CN112634353A - Cbct系统几何标定模体自标定方法、装置及介质 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种CBCT系统几何标定模体自标定方法、装置、设备及介质，方法包括：获取标定模体，并确定所述标定模体的粗略空间坐标；采集所述标定模体的多种摆位姿态下的投影图像，确定标记物投影的中心位置坐标；计算所述每种摆位姿态下的系统几何参数；根据所述中心位置坐标和所述系统几何参数，构造约束条件和目标函数；计算所述目标函数的目标极值，并根据所述最优极值计算标记物的目标空间坐标。本发明提高了标记物真实空间位置的计算精确度，可广泛应用于图像处理技术领域。
Description
技术领域
本发明涉及图像处理技术领域，尤其是一种CBCT系统几何标定模体自标定方法、装置及介质。
背景技术
目前CBCT系统在医学成像中有着广泛应用。实现高分辨率的CBCT图像重建需要精确的系统几何结构，也即射线源和探测器的相对位置关系。但由于机械加工误差和安装精度等原因，实际的几何结构与设计的几何结构存在较大偏差导致重建图像中出现几何伪影，严重降低了图像质量。为解决以上问题，需要对CBCT系统进行几何标定。
标定方法主要分为离线标定和在线标定两大类。离线标定使用专用标记物的模体，需要在扫描成像对象之前对标定模体进行预扫描。通过建立直接线性变换(DLT)等式，计算出CBCT系统几何参数，DLT被广泛认为是CBCT系统几何标定方法的黄金标准。离线标定方法的优点是简易实用，但由于标定模体加工误差，标记物空间位置与设计位置往往存在偏差，导致几何参数的计算出现误差。
在线几何标定可消除标定模体加工误差的影响，该方法优点是不需要对标定模体进行预扫描，而是通过优化图像的某个特征(如图像信息熵(IE)，边缘锐度，弦图数据的冗余，投影和的对称性等)估计出系统的几何参数。但在线标定缺点也很明显，计算量大、计算时间长、对初解敏感容易陷入局部解，阻碍了其在实际的应用。
离线标定为减小加工误差需借助高精度激光机床对标记物空间位置进行定位，增加了模体的制作周期和成本。目前能够精确计算标记物真实空间位置的算法仍然空缺。目前有学者通过粒子群优化方案计算标记物坐标，但该方案复杂度较高，需借助临床螺旋CT和专门制作的质量保证(QA)模体，并且对初解敏感容易陷入局部解。
发明内容
有鉴于此，本发明实施例提供一种CBCT系统几何标定模体自标定方法、装置及介质，以提高标记物真实空间位置的计算精确度。
本发明的一方面提供了一种CBCT系统几何标定模体自标定方法，包括：
获取标定模体，并确定所述标定模体的粗略空间坐标；
采集所述标定模体的多种摆位姿态下的投影图像，确定标记物投影的中心位置坐标；
计算所述每种摆位姿态下的系统几何参数；
根据所述中心位置坐标和所述系统几何参数，构造约束条件和目标函数；
计算所述目标函数的目标极值，并根据所述最优极值计算标记物的目标空间坐标。
优选地，所述获取标定模体，并确定所述标定模体的粗略空间坐标，包括：
预设一组标记物空间坐标；
根据所述预设的标记物空间坐标，在空间位置上粗略放置所述标记物，确定所述标记物的粗略空间坐标。
优选地，所述采集所述标定模体的多种摆位姿态下的投影图像，确定标记物投影的中心位置坐标，包括：
通过X线成像设备对所述标定模体进行多次投影采集，得到多种摆位姿态下的投影图像；其中，每次投影采集的标定模体的摆位姿态不同；
对所述多种摆位姿态下的投影图像进行分割处理，得到标记物投影的中心位置坐标。
优选地，所述计算所述每种摆位姿态下的系统几何参数，包括：
获取所述预设的标记物空间坐标和所述中心位置坐标；
通过几何参数估计算法计算所述每种摆位姿态下的系统几何参数。
优选地，所述根据所述中心位置坐标和所述系统几何参数，构造约束条件和目标函数中，
所述约束条件包括：
