一种基于正弦图的工业CT系统水平偏移自动校正方法与流程

本公开涉及成像，具体而言，涉及一种基于正弦图的工业ct系统水平偏移自动校正方法。

背景技术：

1、计算机断层（computed tomography，ct）成像技术指的是在射线投影图的基础上，利用计算机重建出物体的断层图像。在ct扫描期间，转台会连续不断的进行旋转，这样，射线源点发射出的x射线将以不同的角度穿过设置在转台上的被测物体，并被探测器捕捉到射线信号。其中，不同角度的数据组可以组成一幅以探测器阵列为宽度，以扫描角度数量为高度的投影正弦图（sinogram）。

2、在实际进行图像重建的过程中，不管是解析法还是代数法重建，都需要将正弦图（即sino图）的投影旋转中心（center of rotation，cor）位于成像视野中探测器的中心，其表现为sino图的列中心。

3、然而，在实际情况下，转台受仪器精度等影响会导致 cor产生偏移，此种情况下，若仍以投影图的水平中点作为转台旋转中心位置，会严重的影响重建图像的清晰度，导致重建图像存在伪影，从而影响对重建图像的观察，严重的甚至会造成误判。

技术实现思路

1、本公开实施例至少提供一种基于正弦图的工业ct系统水平偏移自动校正方法，以结合互相关性运算及中心极值法运算实现旋转中心位置的自动校正，从而显著提升后续重建图像的质量。

