CN114359126A - 三维图像的几何校正方法、装置、电子设备及存储介质 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种三维图像的几何校正方法、装置、电子设备及存储介质，属于图像处理的技术领域，包括：根据预设的几何参数依次步进调整平板探测器的位置，得到预处理的三维图像的多个图像重建层；根据多个图像重建层对应的伪影强度确定目标几何参数；利用目标几何参数校正预处理的三维图像，得到校正后的三维图像。本方案通过预设的几何参数调整平板探测器的位置后，在线实时重建预处理后的三维图像的图像重建层，根据多个图像重建层确定最优的目标几何参数，利用目标几何参数对预处理后的三维图像进行校正；与相关技术相比，本发明在不进行额外的物理校正及扫描，通过几何校正实现消除图像中的伪影，避免形变，从而大幅度提升三维图像的质量。

Description

三维图像的几何校正方法、装置、电子设备及存储介质

技术领域

本发明涉及图像处理的技术领域，尤其涉及一种三维图像的几何校正方法、装置、电子设备及存储介质。

背景技术

DR(Digital Radiography，直接放射成像)指在计算机控制下，通过X射线探测器把穿透人体的X射线信息转化为数字信号，并由计算机对图像进行后处理及显示。DR由于采用数字技术，因此可以根据临床需要进行各种图像后处理；且DR具有低剂量、高空间分辨率、短扫描时间及低成本等特点被广泛应用于体检及医学影像诊断领域。但是DR设备一般只能获取二维图像。

为了得到三维图像，相关技术是通过理想化的几何结构配合DR设备得到三维图像，但是得到的三维图像出现严重的重建伪影，影响诊断；或通过使用CT/CBCT的离线几何校正，由于几何结构稳定性影响，容易出现不同程度的形变的现象。

因此，需要提供一种新的三维图像的几何校正技术。

发明内容

本申请提供了一种话三维图像的几何校正方法、装置、电子设备及存储介质，可以解决三维图像出现严重的重建伪影、形变的技术问题。

本发明第一方面提供一种三维图像的几何校正方法，所述方法包括：

根据预设的几何参数依次步进调整平板探测器的位置，得到预处理的三维图像的多个图像重建层；

根据所述多个图像重建层对应的伪影强度确定目标几何参数；

利用所述目标几何参数校正所述预处理的三维图像，得到校正后的三维图像。

可选的，所述根据预设的几何参数依次步进调整平板探测器的位置，得到重建后的三维图像的多个图像重建层的步骤之前包括：

接收平板探测器上不同角度的待检测体的X射线扫描数据；

将所述X射线扫描数据依次进行暗校正处理、坏点坏线校正处理及空气校正处理，得到预处理后的扫描数据；

将所述预校正处理后的扫描数据进行锥角加权处理及滤波三维反投影处理，得到所述三维图像。

可选的，所述几何参数包括几何参数值域及单位几何参数，则所述根据预设的几何参数依次步进调整平板探测器的位置，得到重建后的三维图像的多个图像重建层的步骤包括：

获取预设的所述几何参数值域及所述单位几何参数；

将所述平板探测器的位置对应的几何数值与所述几何参数值域对比；

若所述平板探测器的位置对应的几何数值小于所述几何参数值域，则根据预设的单位几何参数依次步进调整所述平板探测器的位置；

在调整所述平板探测器的位置后，依次重建所述三维图像的目标图像层，得到多个所述图像重建层。

可选的，所述根据所述多个图像重建层对应的伪影强度确定目标几何参数的步骤包括：

分别提取所述多个图像重建层对应的图像特征；

根据多个所述图像特征确定伪影强度小的图像重建层为目标图像重建层；

获取所述目标图像重建层对应的目标几何参数。

可选的，所述根据多个所述图像特征确定伪影强度小的图像重建层为目标图像重建层的步骤包括：

分别计算多个所述图像特征的图像信息熵，所述图像信息熵的计算公式如下：

P_i,j＝f(i,j)/N²，

其中，i表示所述图像特征的像素灰度值，j表示所述图像特征的领域灰度值，f(i,j)表示所述图像特征的像素总数，N表示所述图像特征的边长，P_i,j表示所述图像特征包含像素的概率；

