用于成像设备的标定方法、装置、成像设备与流程

本公开的至少一种实施例涉及一种成像设备，具体地涉及一种用于成像设备的标定方法、装置、成像设备。

背景技术：

1、近年来，x射线计算机断层成像(computed tomography，ct)技术被广泛应用于工业检测、医疗诊断、安检等技术领域中。基于ct技术构建的ct成像设备，可以通过ct成像设备对物体或人体进行扫描，来获得物体或人体内部结构的图像信息。但是由于设备装配误差、设备老化等原因，可能会使ct成像设备的出现光源或探测器等设备构件出现几何误差，导致基于ct成像设备重建的图像信息发生图像扭曲、环伪影等图像缺陷，从而降低了ct成像设备所重建的图像信息的成像效果。

2、相关技术中通常需要对ct成像设备进行设备参数标定，来提升ct成像设备的图像重建效果。但相关设备参数标定方法的标定效率较低，且标定后的ct成像设备的图像信息存在较多的图像缺陷。

技术实现思路

1、鉴于上述问题，本公开提供了一种用于成像设备的标定方法、装置、成像设备。

2、根据本公开的第一个方面，提供了一种用于成像设备的标定方法，包括：

3、根据上述成像设备的辐射源的靶点理论位置、探测器的探测理论位置、以及标定模体的模体位置，计算第一理论交线，其中，上述第一理论交线表征上述靶点理论位置和上述探测理论位置之间的连接线穿过上述标定模体后，在上述标定模体内形成的传播路径；

4、基于上述第一理论交线、上述辐射源发射的射线在上述标定模体中的衰减系数以及上述成像设备中辐射源的射线能谱分布，确定针对上述标定模体的第一探测投影信息；以及

5、利用上述第一探测投影信息、以及上述成像设备扫描上述标定模体得到的第二探测投影信息之间的差异信息，调整上述成像设备的参数，以便对上述成像设备进行标定，得到标定后的目标参数。

6、根据本公开的实施例，利用上述第一探测投影信息、以及上述成像设备扫描上述标定模体得到的第二探测投影信息之间的差异信息，调整上述成像设备的参数包括：

7、根据目标函数处理上述第一探测投影信息和上述第二探测投影信息之间的差异信息，得到上述目标参数，其中，根据上述目标参数完成标定的上述成像设备，扫描上述标定模体后得到的目标第二探测投影信息与上述第一探测投影信息之间的目标差异信息收敛。

8、根据本公开的实施例，上述目标函数包括映射函数和损失函数；

9、根据目标函数处理上述第一探测投影信息和上述第二探测投影信息之间的差异信息，得到上述目标参数包括：

10、利用上述映射函数分别处理上述第一探测投影信息和上述第二探测投影信息，得到第一投影映射值与第二投影映射值；

11、利用上述损失函数处理上述第一投影映射值与上述第二投影映射值，得到损失值；

12、根据上述损失值迭代地调整上述成像设备的参数，直至上述损失函数收敛；以及

13、将上述损失函数收敛时对应的参数确定为上述目标参数。

14、根据本公开的实施例，上述成像设备包括多级成像设备，上述多级成像设备包括l个扫描级成像装置，l≥2；

15、利用上述第一探测投影信息，以及上述成像设备扫描上述标定模体得到的第二探测投影信息之间的差异信息，调整上述成像设备的参数包括：

16、基于由每个上述扫描级成像装置扫描上述标定物体得到的第二探测投影信息、与上述扫描级成像装置各自对应的第一探测投影信息之间的差异信息，调整每个上述扫描级成像装置的装置成像参数，得到每个上述扫描级成像装置标定后的目标装置成像参数；以及

17、将l个上述扫描级成像装置各自的目标装置成像参数进行坐标系统一，得到标定后的目标参数。

18、根据本公开的实施例，上述标定模体设置在n个不同的标定区域，n≥2；

19、上述标定方法还包括：

20、利用上述成像设备分别扫描在每个上述标定区域的上述标定模体，得到与每个上述标定区域对应的候选第二探测投影信息；以及

21、根据n个上述标定区域各自对应的候选第二探测投影信息，确定上述第二探测投影信息。

22、根据本公开的实施例，上述标定模体设置在标定区域中，设置在上述标定区域的标定模体包括m个标定姿态，m≥2；

23、上述成像设备标定方法还包括：

24、利用上述成像设备分别对每个上述标定姿态的标定模体进行扫描，得到上述标定模体与每个上述标定姿态对应的候选第二探测投影信息；以及

25、根据m个上述标定姿态各自对应的候选第二探测投影信息，确定上述第二探测投影信息。

26、根据本公开的实施例，上述标定模体设置在上述成像设备的扫描区域中；并且

27、上述标定模体覆盖上述扫描区域的覆盖面积大于或等于预设覆盖阈值，其中，上述预设覆盖阈值基于上述扫描区域的扫描区域面积确定。

28、根据本公开的实施例，上述标定模体包括标定模体单元，上述标定模体单元包括呈阵列式分布的多个标定丝。

29、根据本公开的实施例，上述标定丝包括以下至少一项：

30、圆柱标定丝、立方体标定丝、锥形体标定丝、梯形体标定丝。

31、根据本公开的实施例，上述成像设备的参数包括：

32、辐射源的靶点位置与探测器的探测位置。

33、本公开的第二个方面提供了一种用于成像设备的标定装置，包括：

34、计算模块，被配置成根据上述成像设备的辐射源的靶点理论位置、探测器的探测理论位置、以及标定模体的模体位置，计算第一理论交线，其中，上述第一理论交线表征上述靶点理论位置和上述探测理论位置之间的连接线穿过上述标定模体后，在上述标定模体内形成的传播路径；