所述X线成像设备中射线源到探测器的距离保持不变；
所述X线成像设备中射线源在探测器垂足点的坐标保持不变；
所述每个摆位姿态根据当前几何参数投影出来的标记物的中心位置坐标与实际采集获得的标记物中心位置坐标保持一致；
所述目标函数为：
其中，α1和α2为松弛因子，用于调节约束条件对目标函数的贡献值；ki和kj为系统内矩阵的几何参数。
为不同姿态投影的组合数量；(xri,yri,zri)代表标记物空间坐标；
代表实际标记物投影的中心位置坐标；(uij,vij)代表每个摆位姿态根据当前几何参数投影出来的标记物的中心位置坐标。
优选地，所述方法还包括：
将所述目标空间坐标作为标记物的真实空间位置；
根据所述标记物的真实空间位置，确定模体加工误差。
优选地，所述标定模体的标记物排序为螺旋状排布。
本发明实施例的另一方面提供了一种CBCT系统几何标定模体自标定装置，包括：
获取模块，用于获取标定模体，并确定所述标定模体的粗略空间坐标；
采集模块，用于采集所述标定模体的多种摆位姿态下的投影图像，确定标记物投影的中心位置坐标；
计算模块，用于计算所述每种摆位姿态下的系统几何参数；
构造模块，用于根据所述中心位置坐标和所述系统几何参数，构造约束条件和目标函数；
计算模块，用于计算所述目标函数的目标极值，并根据所述最优极值计算标记物的目标空间坐标。
本发明实施例的另一方面提供了一种电子设备，包括处理器以及存储器；
所述存储器用于存储程序；
所述处理器执行所述程序实现如前面所述的方法。
本发明实施例的另一方面提供了一种计算机可读存储介质，所述存储介质存储有程序，所述程序被处理器执行实现前面所述的方法。
本发明实施例还公开了一种计算机程序产品或计算机程序，该计算机程序产品或计算机程序包括计算机指令，该计算机指令存储在计算机可读存储介质中。计算机设备的处理器可以从计算机可读存储介质读取该计算机指令，处理器执行该计算机指令，使得该计算机设备执行前面的方法。
本发明的实施例首先获取标定模体，并确定所述标定模体的粗略空间坐标；接着采集所述标定模体的多种摆位姿态下的投影图像，确定标记物投影的中心位置坐标；然后计算所述每种摆位姿态下的系统几何参数；根据所述中心位置坐标和所述系统几何参数，构造约束条件和目标函数；最后计算所述目标函数的目标极值，并根据所述最优极值计算标记物的目标空间坐标，提高了标记物真实空间位置的计算精确度。
附图说明
为了更清楚地说明本申请实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本申请实施例提供的方法流程示意图；
图2为本申请实施例提供的X射线成像对标定模体以不同姿态扫描示意图；
图3为本申请实施例提供的两例采集到的标定模体投影示例图。
具体实施方式
为了使本申请的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本申请进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本申请，并不用于限定本申请。
针对现有技术存在的问题，本发明实施例提供了一种CBCT系统几何标定模体自标定方法，如图1所示，该方法包括：
获取标定模体，并确定所述标定模体的粗略空间坐标；
采集所述标定模体的多种摆位姿态下的投影图像，确定标记物投影的中心位置坐标；
计算所述每种摆位姿态下的系统几何参数；
根据所述中心位置坐标和所述系统几何参数，构造约束条件和目标函数；
计算所述目标函数的目标极值，并根据所述最优极值计算标记物的目标空间坐标。
优选地，所述获取标定模体，并确定所述标定模体的粗略空间坐标，包括：
预设一组标记物空间坐标；
根据所述预设的标记物空间坐标，在空间位置上粗略放置所述标记物，确定所述标记物的粗略空间坐标。