获取多个所述图像信息熵中最大的图像信息熵；

将所述最大的图像信息熵对应的所述图像重建层确定为伪影强度小的所述目标图像重建层。

可选的，所述利用所述目标几何参数校正所述预处理的三维图像，得到校正后的三维图像的步骤包括：

利用所述目标几何参数分别计算所述三维图像的像素索引；

利用所述像素索引对所述预处理的三维图像内的体素进行加权反投影，得到校正后的三维图像。

本发明第二方面提供一种三维图像的几何校正装置，所述装置包括：

调整模块，用于根据预设的几何参数依次步进调整平板探测器的位置，得到预处理的三维图像的多个图像重建层；

确定模块，用于根据所述多个图像重建层对应的伪影强度确定目标几何参数；

校正模块，用于利用所述目标几何参数校正所述预处理的三维图像，得到校正后的三维图像。

可选的，所述装置还包括：

接收模块，用于接收平板探测器上不同角度的待检测体的X射线扫描数据；

第一处理模块，用于将所述X射线扫描数据依次进行暗校正处理、坏点坏线校正处理及空气校正处理，得到预处理后的扫描数据；

第二处理模块，用于将所述预校正处理后的扫描数据进行锥角加权处理及滤波三维反投影处理，得到所述三维图像。

本发明第三方面提供一种电子设备，包括：存储器、处理器及通信总线，所述通信总线分别与所述存储器及所述处理器通信连接，所述存储器与所述处理器耦合，所述存储器上存储有计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时，实现第一方面的三维图像的几何校正方法中的各个步骤。

本发明第四方面提供一种存储介质，所述存储介质为计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质上存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时，实现第一方面的三维图像的几何校正方法中的各个步骤。

本发明提供的三维图像的几何校正方法，包括：根据预设的几何参数依次步进调整平板探测器的位置，得到预处理的三维图像的多个图像重建层；根据多个图像重建层对应的伪影强度确定目标几何参数；利用目标几何参数校正预处理的三维图像，得到校正后的三维图像。本方案通过预设的几何参数调整平板探测器的位置后，在线实时重建预处理后的三维图像对应的多个图像重建层，根据多个重建后的图像重建层确定最优的目标几何参数，利用该目标几何参数对预处理后的三维图像进行校正；与相关技术相比，本发明在不进行额外的物理校正及扫描的前提下，通过几何校正在线实时消除图像中的伪影，避免形变，从而大幅度提升三维图像的质量，具有可靠性。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术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发明的一些实施例，对于本领域技术人员来讲，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为本发明实施例提供的DR系统架构图；

图2本发明实施例提供的平板探测器的外旋角度和内旋角度的示意图；

图3为本发明实施例提供的三维图像的几何校正方法的步骤流程图；

图4a为本发明实施例提供的外旋角度准确时重建的三维图像；

图4b为本发明实施例提供的外旋角度不准确时重建的三维图像；

图5a为本发明实施例提供的几何结构的切面图；

图5b为本发明实施例提供的几何结构的三维图；

图6为本发明实施例提供的三维图像的几何校正方法的又一步骤流程图；

图7为本发明实施例提供的三维图像的几何校正装置的模块方框图；

图8为本发明实施例提供的电子设备的架构图。

具体实施方式

为使得本发明的发明目的、特征、优点能够更加的明显和易懂，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而非全部实施例。基于本发明中的实施例，本领域技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

由于现有技术中三维图像出现严重的重建伪影、形变的技术问题。

为了解决上述技术问题，本发明提出一种三维图像的几何校正方法、装置、电子设备及存储介质。

DR(Digital Radiography，直接放射成像)是一种数字化X线摄影技术，即X射线探测器把穿透人体的X射线信息转化为数字信号，并由计算机对图像进行后处理及显示。DR打破了传统X线图像，实现了由模拟X线图像向数字化X线图像的转变；而由于DR采用数字技术，可以根据临床需要进行各种图像后处理，实现如图像自动处理、边缘增强、放大漫游、图像拼接、兴趣区窗宽窗位调节以及距离、面积、密度测量等丰富的功能。DR技术动态范围广，X射线光量子检出效能(DQE)高，具有很宽的曝光宽容度，即使曝光条件稍差，也能获得很好的图像。此外，DR具有低剂量、高空间分辨率、短扫描时间及低成本等特点被广泛应用于体检及医学影像诊断领域，是医学影像诊断的主要设备之一。

DR设备主要用于获取二维图像，其几何结构的精度和稳定性比较差，这与通过使用CT/CBCT的设计要求相差较大，基于DR设备得到的扫描数据重建的三维图像会出现严重的伪影，且CT/CBCT是通过离线校正的，由于几何结构稳定性的影响，几何结构会产生不同程度的形变，这不利于三维图像的校正或重建。对此，本发明提供的三维图像的几何校正方法、装置、设备及存储介质，以实现在线实时几何校正，解决三维图像出现严重的重建伪影、形变的现象。

