[發明專利]基于質心投影軌跡擬合的錐束CT溫度漂移校正方法及系統

有效

• 申請號: 202110290331.3
• 申請日: 2021-03-18
• 公開（公告）號: CN112884862B
• 公開（公告）日: 2022-11-01
• 發明（設計）人: 李磊;韓玉;席曉琦;劉夢楠;閆鑌;譚思宇;楊雙站;孫釗穎
• 申請（專利權）人: 中國人民解放軍戰略支援部隊信息工程大學;鄭州信大先進技術研究院
• 主分類號: G06T11/00
• 分類號: G06T11/00
• 代理公司: 鄭州大通專利商標代理有限公司 41111
• 代理人: 周艷巧

1.一種基于質心投影軌跡擬合的錐束CT溫度漂移校正方法，用于CT投影重建，其特征在于，包含如下內容：

依據CT原始投影圖像數據，得到被投影物體質心投影軌跡曲線；

設置局部區間長度比例及區間步長，利用該比例下的被投影物體局部區間質心投影估計未發生溫度漂移時被投影物體整體投影軌跡曲線；

依據估計得到的整體投影軌跡曲線和計算得到的投影軌跡曲線兩者的曲線偏差獲取溫度漂移量；

通過溫度漂移量將原始投影圖像亞像素級平移來實現CT圖像偏移校正；

利用CT原始投影圖像，通過計算水平方向和垂直方向被投影物體原始質心來獲取其投影軌跡曲線；

針對水平方向的溫度漂移，利用二維投影圖并通過固定縱坐標來遍歷水平坐標獲取一維數組，通過遍歷投影角度得到水平方向的質心正弦圖；針對垂直方向的溫度漂移，利用二維投影圖并依據設定的投影角度，遍歷縱坐標對水平坐標的投影值獲取一維曲線，計算一維曲線質心，通過遍歷所有角度來獲取垂直方向的質心正弦圖；

通過設定投影間隔，使物體被掃描一周，并設定擬合曲線周期，利用先驗知識的擬合曲線來估計整體投影軌跡曲線，其中，先驗知識為水平方向和垂直方向投影總數擬合比例下的局部質心投影；

將擬合曲線和估計曲線在極值處對齊，獲取對齊后的擬合曲線；通過對齊后的擬合曲線和估計曲線做差來得到溫度漂移量。

2.根據權利要求1所述的基于質心投影軌跡擬合的錐束CT溫度漂移校正方法，其特征在于，通過最小二乘法進行擬合來估計未發生溫度漂移時被投影物體整體投影軌跡曲線，其中，擬合曲線方程表示為：r'(θ)＝a+bsin(ωθ)+ccos(ωθ)，θ為投影角度，a,b,c為待估計常數，w為已知常數。

3.根據權利要求1所述的基于質心投影軌跡擬合的錐束CT溫度漂移校正方法，其特征在于，溫度漂移擬合比例設定為投影總數的后14％。

4.根據權利要求1所述的基于質心投影軌跡擬合的錐束CT溫度漂移校正方法，其特征在于，將原始投影圖像作為待平移圖像，依據設定的圖像插值倍數進行插值；針對插值后的圖像，依據溫度漂移量進行圖像平移，通過圖像采樣來獲取原始尺寸圖像。

5.根據權利要求4所述的基于質心投影軌跡擬合的錐束CT溫度漂移校正方法，其特征在于，圖像插值倍數大小設定為10。

6.一種基于質心投影軌跡擬合的錐束CT溫度漂移校正系統，用于CT投影重建，其特征在于，基于權利要求1所述的方法實現，包含：數據處理模塊、曲線估計模塊、溫漂計算模塊和圖像校正模塊，其中，

數據處理模塊，用于依據CT原始投影圖像數據，得到被投影物體質心投影軌跡曲線；

曲線估計模塊，用于通過局部區間長度比例及區間步長，利用該比例下的被投影物體局部區間質心投影估計未發生溫度漂移時被投影物體整體投影軌跡曲線；

溫漂計算模塊，用于依據估計得到的整體投影軌跡曲線和計算得到的投影軌跡曲線兩者的曲線偏差獲取溫度漂移量；

圖像校正模塊，用于通過溫度漂移量將原始投影圖像亞像素級平移來實現CT圖像偏移校正；

利用CT原始投影圖像，通過計算水平方向和垂直方向被投影物體原始質心來獲取其投影軌跡曲線；

針對水平方向的溫度漂移，利用二維投影圖并通過固定縱坐標來遍歷水平坐標獲取一維數組，通過遍歷投影角度得到水平方向的質心正弦圖；針對垂直方向的溫度漂移，利用二維投影圖并依據設定的投影角度，遍歷縱坐標對水平坐標的投影值獲取一維曲線，計算一維曲線質心，通過遍歷所有角度來獲取垂直方向的質心正弦圖；

通過設定投影間隔，使物體被掃描一周，并設定擬合曲線周期，利用先驗知識的擬合曲線來估計整體投影軌跡曲線，其中，先驗知識為水平方向和垂直方向投影總數擬合比例下的局部質心投影；

將擬合曲線和估計曲線在極值處對齊，獲取對齊后的擬合曲線；通過對齊后的擬合曲線和估計曲線做差來得到溫度漂移量。