隔采集所述评 价模体的投影图像。5. 根据权利要求4所述的CT系统几何校正效果的检验方法，其特征在于，所述校正模体 为:表面等螺距等角度的镶嵌多个标记点的空心圆柱体； 所述根据所述校正模体及其投影图像得出CT系统的几何校正参数，包括： 获得每个角度下标记点的投影图像，并从标记点的投影图像中检测出标记点的投影坐 标；由标记点的空间坐标值与投影坐标值的关系，计算出每个投影角度下所述CT系统的几 何校正参数。6. -种CT系统几何校正效果的检验装置，其特征在于，包括： 校正参数计算模块，用于扫描预设的校正模体，得到所述校正模体的投影图像，根据所 述校正模体及其投影图像得出CT系统的几何校正参数； 校正重建模块，用于扫描预设的评价模体，得到所述评价模体的投影图像;根据几何校 正参数以及所述评价模体的投影图像，重建所述评价模体的三维图像;所述评价模体由正 方体和球体组成，所述球体球心和正方体重心重合，且球体半径小于正方体的内切球体半 径;球体的物质密度不同于正方体的物质密度； 重建图像预处理模块，用于从所述三维图像中分割出球体的图像，检测图像中的球心 位置，获取球心位置所在图层作为所述评价模体的待处理图像，检测所述待处理图像中圆 的边缘； 图像点识别模块，用于根据圆的边缘统计出所述待处理图像中的圆内点数、圆内点CT 值总和、圆外点数以及圆外点CT值总和； 评价指数计算模块，用于计算圆内点CT均值、圆外点CT均值，得出两者的差的绝对值， 作为评价对应几何校正参数的几何校正效果的评价指数； 比较及校验模块，用于比较各组几何校正参数对应的评价指数，根据所述评价指数的 大小得出各组几何校正参数的几何校正效果的好坏。7. 根据权利要求6所述的CT系统几何校正效果的检验装置，其特征在于，所述图像点识 别丰吴块包括： 圆心及半径子模块，用于根据圆的边缘确定出所述待处理图像中圆的圆心位置和半 径； 识别子模块，用于识别所述待处理图像中的圆内点和圆外点，包括： 将满足条件(Xl-a)2+(yi_b)2 < r2的点识别为圆内点， 将满足条件r2 < (Xl-a)2+(yi-b)2 < (r+R)2的点识别为圆外点； 统计子模块，用于根据识别结果统计出圆内点数、圆内点CT值总和、圆外点数以及圆外 点CT值总和； 其中，（Xl，yi)为所述待处理图像中第i个点的坐标，（a，b)为所述待处理图像中圆的圆 心坐标，r为所述待处理图像中圆的半径，R为预设的参数，其取值范围为大于0且小于正方 体内切球半径与球体半径的差。8. 根据权利要求6所述的CT系统几何校正效果的检验装置，其特征在于，所述重建图像 预处理模块包括： 边缘检测子模块，用于计算所述待处理图像的梯度，得到待处理图像中圆的模糊边缘， 计算公式包括：其中，1 ▽.·/ I代表图像f的梯度，符号*表示卷积，g表示Sobe 1模板，其定义为：获取设定的图像梯度阈值，根据所述图像梯度阈值去除所述模糊边缘中的噪声点，得 到待处理图像中圆的边缘。9. 根据权利要求6所述的CT系统几何校正效果的检验装置，其特征在于，所述校正参数 计算模块包括： 校正模体扫描子模块，用于检测到所述校正模体位于旋转中心并且所述校正模体的投 影完全在所述CT系统的F0V内，扫描预设的校正模体，使射线源和探测器绕所述校正模体旋 转一周，等间隔采集所述校正模体的投影图像； 所述校正重建模块包括： 评价模体子模块，用于检测到所述评价模体位于旋转中心并且所述评价模体的投影完 全在所述CT系统的F0V内，扫描预设的评价模体，使射线源和探测器绕所述评价模体旋转一 周，等间隔采集所述评价模体的投影图像。10. 根据权利要求9所述的CT系统几何校正效果的检验装置，其特征在于，所述校正模 体为:表面等螺距等角度的镶嵌多个标记点的空心圆柱体； 所述校正参数计算模块还包括： 参数计算子模块，用于获得每个角度下标记点的投影图像，并从标记点的投影图像中 检测出标记点的投影坐标；由标记点的空间坐标值与投影坐标值的关系，计算出CT系统的 几何参数。
【文档编号】G06T5/00GK105869130SQ201610251571
【公开日】2016年8月17日
【申请日】2016年4月20日
【发明人】李翰威, 张光彪, 詹欣智, 黄文记, 詹延义
【申请人】广州华端科技有限公司