请参阅图1，为本发明实施例提供的DR系统架构图，该DR系统主要包括：三维图像重建终端10、高压发生器20、X射线发射器30、旋转机构40、X射线探测器(平板探测器)50、机架60及模拟待测体70。其中，高压发生器20与X射线发射器30电连接，旋转机构40具有角度测量及回传功能，用于放置待检测体70，且旋转机构40设置于X射线发射器30与X射线探测器50之间，X射线发射器30和X射线探测器50分别固定设置于机架60上，三维图像重建终端10与X射线探测器50电连接。需要说明的，旋转机构40的回传功能指的是旋转机构40可以将对应的角度信息记录并传递给三维图像重建终端10。

请参阅图2，为本发明实施例提供的平板探测器的外旋角度和内旋角度的示意图。具体的，在以几何校正三维图像前，本实施例在给予平板探测器侧面建立三维坐标系，其中，xoy直角坐标系为垂直于平板探测器侧面的三维坐标系，具体为x坐标轴垂直于平板探测器的侧面，即x坐标轴与X射线的方向一致，此外，zoy坐标轴与平板探测器的侧面平行，具体y轴和z轴与平板探测器的侧面平行。进一步的，几何校正涉及的几何参数包括外旋角度和内旋角度，其中，外旋角度包括：平板探测器在xoy直角坐标系的y轴方向进行偏移的角度φ，及平板探测器在xoz直角坐标系的z轴方向进行偏移的角度σ；内旋角度包括：平板探测器在yoz直角坐标系的z轴和y轴方向进行偏移的角度η。系统性几何偏差(探测器内旋角度、外旋角度等)对图像重建效果影响较大，其中，外旋角度对于重建或校正三维图像的影响更大。本发明实施例提供的三维图像的几何校正方法的主要是对系统外旋角度做在线实时评估，并在重建或校正过程中应用估计到的系统外旋角度等几何参数，以实现三维图像的在线实时几何校正的过程。

请参阅图3，为本发明实施例提供的三维图像的几何校正方法的步骤流程图，本发明实施例提供一种三维图像的几何校正方法，该方法包括以下步骤：

步骤S301：根据预设的几何参数依次步进调整平板探测器的位置，得到预处理的三维图像的多个图像重建层。

在本步骤中，预处理的三维图像指的是在标准FBP(Filtered Backprojection，滤波反投影)经过图像校正和滤波的投影图像，具体的，以预处理的三维图像作为重建后校正反投影的输入，例如，示例性地，本系统的三维图像的像素或分辨率的大小是1024x1024，对待检测体的采集404帧。其中，预处理过程不限于包括：暗校正、坏点坏线校正、空气校正、锥角加权、滤波三维反投影处理。

通过预设的集合参数对预处理的三维图像中的目标图层进行重建，本步骤中是根据预设的多个几何参数或预设的几何参数值域内的单位几何参数进行重建三维图像中的同一目标图层。具体的，三维图像可包含多层图层，优选的，在利用预设的几何参数对三维图像的中间图层进行重建；由于感兴趣区域一般置于三维图像的中央，通过对三维图像的中间层进行重建，可得到较为清晰的感兴趣区域。该几何参数不限于包括：外旋角度和内旋角度，以外旋角度为例，预设的外旋角度可为0.1°，或在预设的外旋角度范围为-3°至+3°的外旋角度范围内，步进的外旋角度(单位外旋角度)为0.1°，根据该外旋角度或步进的外旋角度调整平板探测器的位置，如正方向或反方向调整平板探测器外旋转0.1度，在调整后，实现三维图像的目标图层的重建，如对三维图像的中间层的重建。需要说明的是，以xoy坐标轴为参照，平板探测器在xoy坐标轴上的顺时针方向为正方向，逆时针旋转的方向为负方向，而平板探测器的正反方向调整的外旋角度应当属于外旋角度范围[-3°，3°]，由于该角度范围内更有利于得到较为清晰的目标图层。进一步的，在预设的外旋角度范围内，按照预设的单位外旋角度(0.1°)依次步进调整平板探测器的外旋角度，并在平板探测器每次调整后，重建或校正三维图像的中间图层(目标图层)，得到每次调整平板探测器后对应的重建三维图像的中间图层(目标图层)，即得到多个集合参数。本实施例不限于重建三维图像的目标图层为中间图层，还可为其他图层，其他图层的重建过程与本实施例的重建方式一致，本实施例对此不做进一步的赘述。