具体地，本申请实施例首先确定一组设计的标记物空间坐标(xi,yi,zi)，i＝1,2,3…,N。N为标记物的数量。通过简易的机械装置或手工方式制作标定模体，并根据上述空间坐标在该空间位置上粗略放置标记物。
优选地，所述采集所述标定模体的多种摆位姿态下的投影图像，确定标记物投影的中心位置坐标，包括：
通过X线成像设备对所述标定模体进行多次投影采集，得到多种摆位姿态下的投影图像；其中，每次投影采集的标定模体的摆位姿态不同；
对所述多种摆位姿态下的投影图像进行分割处理，得到标记物投影的中心位置坐标。
具体地，本申请实施例在任意X线成像设备上对制作好的标定模体进行M次投影采集。每次扫描保持成像设备不变化，但标定模体的姿态和位置均要发生变化，从而得到M组不同姿态的投影。对M组投影的标记物投影进行图像分割，获取标记物投影的中心位置坐标
j＝1,2,3…,M。
优选地，所述计算所述每种摆位姿态下的系统几何参数，包括：
获取所述预设的标记物空间坐标和所述中心位置坐标；
通过几何参数估计算法计算所述每种摆位姿态下的系统几何参数。
优选地，所述根据所述中心位置坐标和所述系统几何参数，构造约束条件和目标函数中，
所述约束条件包括：
所述X线成像设备中射线源到探测器的距离保持不变；
所述X线成像设备中射线源在探测器垂足点的坐标保持不变；
所述每个摆位姿态根据当前几何参数投影出来的标记物的中心位置坐标与实际采集获得的标记物中心位置坐标保持一致；
所述目标函数为：
其中，α1和α2为松弛因子，用于调节约束条件对目标函数的贡献值；ki和kj为系统内矩阵的几何参数。
为不同姿态投影的组合数量；(xri,yri,zri)代表标记物空间坐标；
代表实际标记物投影的中心位置坐标；(uij,vij)代表每个摆位姿态根据当前几何参数投影出来的标记物的中心位置坐标。
具体地，本申请实施例根据设计的标记物空间坐标(xi,yi,zi)和标记物投影的中心位置坐标
通过几何参数估计算法可计算得到每种姿态下的系统几何参数。并构造以下约束条件：(1)由于M次扫描均在同一台设备上进行，短时间内射线源到探测器距离SID及射线源在探测器垂足点的(u0,v0)坐标保持不变。(2)每个姿态投影估算出来的标记物的中心坐标(uij,vij)和采集获得的标记物中心坐标
保持一致。根据以上约束，构造最优目标函数：
其中，比例系数α1和α2为松弛因子，用来调节两种约束条件对目标函数的贡献值。k＝[SID,u0,v0]，为系统内矩阵的几何参数。
为不同姿态投影的组合数量。
优选地，所述方法还包括：
将所述目标空间坐标作为标记物的真实空间位置；
根据所述标记物的真实空间位置，确定模体加工误差。
具体地，本申请实施例通过最优化算法优化以上目标函数，可计算得到最优的标记物空间坐标(xri,yri,zri)，此最优标记物空间坐标即为标记物真实的空间位置，模体加工误差可计算为：(xei,yei,zei)＝(xri,yri,zri)-(xi,yi,zi)。
优选地，标定模体的标记物材料选择为钢珠；
优选地，标定模体的标记物排序为螺旋状排布；
优选地，标记物投影分割方法为Mask r-cnn；
优选地，若标记物投影有重叠，采用基于圆弧的椭圆检测方法获取标记物投影的中心坐标；
优选地，所选的几何参数估计算法为DLT算法；
优选地，所选的最优化算法为CMAES(Covariance Matrix Adaptation EvolutionStrategy)极大似然估计优化算法。
综上所述，相较于现有技术，本发明实施例的标定模体自标定方法，具有以下优点：
(1)不需借助临床螺旋CT和专门制作的质量保证(QA)模体，降低了实验复杂度及制作成本。
(2)所提出的自标定方法只需要钢珠点的近似三维坐标作为初始先验知识，即使模体存在加工误差，利用该模体仍能够得到精确的几何校正结果。
