CN114494076A - 一种几何校正方法、图像重建方法及装置 - Google Patents

Abstract

本申请提供了一种几何校正方法、图像重建方法及装置，所述几何校正方法包括：获取标记物的空间坐标、亮场图像集合和暗场图像集合，以及所述探测器的余辉校正参数和坏点校正参数；所述亮场投影图像集合和所述暗场投影图像集合的投影角度相同；依据所述亮场图像集合、所述暗场图像集合、所述余辉校正参数和所述坏点校正参数，确定所述标记物的校正投影图像；依据所述校正投影图像，确定所述标记物在所述校正投影图像中的投影坐标；依据所述空间坐标和所述投影坐标，确定所述探测器在所述投影角度下的几何校正参数。本申请可以对探测器的几何失真进行校正，获得的成像几何校正关系准确度高，符合实际的临床需求，可以避免漏诊和误诊现象的发生。

Description

一种几何校正方法、图像重建方法及装置

技术领域

本申请涉及图像处理技术领域，特别是一种几何校正方法、图像重建方法及装置。

背景技术

断层融合摄影(Tomosynthesis)是X射线成像的新技术，是对全数字化X线摄影的改进。参照图1，断层融合摄影通过在多角度采集得到多个投影数据，减少人体组织的重叠，从而重建出所有层面的摄影图像，能够检测到一些隐匿性的病灶。

对于医学成像设备而言，射线源与探测器空间几何位置关系的准确性对断层融合重建的结果的准确度起着至关重要的作用。然而，射线源与探测器的实际空间位置总会由于安装精度、反馈精度、测量精度等引入误差，另外，随着医学成像设备使用年限的增加，射线源和探测器空间位置的准确度也会有所下降，上述原因可能导致最终重建获得的图像的噪声较大、边缘模糊或存在伪影，若将此重建获得的图像用于诊断，很可能导致漏诊或者误诊现象的发生。

为了能够使得重建后的图像质量符合实际的临床需求，需要对射线源和探测器之间的几何位置关系进行几何校正。因此，如何对射线源和探测器之间的几何位置关系进行校正，获得几何校正关系，进而在重建过程中利用该几何校正关系来进行重建以提高重建后的图像的质量，以使得其符合实际的临床需求，成为目前函待解决的问题之一。

发明内容

鉴于所述问题，提出了本申请以便提供克服所述问题或者至少部分地解决所述问题的一种几何校正方法、图像重建方法及装置，包括：

一种用于断层融合重建的几何校正方法，用于对探测器的几何失真进行校正，包括：

获取标记物的空间坐标、亮场图像集合和暗场图像集合，以及所述探测器的余辉校正参数和坏点校正参数；其中，所述亮场投影图像集合和所述暗场投影图像集合的投影角度相同；

依据所述亮场图像集合、所述暗场图像集合、所述余辉校正参数和所述坏点校正参数，确定所述标记物的校正投影图像；

依据所述校正投影图像，确定所述标记物在所述校正投影图像中的投影坐标；

依据所述空间坐标和所述投影坐标，确定所述探测器在所述投影角度下的几何校正参数。

优选的，所述依据所述亮场图像集合、所述暗场图像集合、所述余辉校正参数和所述坏点校正参数，确定所述标记物的校正投影图像的步骤，包括：

依据所述亮场图像集合和所述余辉校正参数，生成余辉校正后的第一投影图像；

依据所述第一投影图像和所述暗场图像集合，生成暗场校正后的第二投影图像；

依据所述第二投影图像、所述暗场图像集合和所述亮场图像集合，生成亮场校正后的第三投影图像；

依据所述第三投影图像和所述坏点校正参数，生成坏点校正后的所述校正投影图像。

优选的，所述依据所述亮场图像集合和所述余辉校正参数，生成余辉校正后的第一投影图像的步骤，包括：

依据所述亮场图像集合和所述余辉校正参数，确定灰度余辉对应关系；

依据所述亮场图像集合，确定待处理投影图像和前序投影图像；其中，所述待处理投影图像为所述亮场投影图像集合中除第一帧外的任一亮场投影图像；所述前序投影图像为所述亮场投影图像集合中对应于所述待处理投影图像前一帧的亮场投影图像；