需要说明的是，使用不同几何参数重建三维图像，会得到不同的结果，使用错误的几何参数重建，重建图像会出现明显的伪影，例如参阅图4中的图4a及图4b，图4a为本发明实施例提供的外旋角度准确时重建的三维图像，图4b为本发明实施例提供的外旋角度不准确时重建的三维图像，如趾骨附近有伪影；在医学领域具体表现为骨边缘断裂和边缘模糊等，且其他图层的物体信息的出现会导致图像紊乱。

在一实施方式中，步骤S101包括：获取预设的几何参数值域及单位几何参数；将平板探测器的位置对应的几何数值与几何参数值域对比；若平板探测器的位置对应的几何数值小于几何参数值域，则根据预设的单位几何参数依次步进调整平板探测器的位置；在调整平板探测器的位置后，依次重建三维图像的目标图像层，得到多个图像重建层。

具体的，预设的几何参数可为几何参数包括几何参数值域及单位几何参数，该单位几何参数为调整平板探测器的转动或位移的单位数值，如平板探测器的单位外旋角度的数值。在获取预设的集合参数值域和单位几何参数后，将平板探测器的位置对应的几何数值与预设的几何参数值域进行对比，如，获取平板探测器当前的位置信息或物理位置信息，根据该位置信息生成对应的几何数值，通过将该几何数值与预设的几何参数值域对比，判断平板探测器的位置是否位于预设的几何参数值域范围限定的位置范围内，当平板探测器的位置对应的几何数值小于几何参数值域的边界值，或几何数值属于几何参数值域，则判定平板探测器的位置位于预设的几何参数值域范围限定的位置范围内，进一步的，根据预设的单位几何参数调整平板探测器的位置，并根据要求重建三维如下的目标图层，如重建三维图像的中间图层。通过设定几何参数值域及单位几何参数，按照预设的几何参数值域及单位几何参数进行重建三维图像的目标图层，可减少计算量，加快获取多个图像重建层，且基于图像域的迭代修正方式，提高重建图层过程的效率。

步骤S302：根据多个图像重建层对应的伪影强度确定目标几何参数。

在得到平板探测器在不同的几何参数下对应的多个图像重建层后，分别提取各图像重建层的特征信息，以表征各图像重建层的伪影强度。其中，在特征信息提取过程中，可使用的提取方法包括：梯度信息提取、边缘信息提取等典型特征提取方法，还可使用图像的信息熵方法进行特征提取，或使用皮肤纹理和骨纹理检测方法实现对特征的提取，根据提取的特征信息确定各图像重建层的伪影强度，获取伪影强度小的图像重建层对应的几何参数作为目标几何参数，该目标几何参数为最优的几何参数，利用该几何参数对预处理后的三维图像进行校正，以消除三维图像的伪影、形变或紊乱的现象。

在本步骤的一实施方式中，包括：分别提取多个图像重建层对应的图像特征；根据多个图像特征确定伪影强度小的图像重建层为目标图像重建层；获取目标图像重建层对应的目标几何参数。

具体的，在得到多个图像重建层后，分别提取多个图像重建层对应的图像特征，该图像特征包含图像信息，如图像内的像素大小或像素密度等，根据该图像特征确定伪影强度小的图像重建层为目标图像重建层。关于确定伪影强度小的图像重建层的过程如下：

在一实施方式中，包括：在提取多个图像重建层对应的图像特征后，分别计算多个图像特征的图像信息熵，图像信息熵的计算公式如下：

P_i,j＝f(i,j)/N²，

其中，i表示图像特征的像素灰度值，j表示图像特征的领域灰度值，f(i,j)表示图像特征的像素总数，N表示图像特征的边长，P_i,j表示图像特征包含像素的概率。

进一步的，获取多个图像信息熵中最大的图像信息熵。具体的，由于图像信息熵反应了图像包含的信息量的大小，信息量越大，信息熵越大，则图像伪影强度越少。因此，遍历计算所有得到的图像重建层的图像信息熵，通过将多个图像特征对应的图像信息熵进行对比，即将计算得到的多个图像信息熵进行对比，筛选出最大的图像信息熵。

进一步的，将最大的图像信息熵对应的图像重建层确定为伪影强度小的目标图像重建层；以获取目标图像重建层对应的目标几何参数，该目标集几何参数为平板探测器的位置对应的几何参数。