35、确定模块，被配置成基于上述第一理论交线、上述辐射源发射的射线在上述标定模体中的衰减系数以及上述成像设备中辐射源的射线能谱分布，确定针对上述标定模体的第一探测投影信息；以及

36、调整模块，被配置成利用上述第一探测投影信息、以及上述成像设备扫描上述标定模体得到的第二探测投影信息之间的差异信息，调整上述成像设备的参数，以便对上述成像设备进行标定，得到标定后的目标参数。

37、根据本公开的实施例，上述调整模块进一步配置成：

38、根据目标函数处理上述第一探测投影信息和上述第二探测投影信息之间的差异信息，得到上述目标参数，其中，根据上述目标参数完成标定的上述成像设备，扫描上述标定模体后得到的目标第二探测投影信息与上述第一探测投影信息之间的目标差异信息收敛。

39、根据本公开的实施例，上述目标函数包括映射函数和损失函数；

40、根据目标函数处理上述第一探测投影信息和上述第二探测投影信息之间的差异信息，得到上述目标参数包括：

41、利用上述映射函数分别处理上述第一探测投影信息和上述第二探测投影信息，得到第一投影映射值与第二投影映射值；

42、利用上述损失函数处理上述第一投影映射值与上述第二投影映射值，得到损失值；

43、根据上述损失值迭代地调整上述成像设备的参数，直至上述损失函数收敛；以及

44、将上述损失函数收敛时对应的参数确定为上述目标参数。

45、根据本公开的实施例，上述成像设备包括多级成像设备，上述多级成像设备包括l个扫描级成像装置，l≥2；

46、上述调整模块进一步配置成：

47、基于由每个上述扫描级成像装置扫描上述标定物体得到的第二探测投影信息、与上述扫描级成像装置各自对应的第一探测投影信息之间的差异信息，调整每个上述扫描级成像装置的装置成像参数，得到每个上述扫描级成像装置标定后的目标装置成像参数；以及

48、将l个上述扫描级成像装置各自的目标装置成像参数进行坐标系统一，得到标定后的目标参数。

49、根据本公开的实施例，上述标定模体设置在n个不同的标定区域，n≥2；

50、上述标定装置还包括：

51、第一扫描模块，用于利用上述成像设备分别扫描在每个上述标定区域的上述标定模体，得到与每个上述标定区域对应的第二探测投影信息；以及

52、第一确定模块，被配置成根据n个上述标定区域各自对应的候选第二探测投影信息，确定上述第二探测投影信息。

53、根据本公开的实施例，上述标定模体设置在标定区域中，设置在上述标定区域的标定模体包括m个标定姿态；

54、上述标定装置还包括：

55、第二扫描模块，被配置成利用上述成像设备分别对每个上述标定姿态的标定模体进行扫描，得到上述标定模体与每个上述标定姿态对应的第二探测投影信息；以及

56、第二确定模块，被配置成根据m个上述标定姿态各自对应的候选第二探测投影信息，确定上述第二探测投影信息。

57、根据本公开的实施例，上述标定模体设置在上述成像设备的扫描区域中；并且

58、上述标定模体覆盖上述扫描区域的覆盖面积大于或等于预设覆盖阈值，其中，上述预设覆盖阈值基于上述扫描区域的扫描区域面积确定。

59、根据本公开的实施例，上述标定模体包括标定模体单元，上述标定模体单元包括呈阵列式分布的多个标定丝。

60、根据本公开的实施例，上述标定丝包括以下至少一项：

61、圆柱标定丝、立方体标定丝、锥形体标定丝、梯形体标定丝。

62、根据本公开的实施例，上述成像设备的参数包括：

63、辐射源的靶点位置与探测器的探测位置。

64、本公开的第三个方面提供了一种成像设备，包括：

65、辐射源，适用于发出辐射束；

66、输送装置，适用于输送被检测的物品，上述传输装置上方限定传输通道，上述标定模体设置在上述传输通道中；

67、探测器，适用于接收穿过上述被检测的物品或者标定模体的辐射束；以及

68、根据如上所述的标定装置。

69、根据上述实施例的成像设备标定方法、装置、成像设备，可以根据成像设备扫描标定模体得到的第二探测投影信息与第一探测投影信息之间的差异，调整成像设备的参数，从而可以将第二探测投影信息与第一探测投影信息之间的差异最小化时对应的成像设备的参数作为目标参数，从而完成对成像设备的系统参数的标定，提升ct成像设备输出的重建图像的图像质量。