(3)所提出的自标定方法可以应用于任何类型的几何标定专用标定模体。除非模体被外力损坏，这种自标定过程只需在每个标定模体的整个寿命周期内执行一次。该方法操作简单，计算速度快，为CBCT系统的几何标定提供了很高的实用价值。
下面以具体的CBCT成像原型机的操作过程，来对本发明的实现方法进行详细描述：
本申请实施例使用CBCT成像原型机作为X线成像设备，在此过程中，射线源和探测器始终保持不动，设计的射线源到探测器的垂直距离(Source-to-Image-Distance，SID)为810mm，但实际机架存在几何误差，SID在810mm左右。探测器分辨率为1920×1536，像素大小为0.127mm。
具体的操作步骤为：
S1、手动制作标定模体并确定每个钢珠点的初始坐标；由于本发明提出的自标定算法只需要钢珠点的近似三维坐标作为初始值，因此，标定模体的制作可以不再借助于高精度激光定位加工技术。操作者可以通过在低衰减圆筒使用直尺测量进行钢珠点位置的标记，之后使用手持钻孔机在特定位置钻孔。值得注意的是，对低衰减圆筒进行钻孔之前要确定好钻头的尺寸大小，本发明中使用1mm的钻头，与使用的1mm直径的钢珠点大小相契合。完成钻孔后，可在孔内嵌入钢珠点来制作标定模体。对于CBCT系统几何标定，一般模体上钢珠点数量在28个以上，在本示例中钢珠点个数为N＝33。此外，在本示例中，除了钢珠点，同时也在标定模体上嵌入了短铁丝这一标记点，用于指示模体的上下方向区分，这对后续的钢珠点排序有指示性的作用。
S2、保持X射线成像设备不动对标定模体进行多种姿态的扫描；该步骤是提出的自标定方法的关键步骤。标定模体的摆放示意图如图2所示，在本发明中，标定模体201的摆放姿态如图2所示，其中第1次扫描、第2次扫描直至第p次扫描对应的摆放姿态都不相同，值得注意的是，某些摆放姿态会使得钢珠点在投影上发生重叠，重叠的钢珠点在一定程度上会增加后续的钢珠点坐标定位和排序的难度，因此在进行模体摆放姿态的选择时，尽量使得钢珠点的投影不重叠。为了提高钢珠点在投影上的对比度，本发明使用较高曝光剂量(90KV，10mAs，15ms)。理论上来说，对标定模体不同姿态成像越多，结果的优化越准确，考虑到实验的复杂度，本发明对标定模体进行了不同姿态的M＝8次成像。
S3，对每张投影上的钢珠点进行分割和定位钢珠点坐标；由于钢珠点是高衰减物质，而使用的模体是低衰减材料，因此对投影图像取对数变换之后钢珠点在投影上很容易被分割出来，本发明使用鲁棒性较高的Mask r-cnn方法对钢珠点进行分割。然而分割钢珠点不是本发明的最终目的，为了计算钢珠点的实际坐标，需要对钢珠点在投影上的圆心坐标进行定位。对于单一的钢珠点来说，其圆心定位比较简单，而对于重叠的钢珠点来说，由于重叠程度差异性较大，其圆心坐标定位相对困难。在本发明中，对重叠钢珠点圆心的检测可采用现有相关技术提出的基于圆弧的椭圆检测方法来实现，在此不做限定，该算法针对多个重叠的椭圆检测的鲁棒性和准确性较高。此外，为了应用于本文提出的优化模型，还需对定位出的钢珠点圆心坐标进行排序，排序方式一般依据投影上钢珠点分布特性确定。某些特殊情况下(与S2中的模体摆位情况有关)，钢珠点圆心坐标较难通过算法自动排序，此时需要人工排序。图3为两例采集到的标定模体投影示例图，图3中的附图标记302代表标记点，301代表钢珠点，可看到除了钢珠点301之外，标定模体上还有细铁丝这一高衰减物质，可用来协助确定钢珠点起始点。
S4，通过DLT方法计算扫描的X射线成像设备的几何参数；由于上一步骤定位出了钢珠点在投影上的坐标，记为
且在模体设计阶段已知钢珠点的初始3D坐标，记为(x,y,z)，因此，根据DLT方法，可以求解出当前的系统几何参数。该几何参数具体为内矩阵k，旋转矩阵R和平移矩阵t。如前所述，我们选取内矩阵的几何参数，且令k＝[SID,u0,v0]，由于每张投影都可计算出一组几何参数，因此M次扫描可以得到M组几何参数。但由于钢珠点的3D初始坐标只是一个估计量，因此利用DLT计算出来的几何参数值与实际不一致，且两两之间互有差异。