步骤S303：利用目标几何参数校正预处理的三维图像，得到校正后的三维图像。

在获得最优的目标几何参数后，利用该目标几何参数校正预处理后的三维图像，以得到消除伪影的三维图像。关于在线实时几何校正过程如下：

在一实施方式中，本步骤包括：利用目标几何参数分别计算三维图像的像素索引。

具体的，三维图像的几何结构和一般的CBCT扫描的不同之处在于，本发明在重建三维图像的图像重建层之前，即建立三维图像前，在获取X射线扫描数据时，平板探测器是保持不动的，通过转动旋转结构40带动待检测体转动，其中，以前述的三维坐标系中的xoy坐标系中的顺时针方向为转动的正方向，参阅图5中的图5a和图5b，图5a为本发明实施例提供的几何结构的切面图(俯视图)，图5b为本发明实施例提供的几何结构的三维图；假设待检测体某一点初始位置为(x₀，y₀，z₀)，当待检测物体顺时针转动角度为α，在三维坐标系中的a1位置为(x₁，y₁，z₁)，其中，初始位置与a1位置的坐标关系为：

z₁＝z₀；

其中，Rot是旋转矩阵，表示为：

在三维坐标系中xoz坐标平面上，

其中，η表示系统的内旋角度，即平板探测器在yoz坐标平面沿着x轴旋转的角度；φ和σ表示系统的外旋角度，其中，φ表示平板探测器在xoy坐标平面沿着z轴旋转的角度，σ表示平板探测器在xoz坐标平面沿着y轴旋转的角度；z₁＝z₀，U＝R+y₁。

在平板探测器朝向旋转机构(yoz坐标平面)的平面上，参阅图5b，平板探测器的uov坐标平面表示如下：

则将投影坐标系转化为平板探测器的像素的索引，表示如下：

其中，Row表示v方向上的像素的索引，Chm表示u方向上的像素的索引，Rm表示目标图像层的索引，如本实施例的目标图像层为中间图层，以平板探测器为平面为透视矩阵为例，则在计算中间图层索引时，以平板探测器的长除以2，或长方向上的分辨率除以二所得；Cm表示图层通道索引，如本实施例的目标图像层为中间图层，以平板探测器为平面为透视矩阵为例，则在计算图层通道索引时，以平板探测器的宽除以2，或宽方向上的分辨率除以二所得。此外，D_v表示v方向上的像素大小，D_u表示u方向上的像素大小。

利用像素索引对预处理的三维图像内的体素进行加权反投影，得到校正后的三维图像；其中，加权反投影的计算过程如下：

其中，V(x₀,y₀,z₀)_Δ表示校正后的时体素，I(Row,Chm)表示平板探测器平面上的像素点索引。

需要说明的是，在对三维图像进行在线实时几何校正的过程中，需要遍历三维图像内的所有体素做一遍加权反投影，根据加权反投影处理后的体素加载到对应的图像位置，以最终在视场内输出校正后的三维图像，校正后的三维图像相比预处理的三维图像，已经消除了伪影、形变、模糊的现象。

本发明提供一种三维图像的几何校正方法，包括：根据预设的几何参数依次步进调整平板探测器的位置，得到预处理的三维图像的多个图像重建层；根据多个图像重建层对应的伪影强度确定目标几何参数；利用目标几何参数校正预处理的三维图像，得到校正后的三维图像。本方案通过预设的几何参数调整平板探测器的位置后，在线实时重建预处理后的三维图像对应的多个图像重建层，根据多个重建后的图像重建层确定最优的目标几何参数，利用该目标几何参数对预处理后的三维图像进行校正；与相关技术相比，本发明在不进行额外的物理校正及扫描的前提下，通过几何校正在线实时消除图像中的伪影，避免形变，从而大幅度提升三维图像的质量，具有可靠性。

请参阅图6，为本发明实施例提供的三维图像的几何校正方法的又一步骤流程图。具体的，该步骤流程如下：

步骤S601：接收平板探测器上不同角度的待检测体的X射线扫描数据。

该待检测体可以是人或动物等，待检测体可以站立或固定在一可旋转的带有角度测量及回传功能的旋转体上，通过带有角度测量及回传功能的旋转体带动待检测体转动即可获得不同角度的X射线扫描数据，旋转的速度可以根据需要进行调整，在旋转过程中待检测体需要保持不动。接收平板探测器采集的X射线扫描数据，以作为建立三维图像的数据。