依据所述前序投影图像和所述灰度余辉对应关系，确定所述前序投影图像的余辉值；

依据所述待处理投影图像和所述余辉值，确定所述第一投影图像。

优选的，所述依据所述第一投影图像和所述暗场图像集合，确定暗场校正后的第二投影图像的步骤，包括：

依据所述暗场图像集合，确定所述探测器的暗场校正参数；

依据所述第一投影图像和所述暗场校正参数，确定所述第二投影图像。

优选的，所述依据所述第二投影图像、所述暗场图像集合和所述亮场图像集合，确定亮场校正后的第三投影图像的步骤，包括：

依据所述亮场图像集合和所述暗场校正参数，确定所述探测器的亮场校正参数；

依据所述第二投影图像和所述亮场校正参数，确定所述第三投影图像。

优选的，所述依据所述校正投影图像，确定所述标记物在所述校正投影图像中的投影坐标的步骤，包括：

依据所述校正投影图像，确定所述标记物的边缘；

依据所述边缘，确定所述投影坐标。

优选的，所述依据所述校正投影图像，确定所述标记物的边缘的步骤，包括：

对所述校正投影图像进行二值化处理，获得二值化投影图像；

依据所述二值化投影图像，确定所述标记物的初始边缘；

依据所述初始边缘和预设的标记物匹配模板，确定所述边缘。

一种断层融合的图像重建方法，包括：

获取至少两张目标投影图像及其对应的目标投影角度；其中，不同所述目标投影图像对应的所述目标投影角度不同；

采用如上述任一项所述的几何校正方法，获取探测器在每个所述目标投影角度下的几何校正参数；

依据与所述目标投影图像对应的所述几何校正参数对每个所述目标投影图像进行几何校正，获得校正图像集合；

对所述校正图像集合进行断层融合重建，获得目标合成图像。

一种用于断层融合重建的几何校正装置，用于对探测器的几何失真进行校正，包括：

数据获取模块，用于获取标记物的空间坐标、亮场图像集合和暗场图像集合，以及所述探测器的余辉校正参数和坏点校正参数；其中，所述亮场投影图像集合和所述暗场投影图像集合的投影角度相同；

图像处理模块，用于依据所述亮场图像集合、所述暗场图像集合、所述余辉校正参数和所述坏点校正参数，确定所述标记物的校正投影图像；

坐标确定模块，用于依据所述校正投影图像，确定所述标记物在所述校正投影图像中的投影坐标；

参数确定模块，用于依据所述空间坐标和所述投影坐标，确定所述探测器在所述投影角度下的几何校正参数。

一种断层融合的图像重建装置，包括：

目标获取模块，用于获取至少两张目标投影图像及其对应的目标投影角度；其中，不同所述目标投影图像对应的所述目标投影角度不同；

几何校正模块，用于采用如上述任一项所述的几何校正方法，获取探测器在每个所述目标投影角度下的几何校正参数；

校正处理模块，用于依据与所述目标投影图像对应的所述几何校正参数对每个所述目标投影图像进行几何校正，获得校正图像集合；

图像重建模块，用于对所述校正图像集合进行断层融合重建，获得目标合成图像。

本申请具有以下优点：

在本申请的实施例中，通过获取标记物的空间坐标、亮场图像集合和暗场图像集合，以及所述探测器的余辉校正参数和坏点校正参数；其中，所述亮场投影图像集合和所述暗场投影图像集合的投影角度相同；依据所述亮场图像集合、所述暗场图像集合、所述余辉校正参数和所述坏点校正参数，确定所述标记物的校正投影图像；依据所述校正投影图像，确定所述标记物在所述校正投影图像中的投影坐标；依据所述空间坐标和所述投影坐标，确定所述探测器在所述投影角度下的几何校正参数，可以对所述探测器的几何失真进行校正，获得的成像几何校正关系准确度高，符合实际的临床需求，可以避免漏诊和误诊现象的发生。

附图说明

为了更清楚地说明本申请的技术方案，下面将对本申请的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是现有技术中断层融合摄影的操作示意图；

图2是本申请一实施例提供的一种用于断层融合重建的几何校正方法的步骤流程图；

图3是本申请一实施例提供的一种三维坐标系和一种二维坐标系的示意图；

图4是本申请一实施例提供的一种膜体的结构示意图；

图5是本申请一实施例提供的一种断层融合的图像重建方法的步骤流程图；

图6是本申请一实施例提供的一种用于断层融合重建的几何校正装置的结构示意图；

图7是本申请一实施例提供的一种断层融合的图像重建装置的结构示意图；

图8是本申请一实施例提供的一种计算机设备的结构示意图。

说明书附图中的附图标记如下：

12、计算机设备；14、外部设备；16、处理单元；18、总线；20、网络适配器；22、I/O接口；24、显示器；28、内存；30、随机存取存储器；32、高速缓存存储器；34、存储系统；40、程序/实用工具；42、程序模块。

具体实施方式

为使本申请的所述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图和具体实施方式对本申请作进一步详细的说明。显然，所描述的实施例是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。

需要说明的是，在本申请任一实施例中，所述几何校正方法用于获得探测器在指定投影角度下的几何校正参数，所述几何校正参数用于对所述探测器的几何失真进行校正，也即对所述探测器与射线源之间的几何位置偏差进行校正。所述探测器可以是任意X射线成像设备，例如数字乳腺断层成像(DigitalBreastTomosynthesis，DBT)设备。

参照图2，示出了本申请一实施例提供的一种用于断层融合重建的几何校正方法，包括：

S110、获取标记物的空间坐标、亮场图像集合和暗场图像集合，以及所述探测器的余辉校正参数和坏点校正参数；其中，所述亮场投影图像集合和所述暗场投影图像集合的投影角度相同；