S5：利用S3和S4得到的数据构造目标函数；本发明构造的目标函数的数学表达式如公式(1)所示，整体上看，该目标函数是由两项构成，
为第i个钢珠点在第j张投影下的圆心坐标，该坐标由步骤S3得到。(uij,vij)为利用优化过程中产生的几何参数和钢珠点坐标计算得到的钢珠点投影圆心坐标，其在优化过程中数值不断被更新，计算公式如下：
[uij,vij,1]T＝kj[Rj,tj]·[xi,yi,zi,1]T (2)
其中，内矩阵k，旋转矩阵R和平移矩阵t由步骤S4计算得到。
由于M次扫描成像设备的几何参数不变，因此在该目标函数中以两两内矩阵相减为其中一个目标函数，两两内矩阵相减共有
种组合。
此外，为了调节两项目标函数在总目标函数中所起的作用，引入比例系数α1和α2。在本示例中，α1＝10，α2＝0.1。
S6、利用CMAES算法对S5中得到的目标函数进行最小化；公式(1)是个最小化问题，本发明使用CMAES算法对钢珠点坐标进行优化估计。种群大小设置为100，迭代的次数为106，迭代停止条件为钢珠点坐标的变化率小于0.01mm，几何参数变化量小于0.01°或0.01mm。此外，为了保证优化的收敛性，在优化过程中指定内矩阵系统几何参数的范围尤其重要。例如，在本示例中，SID∈[700,950]mm,u0∈[100,150]mm，v0∈[100,150]mm。当优化结束，即可得到钢珠点在模体坐标系上的真实坐标估计值，在后续的CBCT几何标定实验中，可作为已知量参与DLT计算系统的几何参数。之后，利用基于体素驱动的方法进行图像重建即可得到高分辨率的重建结果。值得注意的是，虽然本发明也是利用迭代的方式计算钢珠点坐标，但相比于前面提到的基于迭代的在线几何标定来说，计算量小很多，运算速度快很多。主要原因如下，前者在进行迭代过程中是使用整个待重建物体进行前向投影，对于一个512×512×512大小体素的重建物体来说，进行一次前向投影需要512×512×512次计算，而对于本发明提出的方法，在进行前向投影时，只对钢珠点球心所在的体素进行前向投影，计算量缩减到了一次前向投影只需要33次计算。
本发明实施例还提供了一种CBCT系统几何标定模体自标定装置，包括：
获取模块，用于获取标定模体，并确定所述标定模体的粗略空间坐标；
采集模块，用于采集所述标定模体的多种摆位姿态下的投影图像，确定标记物投影的中心位置坐标；
计算模块，用于计算所述每种摆位姿态下的系统几何参数；
构造模块，用于根据所述中心位置坐标和所述系统几何参数，构造约束条件和目标函数；
计算模块，用于计算所述目标函数的目标极值，并根据所述最优极值计算标记物的目标空间坐标。
本发明实施例还提供了一种电子设备，包括处理器以及存储器；
所述存储器用于存储程序；
所述处理器执行所述程序实现如前面所述的方法。
本发明实施例还提供了一种计算机可读存储介质，所述存储介质存储有程序，所述程序被处理器执行实现前面所述的方法。
本发明实施例还公开了一种计算机程序产品或计算机程序，该计算机程序产品或计算机程序包括计算机指令，该计算机指令存储在计算机可读存储介质中。计算机设备的处理器可以从计算机可读存储介质读取该计算机指令，处理器执行该计算机指令，使得该计算机设备执行前面的方法。
在一些可选择的实施例中，在方框图中提到的功能/操作可以不按照操作示图提到的顺序发生。例如，取决于所涉及的功能/操作，连续示出的两个方框实际上可以被大体上同时地执行或所述方框有时能以相反顺序被执行。此外，在本发明的流程图中所呈现和描述的实施例以示例的方式被提供，目的在于提供对技术更全面的理解。所公开的方法不限于本文所呈现的操作和逻辑流程。可选择的实施例是可预期的，其中各种操作的顺序被改变以及其中被描述为较大操作的一部分的子操作被独立地执行。