步骤S602：将X射线扫描数据依次进行暗校正处理、坏点坏线校正处理及空气校正处理，得到预处理后的扫描数据。

在本步骤中，暗校正处理可避免平板探测器自身采集数据不均性的问题，具体的，暗校正处理为：将接收到的X射线扫描数据中每一像素点的像素值分别减去对应的暗校正图中对应的像素点的像素值。

进一步的，进行坏点坏线校正的目的是为了去除X射线探测器(平板探测器)存在的坏点和坏线，这些坏点和坏线的像素点在图像中表面为像素为0或者其他异常值，该异常值为一定值，不随扫描条件改变，如不进行校正会引起滤波出现异常，无图像或图像中出现严重的环状伪影问题。具体的，进行坏点坏线校正处理具体为：预设像素范围；判断暗校正后的扫描数据的一像素点是否在所述预设像素范围内；若否，则将邻近的像素值在所述预设像素范围内的像素点的像素值作为所述一像素点的像素值；若是，则所述一像素点的像素值不变。

进一步的，空气校正处理的目的是校正X射线探测器对于X射线接收的不均性及残影的问题，通过计算X射线的入射光线强度且对扫描数据进行ln操作以获得最终可以用来三维重建的空气扫描数据，该空气扫描数据即X射线仅穿透空气被探测器接收获得的数据。具体的，空气校正处理的过程具体为：采集不同电压、电流条件下的空气扫描数据，得到空气校正表；根据所述空气校正表计算得到所述预设电压和预设电流条件下的入射光线强度；分别对所述入射光线强度、坏点坏线校正后的扫描数据和空气扫描数据作ln对数运算，得到对数入射光线强度、对数扫描数据和对数空气扫描数据；将所述对数入射光线强度减去对数扫描数据与对数空气扫描数据的差值，得到校正后的扫描数据。本实施例中，可以通过计算空气校正表中所有像素点的均值作为入射光线强度，也可以选择任意一个或多个像素的均值作为入射光线强度。

经过上述的多重不同的预校正处理后，得到预处理后的扫描数据。

步骤S603：将预校正处理后的扫描数据进行锥角加权处理及滤波三维反投影处理，得到预处理后的三维图像。

具体的，对校正后的扫描数据进行锥角余弦加权处理，DR设备的X射线探测器具有较大的X射线锥角，这个锥角会导致扫描数据与实际不匹配而引起伪影，因此，需要降低锥角对扫描数据的影响，锥角越大权重越低，锥角越小权重越高。此外，还可以通过设计线性、高斯等权重来对扫描数据进行加权。

进一步的，进行滤波三维反投影处理具体为：采用滤波器对锥角加权处理后的扫描数据进行滤波三维反投影处理。由于反投影操作需要将不同投影角度下的数据回模到三维重建图像中，这个过程相对于增强了重建图像中的低频分量，会导致图像变得模糊及不平坦。为了抑制这一现象，需要滤波器来抑制图像的低频区域同时增强高频信息。采用滤波器对扫描数据进行滤波以增强扫描数据的边界信息，经过上述的预处理，获得最终的三维图像。

步骤S604：利用流量剩余量、流量速率及目标时间基于预设的总代价函数确定目标用户的流量数据的目标步长。

步骤S605：根据多个图像重建层对应的伪影强度确定目标几何参数。

步骤S606：利用目标几何参数校正预处理的三维图像，得到校正后的三维图像。

具体的，步骤S604-S605中描述的方法步骤为与前述步骤S301至步骤S303的方法步骤相似或相近，关于该部分流程的内容描述与步骤S301至步骤S303的内容描述一致，本实施例对此不做进一步赘述。

