[發明專利]透視X光線圖像校正器及其校正方法

有效

• 申請號: 201310396044.6
• 申請日: 2013-09-03
• 公開（公告）號: CN103489181B
• 公開（公告）日: 2017-01-18
• 發明（設計）人: 王少白;程小斌;李建國;陳少楠
• 申請（專利權）人: 上海逸動醫學科技有限公司
• 主分類號: G06T7/00
• 分類號: G06T7/00;A61B6/03
• 代理公司: 上海漢聲知識產權代理有限公司31236
• 代理人: 胡晶

技術領域

本發明涉及醫療設備領域，特別涉及一種透視X光線圖像校正器及其校正方法。

背景技術

C型臂廣泛應用于醫療臨床，采用X射線透視的原理來對人體骨骼，軟組織等進行成像，便于后期的分析。射線接收器由于呈球形，得到的圖像會產生變形失真。圖像校正可提高圖像的真實性和后續分析的精確性。現有的圖像校正方法需要借助額外的第三方硬件進行標定成像系統。在一些醫學研究中，需要準確的計算光源位置，現尚無比較有效的方法精確計算C型臂系統的光源位置。

現有的用于透視X光線圖像校正的設備主要是國外廠商生產的校正靶，校正靶的結構復雜且價格昂貴，同時需要借助發光設備進行空間定位，無法對光源位置進行精確定位。

申請號為200910087257.4的中國發明專利公開了一種基于透視成像模型標定的C型臂圖像校正方法，其采用了第三方（雙目鏡頭定位系統）硬件，它主要是把C型臂系統成像參數標定和C型臂X射線投影失真圖像校正作為一個整體，基于透視成像模型來標定C型臂系統獲得C型臂系統的內外參數，再利用標定C型臂系統獲得的畸變參數，最后由標定的透視成像模型，對失真圖像進行校正。其缺點在于：圖像處理的方法過于復雜，繁瑣；除標記蒙版外，其還需借助雙目鏡頭定位系統等第三方硬件系統進行定位。無法對光源位置進行精確定位。

發明內容

本發明針對現有技術存在的上述不足，提供了一種透視X光線圖像校正器，其結構簡單，無需借助第三方硬件，C型臂成像系統的標定和圖像校正同步進行，圖像處理的方法相對簡單合理，圖像校正速度快捷。

本發明通過以下技術方案實現：

一種透視X光線圖像校正器，用以校正C型臂拍攝的透視圖像，包括：

第一圓形有機玻璃板，第一圓形有機玻璃板的圓心周圍對稱設置有若干孔洞；

第二圓形有機玻璃板，第二圓形有機玻璃板上均勻設置有若干孔洞；

若干支撐柱，兩端分別連接在第一圓形有機玻璃板以及第二圓形有機玻璃板上；

若干掛鉤，設置在第二圓形有機玻璃板的側面，用以懸掛在C型臂上；

其中，第一圓形有機玻璃板和第二圓形有機玻璃板上的每一孔洞內都設置有等直徑的鋼珠。

較佳的，第一圓形有機玻璃板上的孔洞為4個，呈正方形。

較佳的，第二圓形有機玻璃板上還包括一豎直方向的槽，用以在C型臂旋轉的情況下確定方向。

較佳的，第二圓形有機玻璃板上每隔一固定角度和一固定距離設置一孔洞。

較佳的，第一圓形有機玻璃板和第二圓形有機玻璃板直徑為300至400毫米，厚度為2至6毫米。

本發明另提供一種透視X光線圖像校正方法，利用上述的透視X光線圖像校正器，通過C型臂對本校正器所成圖像，通過圖像處理的方法，計算出C型臂所成圖像失真，偏移的具體量，和光源位置，這樣可以應用于同時間段所拍攝的透視圖像。

執行包括以下步驟：

S1、將透視X光線圖像校正器懸掛在C型臂的X光接受層面上；

S2、控制C型臂拍攝校正器，獲得校正器的透視圖像；

S3、區分透視圖像上第一圓形有機玻璃板和第二圓形有機玻璃板的鋼珠投影點；

S4、將第一圓形有機玻璃板的鋼珠投影點與其實際的位置進行比較，計算得到C型臂光源的位置；

將第二圓形有機玻璃板的鋼珠投影點與其實際的位置進行比較，計算得到透視圖像坐標位置的偏移矩陣，根據計算得到的偏移矩陣對透視圖像進行校正。

較佳的，步驟S3包括：

S31、將校正器的透視圖像轉化成黑白二值圖；

S32、對黑白二值圖進行去除噪音像素處理；以及，

進行圓盤擴張，然后去除環境產生的大塊像素；

S33、通過第一圓形有機玻璃板和第二圓形有機玻璃板的鋼珠投影點的像素面積來區分第一圓形有機玻璃板和第二圓形有機玻璃板的鋼珠投影點。

較佳的，步驟S4中的“將第一圓形有機玻璃板的鋼珠投影點與其實際的位置進行比較，計算得到C型臂光源的位置”包括以下步驟：

S41、為C型臂光源的位置假設一初始值；

S42、計算此初始值位置下，第一圓形有機玻璃板的鋼珠投影點；

S43、計算S42中的鋼珠投影點與實際鋼珠投影點的誤差；

S44、實用迭代優化，每次迭代對C型臂光源的位置移動一小值，重復S42和S43；

S45、找到最小的誤差，其對應的C型臂光源的位置即C型臂光源的真實位置。