此外，虽然在功能性模块的背景下描述了本发明，但应当理解的是，除非另有相反说明，所述的功能和/或特征中的一个或多个可以被集成在单个物理装置和/或软件模块中，或者一个或多个功能和/或特征可以在单独的物理装置或软件模块中被实现。还可以理解的是，有关每个模块的实际实现的详细讨论对于理解本发明是不必要的。更确切地说，考虑到在本文中公开的装置中各种功能模块的属性、功能和内部关系的情况下，在工程师的常规技术内将会了解该模块的实际实现。因此，本领域技术人员运用普通技术就能够在无需过度试验的情况下实现在权利要求书中所阐明的本发明。还可以理解的是，所公开的特定概念仅仅是说明性的，并不意在限制本发明的范围，本发明的范围由所附权利要求书及其等同方案的全部范围来决定。
所述功能如果以软件功能单元的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在一个计算机可读取存储介质中。基于这样的理解，本发明的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分或者该技术方案的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在一个存储介质中，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等)执行本发明各个实施例所述方法的全部或部分步骤。而前述的存储介质包括：U盘、移动硬盘、只读存储器(ROM，Read-Only Memory)、随机存取存储器(RAM，Random Access Memory)、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。
在流程图中表示或在此以其他方式描述的逻辑和/或步骤，例如，可以被认为是用于实现逻辑功能的可执行指令的定序列表，可以具体实现在任何计算机可读介质中，以供指令执行系统、装置或设备(如基于计算机的系统、包括处理器的系统或其他可以从指令执行系统、装置或设备取指令并执行指令的系统)使用，或结合这些指令执行系统、装置或设备而使用。就本说明书而言，“计算机可读介质”可以是任何可以包含、存储、通信、传播或传输程序以供指令执行系统、装置或设备或结合这些指令执行系统、装置或设备而使用的装置。
计算机可读介质的更具体的示例(非穷尽性列表)包括以下：具有一个或多个布线的电连接部(电子装置)，便携式计算机盘盒(磁装置)，随机存取存储器(RAM)，只读存储器(ROM)，可擦除可编辑只读存储器(EPROM或闪速存储器)，光纤装置，以及便携式光盘只读存储器(CDROM)。另外，计算机可读介质甚至可以是可在其上打印所述程序的纸或其他合适的介质，因为可以例如通过对纸或其他介质进行光学扫描，接着进行编辑、解译或必要时以其他合适方式进行处理来以电子方式获得所述程序，然后将其存储在计算机存储器中。
应当理解，本发明的各部分可以用硬件、软件、固件或它们的组合来实现。在上述实施方式中，多个步骤或方法可以用存储在存储器中且由合适的指令执行系统执行的软件或固件来实现。例如，如果用硬件来实现，和在另一实施方式中一样，可用本领域公知的下列技术中的任一项或他们的组合来实现：具有用于对数据信号实现逻辑功能的逻辑门电路的离散逻辑电路，具有合适的组合逻辑门电路的专用集成电路，可编程门阵列(PGA)，现场可编程门阵列(FPGA)等。
在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。
尽管已经示出和描述了本发明的实施例，本领域的普通技术人员可以理解：在不脱离本发明的原理和宗旨的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由权利要求及其等同物限定。