请参阅图7，图7为本发明实施例的三维图像的几何校正装置的模块方框图，该三维图像的几何校正装置对应三维图像的几何校正方法的执行主体处理器，该装置700包括：

调整模块701，用于根据预设的几何参数依次步进调整平板探测器的位置，得到预处理的三维图像的多个图像重建层；

确定模块702，用于根据多个图像重建层对应的伪影强度确定目标几何参数；

校正模块703，用于利用目标几何参数校正预处理的三维图像，得到校正后的三维图像。

进一步的，该装置700还包括：

接收模块704，用于接收平板探测器上不同角度的待检测体的X射线扫描数据；

第一处理模块705，用于将X射线扫描数据依次进行暗校正处理、坏点坏线校正处理及空气校正处理，得到预处理后的扫描数据；

第二处理模块706，用于将预校正处理后的扫描数据进行锥角加权处理及滤波三维反投影处理，得到三维图像。

本发明提供一种三维图像的几何校正装置，包括：调整模块701、确定模块702、校正模块703；具体的，通过调整模块701根据预设的几何参数依次步进调整平板探测器的位置，得到预处理的三维图像的多个图像重建层；通过确定模块702根据多个图像重建层对应的伪影强度确定目标几何参数；通过校正模块703利用目标几何参数校正预处理的三维图像，得到校正后的三维图像。本方案通过预设的几何参数调整平板探测器的位置后，在线实时重建预处理后的三维图像对应的多个图像重建层，根据多个重建后的图像重建层确定最优的目标几何参数，利用该目标几何参数对预处理后的三维图像进行校正；与相关技术相比，本发明在不进行额外的物理校正及扫描的前提下，通过几何校正在线实时消除图像中的伪影，避免形变，从而大幅度提升三维图像的质量，具有可靠性。

需要说明的是，关于本实施例提供的三维图像的几何校正装置为前述的三维图像的几何校正方法对应的装置项，该部分的技术特征与前述的方法步骤相似或相近，关于对该装置的技术特征部分的描述可参考与前述实施例的三维图像的几何校正方法的描述，本实施例对此不做进一步赘述。

本发明提供一种电子设备，请参阅图8，为本发明实施例提供的电子设备的架构图，该电子设备包括：存储器801、处理器802及通信总线803，通信总线803分别与存储器801及处理器802通信连接，存储器801与处理器802耦合，存储器801上存储有计算机程序，处理器802执行计算机程序时，实现上述任意一项的三维图像的几何校正方法中的各个步骤。

示例性的，三维图像的几何校正方法的计算机程序主要包括：根据预设的几何参数依次步进调整平板探测器的位置，得到预处理的三维图像的多个图像重建层；根据多个图像重建层对应的伪影强度确定目标几何参数；利用目标几何参数校正预处理的三维图像，得到校正后的三维图像。另外，计算机程序也可以被分割成一个或多个模块，一个或者多个模块被存储在存储器中，并由处理器执行，以完成本发明。一个或多个模块可以是能够完成特定功能的一系列计算机程序指令段，该指令段用于描述计算机程序在计算设备中的执行过程。例如，计算机程序可以被分割成如图7所示的调整模块701、确定模块702、校正模块703、接收模块704、第一处理模块705及第二处理模块706。

处理器802可以是中央处理模块(Central Processing Unit，CPU)，还可以是其他通用处理器、数字信号处理器(Digital Signal Processor，DSP)、专用集成电路(Application Specific Integrated Circuit，ASIC)、现成可编程门阵列(Field-Programmable Gate Array，FPGA)或者其他可编程逻辑器件、分立门或者晶体管逻辑器件、分立硬件组件等。通用处理器可以是微处理器或者该处理器也可以是任何常规的处理器等。

本发明还提供一种存储介质，存储介质为计算机可读存储介质，计算机可读存储介质上存储有计算机程序，计算机程序被处理器执行时，实现上述任意一项的三维图像的几何校正方法中的各个步骤。

在本申请所提供的几个实施例中，应该理解到，所揭露的装置和方法，可以通过其它的方式实现。例如，以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，例如，模块的划分，仅仅为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式，例如多个模块或组件可以结合或者可以集成到另一个系统，或一些特征可以忽略，或不执行。另一点，所显示或讨论的相互之间的耦合或直接耦合或通信连接可以是通过一些接口，装置或模块的间接耦合或通信连接，可以是电性，机械或其它的形式。

作为分离部件说明的模块可以是或者也可以不是物理上分开的，作为模块显示的部件可以是或者也可以不是物理模块，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络模块上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部模块来实现本实施例方案的目的。

另外，在本发明各个实施例中的各功能模块可以集成在一个处理模块中，也可以是各个模块单独物理存在，也可以两个或两个以上模块集成在一个模块中。上述集成的模块既可以采用硬件的形式实现，也可以采用软件功能模块的形式实现。

集成的模块如果以软件功能模块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全部或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。

需要说明的是，对于前述的各方法实施例，为了简便描述，故将其都表述为一系列的动作组合，但是本领域技术人员应该知悉，本发明并不受所描述的动作顺序的限制，因为依据本发明，某些步骤可以采用其它顺序或者同时进行。其次，本领域技术人员也应该知悉，说明书中所描述的实施例均属于优选实施例，所涉及的动作和模块并不一定都是本发明所必须的。

在上述实施例中，对各个实施例的描述都各有侧重，某个实施例中没有详述的部分，可以参见其它实施例的相关描述。

以上为对本发明所提供的一种三维图像的几何校正方法、装置、电子设备及存储介质的描述，对于本领域的技术人员，依据本发明实施例的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处，综上，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。