2、第一方面，本公开实施例提供了一种基于正弦图的工业ct系统水平偏移自动校正方法，包括：

3、获取计算机断层ct旋转扫描操作下针对标准待测工件的投影正弦图；

4、基于所述投影正弦图的列方向特性进行互相关性运算，确定旋转中心在水平方向上的初始偏移范围；

5、在所述初始偏移范围内基于所述投影正弦图的行方向特性进行中心极值法运算，确定校正后的旋转中心偏移量。

6、在一种可能的实施方式中，所述在所述初始偏移范围内基于所述投影正弦图的行方向特性进行中心极值法运算，包括：

7、基于所述投影正弦图中前180度所对应的第一投影正弦子图与后180度所对应的第二投影正弦子图之间的对称关系，确定与每对投影角度对应的投影差值；

8、在所述初始偏移范围内基于各对所述投影角度对应的投影差值进行中心极值法运算，得到校正后的旋转中心偏移量。

9、在一种可能的实施方式中，所述在所述初始偏移范围内基于各对所述投影角度对应的投影差值进行中心极值法运算，包括：

10、针对行方向上的每个行元素，将各对所述投影角度对应的投影差值进行求和平均运算，得到在行方向上的多个投影平均值，每个投影平均值对应一个行元素；

11、在所述初始偏移范围内，确定使得所述投影平均值达到最小时的偏移量；

12、将确定的偏移量，作为所述校正后的旋转中心偏移量。

13、在一种可能的实施方式中，所述基于所述投影正弦图的列方向特性进行互相关性运算，包括：

14、基于所述投影正弦图的列方向特性，得到第一函数曲线；

15、将所述第一函数曲线进行水平翻转，得到第二函数曲线；

16、将所述第一函数曲线与所述第二函数曲线进行互相关运算，确定旋转中心在水平方向上的初始偏移范围。

17、在一种可能的实施方式中，所述将所述第一函数曲线与所述第二函数曲线进行互相关运算，包括：

18、在确定所述第一函数曲线关于偏移量对称的情况下，将所述第二函数曲线基于所述第一函数曲线及所述偏移量进行函数表示，得到表示后的第一函数曲线；

19、将所述第一函数曲线与所述表示后的第一函数曲线进行自相关运算，确定旋转中心在水平方向上的初始偏移范围。

20、在一种可能的实施方式中，在所述基于所述投影正弦图的列方向特性进行互相关性运算之前，所述方法还包括：

21、对所述投影正弦图进行自适应分割处理，得到处理后的投影正弦图。

22、在一种可能的实施方式中，所述对所述投影正弦图进行自适应分割处理，包括：

23、确定与所述投影正弦图对应的灰度直方图；

24、将所述灰度直方图中最大峰值指示的灰度值确定为执行自适应分割处理的目标灰度值；

25、基于所述目标灰度值对所述投影正弦图进行自适应分割处理，得到处理后的投影正弦图。

26、在一种可能的实施方式中，所述基于所述目标灰度值对所述投影正弦图进行自适应分割处理，包括：

27、基于预设窗宽确定与所述目标灰度值对应的目标灰度区间；

28、根据所述目标灰度区间对所述投影正弦图进行自适应分割处理，得到处理后的投影正弦图。

29、第二方面，本公开还提供了一种基于正弦图的工业ct系统水平偏移自动校正装置，包括：

30、获取模块，用于获取计算机断层ct旋转扫描操作下针对标准待测工件的投影正弦图；

31、确定模块，用于基于所述投影正弦图的列方向特性进行互相关性运算，确定旋转中心在水平方向上的初始偏移范围；

32、校正模块，用于在所述初始偏移范围内基于所述投影正弦图的行方向特性进行中心极值法运算，确定校正后的旋转中心偏移量。

33、第三方面，本公开还提供了一种电子设备，包括：处理器、存储器和总线，所述存储器存储有所述处理器可执行的机器可读指令，当电子设备运行时，所述处理器与所述存储器之间通过总线通信，所述机器可读指令被所述处理器执行时执行如第一方面及其各种实施方式中任一项所述的基于正弦图的工业ct系统水平偏移自动校正方法。

34、第四方面，本公开还提供了一种计算机可读存储介质，该计算机可读存储介质上存储有计算机程序，该计算机程序被处理器运行时执行如第一方面及其各种实施方式中任一项所述的基于正弦图的工业ct系统水平偏移自动校正方法。

35、采用上述基于正弦图的工业ct系统水平偏移自动校正方法，在获取到投影正弦图的情况下，可以基于投影正弦图的列方向特性进行互相关性运算，确定旋转中心在水平方向上的初始偏移范围，而后在初始偏移范围内基于投影正弦图的行方向特性进行中心极值法运算，确定校正后的旋转中心偏移量。这里的初始偏移范围作为一个粗略的偏移范围可以有效的将旋转中心限定在标准待测工件所对应的投影正弦图内，而后结合中心极值法运算可以确定更为精准的旋转中心位置，这将显著提升后续重建图像的质量。

36、本公开的其他优点将结合以下的说明和附图进行更详细的解说。

37、应当理解，上述说明仅是本公开技术方案的概述，以便能够总体了解本公开的技术手段，进而依照说明书的内容予以实施。为了让本公开的上述和其它目的、特征及优点能够更明显易懂，以下特举例说明本公开的具体实施方式。

技术特征：

1.一种基于正弦图的工业ct系统水平偏移自动校正方法，其特征在于，包括：

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述在所述初始偏移范围内基于所述投影正弦图的行方向特性进行中心极值法运算，包括：

3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述在所述初始偏移范围内基于各对所述投影角度对应的投影差值进行中心极值法运算，包括：

4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述基于所述投影正弦图的列方向特性进行互相关性运算，包括：

5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述将所述第一函数曲线与所述第二函数曲线进行互相关运算，包括：

6.根据权利要求1至5中任一项所述的方法，其特征在于，在所述基于所述投影正弦图的列方向特性进行互相关性运算之前，所述方法还包括：

7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，所述对所述投影正弦图进行自适应分割处理，包括：

8.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，所述基于所述目标灰度值对所述投影正弦图进行自适应分割处理，包括：

9.一种基于正弦图的工业ct系统水平偏移自动校正装置，其特征在于，包括：

10.一种电子设备，其特征在于，包括：处理器、存储器和总线，所述存储器存储有所述处理器可执行的机器可读指令，当电子设备运行时，所述处理器与所述存储器之间通过总线通信，所述机器可读指令被所述处理器执行时执行如权利要求1至8中任一项所述的基于正弦图的工业ct系统水平偏移自动校正方法。

11.一种计算机可读存储介质，其特征在于，该计算机可读存储介质上存储有计算机程序，该计算机程序被处理器运行时执行如权利要求1至8中任一项所述的基于正弦图的工业ct系统水平偏移自动校正方法。

技术总结
本公开提供了一种基于正弦图的工业CT系统水平偏移自动校正方法，其中，该方法包括：获取计算机断层CT旋转扫描操作下针对标准待测工件的投影正弦图；基于投影正弦图的列方向特性进行互相关性运算，确定旋转中心在水平方向上的初始偏移范围；在初始偏移范围内基于投影正弦图的行方向特性进行中心极值法运算，确定校正后的旋转中心偏移量。本公开中初始偏移范围作为一个粗略的偏移范围可以有效的将旋转中心限定在标准待测工件所对应的投影正弦图内，而后结合中心极值法运算可以确定更为精准的旋转中心位置，这将显著提升后续重建图像的质量。

技术研发人员：张超,周笛,王鹏,韩晶晶
受保护的技术使用者：俐玛精密测量技术（苏州）有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/15