以上是对本发明的较佳实施进行了具体说明，但本发明并不限于所述实施例，熟悉本领域的技术人员在不违背本发明精神的前提下还可做出种种的等同变形或替换，这些等同的变形或替换均包含在本申请权利要求所限定的范围内。
Claims (10)
1.一种CBCT系统几何标定模体自标定方法，其特征在于，包括：
获取标定模体，并确定所述标定模体的粗略空间坐标；
采集所述标定模体的多种摆位姿态下的投影图像，确定标记物投影的中心位置坐标；
计算所述每种摆位姿态下的系统几何参数；
根据所述中心位置坐标和所述系统几何参数，构造约束条件和目标函数；
计算所述目标函数的目标极值，并根据所述最优极值计算标记物的目标空间坐标。
2.根据权利要求1所述的一种CBCT系统几何标定模体自标定方法，其特征在于，所述获取标定模体，并确定所述标定模体的粗略空间坐标，包括：
预设一组标记物空间坐标；
根据所述预设的标记物空间坐标，在空间位置上粗略放置所述标记物，确定所述标记物的粗略空间坐标。
3.根据权利要求2所述的一种CBCT系统几何标定模体自标定方法，其特征在于，所述采集所述标定模体的多种摆位姿态下的投影图像，确定标记物投影的中心位置坐标，包括：
通过X线成像设备对所述标定模体进行多次投影采集，得到多种摆位姿态下的投影图像；其中，每次投影采集的标定模体的摆位姿态不同；
对所述多种摆位姿态下的投影图像进行分割处理，得到标记物投影的中心位置坐标。
4.根据权利要求3所述的一种CBCT系统几何标定模体自标定方法，其特征在于，所述计算所述每种摆位姿态下的系统几何参数，包括：
获取所述预设的标记物空间坐标和所述中心位置坐标；
通过几何参数估计算法计算所述每种摆位姿态下的系统几何参数。
5.根据权利要求4所述的一种CBCT系统几何标定模体自标定方法，其特征在于，所述根据所述中心位置坐标和所述系统几何参数，构造约束条件和目标函数中，
所述约束条件包括：
所述X线成像设备中射线源到探测器的距离保持不变；
所述X线成像设备中射线源在探测器垂足点的坐标保持不变；
所述每个摆位姿态根据当前几何参数投影出来的标记物的中心位置坐标与实际采集获得的标记物中心位置坐标保持一致；
所述目标函数为：
其中，α1和α2为松弛因子，用于调节约束条件对目标函数的贡献值；ki和kj为系统内矩阵的几何参数。
为不同姿态投影的组合数量；(xri,yri,zri)代表标记物空间坐标；
代表实际标记物投影的中心位置坐标；(uij,vij)代表每个摆位姿态根据当前几何参数投影出来的标记物的中心位置坐标。
6.根据权利要求1-5任一项所述的一种CBCT系统几何标定模体自标定方法，其特征在于，所述方法还包括：
将所述目标空间坐标作为标记物的真实空间位置；
根据所述标记物的真实空间位置，确定模体加工误差。
7.根据权利要求1所述的一种CBCT系统几何标定模体自标定方法，其特征在于，所述标定模体的标记物排序为螺旋状排布。
8.一种CBCT系统几何标定模体自标定装置，其特征在于，包括：
获取模块，用于获取标定模体，并确定所述标定模体的粗略空间坐标；
采集模块，用于采集所述标定模体的多种摆位姿态下的投影图像，确定标记物投影的中心位置坐标；
计算模块，用于计算所述每种摆位姿态下的系统几何参数；
构造模块，用于根据所述中心位置坐标和所述系统几何参数，构造约束条件和目标函数；
计算模块，用于计算所述目标函数的目标极值，并根据所述最优极值计算标记物的目标空间坐标。
9.一种电子设备，其特征在于，包括处理器以及存储器；
所述存储器用于存储程序；
所述处理器执行所述程序实现如权利要求1-7中任一项所述的方法。
10.一种计算机可读存储介质，其特征在于，所述存储介质存储有程序，所述程序被处理器执行实现如权利要求1-7中任一项所述的方法。
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