Claims (10)

1.一种三维图像的几何校正方法，其特征在于，所述方法包括：

根据预设的几何参数依次步进调整平板探测器的位置，得到预处理的三维图像的多个图像重建层；

根据所述多个图像重建层对应的伪影强度确定目标几何参数；

利用所述目标几何参数校正所述预处理的三维图像，得到校正后的三维图像。

2.根据权利要求1所述的三维图像的几何校正方法，其特征在于，所述根据预设的几何参数依次步进调整平板探测器的位置，得到重建后的三维图像的多个图像重建层的步骤之前包括：

接收平板探测器上不同角度的待检测体的X射线扫描数据；

将所述X射线扫描数据依次进行暗校正处理、坏点坏线校正处理及空气校正处理，得到预处理后的扫描数据；

将所述预校正处理后的扫描数据进行锥角加权处理及滤波三维反投影处理，得到所述三维图像。

3.根据权利要求1所述的三维图像的几何校正方法，其特征在于，所述几何参数包括几何参数值域及单位几何参数，则所述根据预设的几何参数依次步进调整平板探测器的位置，得到重建后的三维图像的多个图像重建层的步骤包括：

获取预设的所述几何参数值域及所述单位几何参数；

将所述平板探测器的位置对应的几何数值与所述几何参数值域对比；

若所述平板探测器的位置对应的几何数值小于所述几何参数值域，则根据预设的单位几何参数依次步进调整所述平板探测器的位置；

在调整所述平板探测器的位置后，依次重建所述三维图像的目标图像层，得到多个所述图像重建层。

4.根据权利要求1所述的三维图像的几何校正方法，其特征在于，所述根据所述多个图像重建层对应的伪影强度确定目标几何参数的步骤包括：

分别提取所述多个图像重建层对应的图像特征；

根据多个所述图像特征确定伪影强度小的图像重建层为目标图像重建层；

获取所述目标图像重建层对应的目标几何参数。

5.根据权利要求4所述的三维图像的几何校正方法，其特征在于，所述根据多个所述图像特征确定伪影强度小的图像重建层为目标图像重建层的步骤包括：

分别计算多个所述图像特征的图像信息熵，所述图像信息熵的计算公式如下：

P_i,j＝f(i,j)/N²，

其中，i表示所述图像特征的像素灰度值，j表示所述图像特征的领域灰度值，f(i,j)表示所述图像特征的像素总数，N表示所述图像特征的边长，P_i,j表示所述图像特征包含像素的概率；

获取多个所述图像信息熵中最大的图像信息熵；

将所述最大的图像信息熵对应的所述图像重建层确定为伪影强度小的所述目标图像重建层。

6.根据权利要求1一项所述的三维图像的几何校正方法，其特征在于，所述利用所述目标几何参数校正所述预处理的三维图像，得到校正后的三维图像的步骤包括：

利用所述目标几何参数分别计算所述三维图像的像素索引；

利用所述像素索引对所述预处理的三维图像内的体素进行加权反投影，得到校正后的三维图像。

7.一种三维图像的几何校正装置，其特征在于，包括：

调整模块，用于根据预设的几何参数依次步进调整平板探测器的位置，得到预处理的三维图像的多个图像重建层；

确定模块，用于根据所述多个图像重建层对应的伪影强度确定目标几何参数；

校正模块，用于利用所述目标几何参数校正所述预处理的三维图像，得到校正后的三维图像。

8.根据权利要求7所述的三维图像的几何校正装置，其特征在于，所述装置还包括：

接收模块，用于接收平板探测器上不同角度的待检测体的X射线扫描数据；

第一处理模块，用于将所述X射线扫描数据依次进行暗校正处理、坏点坏线校正处理及空气校正处理，得到预处理后的扫描数据；

第二处理模块，用于将所述预校正处理后的扫描数据进行锥角加权处理及滤波三维反投影处理，得到所述三维图像。

9.一种电子设备，包括：存储器、处理器及通信总线，所述通信总线分别与所述存储器及所述处理器通信连接，所述存储器与所述处理器耦合，其特征在于，所述存储器上存储有计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时，实现权利要求1至6任意一项所述的三维图像的几何校正方法中的各个步骤。

10.一种存储介质，所述存储介质为计算机可读存储介质，其特征在于，所述计算机可读存储介质上存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时，实现如权利要求1至6任意一项所述的三维图像的几何校正方法中的各个步骤。

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