[發(fā)明專利]三維顯微CT掃描系統(tǒng)中射線源焦點的投影坐標(biāo)的標(biāo)定方法

無效

• 申請?zhí)枺?/td>: 200910079277.7
• 申請日: 2009-03-06
• 公開（公告）號: CN101515370A
• 公開（公告）日: 2009-08-26
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 楊民;李保磊;韓春梅;劉靜華;吳文晉;王鋼
• 申請（專利權(quán)）人: 北京航空航天大學(xué)
• 主分類號: G06T7/00
• 分類號: G06T7/00;A61B6/03;G01N23/04
• 代理公司: 北京永創(chuàng)新實專利事務(wù)所
• 代理人: 周長琪

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種適用于三維顯微CT掃描系統(tǒng)的射線源焦點的投影坐標(biāo)的標(biāo)定方法，是針對基于面陣探測器的X-射線顯微3D-CT(Three?DimensionalMicro-computed?Tomography)掃描成像系統(tǒng)射線源焦點坐標(biāo)的測量，可用于醫(yī)學(xué)和工業(yè)領(lǐng)域射線數(shù)字成像(DR-Digital?Radiography)、三維計算機(jī)斷層掃描(3D-CT)成像過程中的相關(guān)顯微測量。

背景技術(shù)

近幾年來，隨著微焦點X射線機(jī)性能的不斷提高和高分辨率面陣列探測器的出現(xiàn)，三維顯微CT技術(shù)在復(fù)合材料、微機(jī)電產(chǎn)品(MEMS)、電子元器件、石油巖芯等的質(zhì)量檢測和結(jié)構(gòu)分析中的應(yīng)用日益得到重視。該技術(shù)利用微焦點X-射線源和高投影放大比保證了微米級的信息重建，CT圖像的細(xì)節(jié)分辨力可達(dá)到2～5微米。顯微工業(yè)CT作為一種新型的無損檢測及產(chǎn)品質(zhì)量評估技術(shù)，其工作原理和傳統(tǒng)CT技術(shù)相同，二者的主要不同之處在于：顯微工業(yè)CT技術(shù)采用微焦點X射線源，焦點尺寸在幾十微米到幾個微米之間，這使得成像系統(tǒng)在很高的投影放大比下，仍然可以獲得幾何不清晰度很小的高分辨率DR圖像，從而保證了CT圖像的高空間分辨率。

專利號ZL?200610066252.X中公開了“一種適用于三維CT掃描系統(tǒng)投影坐標(biāo)原點的標(biāo)定方法”。在該專利中，通過在位于射線源和探測器之間的多自由度載物臺上放置一板狀目標(biāo)；目標(biāo)上任意安裝兩個圓形物體；當(dāng)射線源射出的錐束射線照射到目標(biāo)上時，通過移動多自由度載物臺，探測器采集到兩個成像位置的兩個圓形物體的DR圖像，通過最小二乘擬合法聯(lián)立解算出投影坐標(biāo)原點O的坐標(biāo)(λ_x，o，λ_z)。專利號ZL?200610066252.X中是基于二次成像的最小二乘擬合方法實現(xiàn)對投影坐標(biāo)原點O的高精度標(biāo)定，該發(fā)明方法比較適合于射線源為普通焦點的三維CT掃描系統(tǒng)投影坐標(biāo)原點的標(biāo)定。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是提供一種適用于三維顯微CT掃描系統(tǒng)射線源焦點的投影坐標(biāo)的標(biāo)定方法，該方法采用對兩個圓球進(jìn)行一次成像，獲得兩個圓球的橢圓形投影，然后采用圖像、圖形處理方法提取出兩個橢圓投影輪廓上的序列點坐標(biāo)，分別對序列點坐標(biāo)進(jìn)行最小二乘法擬合得到兩個橢圓投影長軸的直線方程(即長軸直線方程)，最后求解兩長軸直線方程的交點P′(λ_X，λ_Z)，該交點P′即為射線源焦點P在探測器的成像平面內(nèi)的投影坐標(biāo)。

本發(fā)明是一種適用于三維顯微CT掃描系統(tǒng)射線源焦點的投影坐標(biāo)的標(biāo)定方法，該方法是通過在位于射線源和面陣探測器之間的掃描臺上放置一支撐架，并在支撐架上任意安裝A圓球、B圓球；當(dāng)射線源射出的錐束射線分別照射到A圓球、B圓球上時，由面陣探測器采集到A圓球、B圓球在成像平面上的A橢圓投影、B橢圓投影；利用圖像、圖形處理方法，分別提取A橢圓投影、B橢圓投影的輪廓上的序列點坐標(biāo)，基于各自的輪廓上的序列點坐標(biāo)，利用最小二乘擬合法分別得到兩個橢圓投影長軸直線方程，最后求解該兩個長軸直線方程的交點P′(λ_X，λ_Z)，該交點P′即為射線源焦點P在面陣探測器的成像平面內(nèi)的投影坐標(biāo)。

本發(fā)明適用于三維顯微CT掃描系統(tǒng)射線源焦點的投影坐標(biāo)的標(biāo)定，具有如下優(yōu)點：(1)僅通過一次成像即可測量出射線源焦點投影坐標(biāo)值，有效縮短了圖像采集與數(shù)據(jù)處理時間；(2)通過求解橢圓長軸交點獲得射線源焦點投影坐標(biāo)，算法簡單易行，且不會產(chǎn)生假解；(3)雙圓球在成像時空間位置任意，只要保證其投影在面陣探測器成像區(qū)域內(nèi)即可，容易實現(xiàn)，且操作起來簡單；(4)以最小二乘法擬合橢圓的參數(shù)并聯(lián)立求解，求解坐標(biāo)值精度達(dá)到亞像素級；(5)與本發(fā)明人已獲得的專利號ZL?200610066252.X公開內(nèi)容相比，省略了步驟(B)和步驟(C)，真正實現(xiàn)了對兩個圓球的一次成像。

附圖說明

圖1是本發(fā)明用于進(jìn)行三維顯微CT掃描系統(tǒng)中射線源焦點的投影坐標(biāo)的標(biāo)定方法的原理簡示圖。

具體實施方式

下面將結(jié)合附圖對本發(fā)明做進(jìn)一步的詳細(xì)說明。