S120、依据所述亮场图像集合、所述暗场图像集合、所述余辉校正参数和所述坏点校正参数，确定所述标记物的校正投影图像；

S130、依据所述校正投影图像，确定所述标记物在所述校正投影图像中的投影坐标；

S140、依据所述空间坐标和所述投影坐标，确定所述探测器在所述投影角度下的几何校正参数。

在本申请的实施例中，通过获取标记物的空间坐标、亮场图像集合和暗场图像集合，以及所述探测器的余辉校正参数和坏点校正参数；其中，所述亮场投影图像集合和所述暗场投影图像集合的投影角度相同；依据所述亮场图像集合、所述暗场图像集合、所述余辉校正参数和所述坏点校正参数，确定所述标记物的校正投影图像；依据所述校正投影图像，确定所述标记物在所述校正投影图像中的投影坐标；依据所述空间坐标和所述投影坐标，确定所述探测器在所述投影角度下的几何校正参数，可以对所述探测器的几何失真进行校正，获得的成像几何校正关系准确度高，符合实际的临床需求，可以避免漏诊和误诊现象的发生。

下面，将对本示例性实施例中一种用于断层融合重建的几何校正方法作进一步地说明。

如所述步骤S110所述，获取标记物的空间坐标、亮场图像集合和暗场图像集合，以及所述探测器的余辉校正参数和坏点校正参数；其中，所述亮场投影图像集合和所述暗场投影图像集合的投影角度相同。

以所述探测器的旋转中心为原点建立三维坐标系，并以此坐标系为基础关联所述探测器的二维坐标系。所述三维坐标系定义如图3所示，以O为原点，以竖直向上为Z轴正方向，以从胸壁指向机架的方向为X轴正方向，机架望向胸壁时以从左向右为Y轴正方向(胸壁望向机架时以从右向左为Y轴正方向)，组成右手坐标系。所述射线源(即S)在三维坐标系上的坐标为[Xs,Ys,Zs]，图示为机架角度为0度时的特例，此时S在Z轴上。每一次拍摄时S的位置会产生变化。三维坐标系刻度为mm，用于标定真实世界物体。探测器二维坐标系在三维坐标系中的定义如图3所示，从机架上方望向探测器时，坐标原点在探测器左下角，探测器平面与XY平面平行，与Z轴的交点为O’，V轴平行于Y轴，U轴反平行于X轴。探测器坐标系已经离散化，(u，v)度量单位为像素，不再是物理长度。

提供一测试用的膜体，所述膜体包含基体和嵌设于所述基体中间的所述标记物。所述标记物可以是钢珠或细丝。所述基体通常为均匀材质，且所述标记物的材料与所述基体的材料的吸收系数不同，从而可以使得在成像时更容易地将所述标记物从投影图像中检测出来。此外，所述标记物的布设需使得在同一投影角度下，每个所述标记物在所述模体的投影图像中的位置不重合。所述标记物的数量可以根据实际需求而定，所述标记物的数量越多越有利于提高最终获得的成像几何校正关系的准确度。参照图4，示出了本实施例提供的一种模体的结构示意图，所述基体为一长方体，长方体的上表面嵌入有5行×3列共15个钢珠，长方体的下表面嵌入有2行×4列共8个钢珠，且对该模体进行拍摄获得的投影图像中5行×3列的钢珠的投影图像与2行×4列的钢珠的投影图像不重合。需要说明的是，在其他实施例中，所述标记物也可以不嵌入所述基体中，而是直接由多个钢珠或细丝组成。

通过所述模体自带的支架测量所述标记物的空间坐标。具体地，将带有所述支架的所述模体放置在所述探测器上的一预定位置，此时可以根据所述支架上标记的刻度获得所述模体在所述三维坐标系中的位置。另外，在设计所述模体时，所述标记物在所述膜体中的位置也是可以预先获取的，因此，还可以直接根据所述模体在设计时设定的位置获得所述标记物的空间坐标。

通过所述探测器采集所述标记物的亮场图像集合和暗场图像集合；其中，所述亮场图像集合包括所述探测器在所述射线源开启时对所述标记物连续采集得到的一组亮场投影图像，所述暗场图像集合包括所述探测器在所述射线源关闭时对所述标记物连续采集得到的一组暗场投影图像。具体地，将所述模体摆放在平板之上，使所述膜体的一个面紧贴所述平板边缘，且将所述模体放置在所述平板边缘的中间位置。确保所述模体和所述平板不动，机架开始旋转，按照设定的临床扫描角度范围(例如-8度到+8度)，每1度采集一组亮场投影图像和一组暗场投影图像，得到所述标记物在所述投影角度下的所述亮场图像集合和所述暗场图像集合。此外，分别获取所述探测器在所述投影角度上的坏点校正参数和余辉校正参数；其中，所述坏点校正参数用于修正所述探测器玻璃上的异常点，可以通过平板SDK模板获得；所述余辉校正参数用于消除所述探测器连续曝光产生的余晖干扰，一般由所述探测器的生产厂家提供。

如所述步骤S120所述，依据所述亮场图像集合、所述暗场图像集合、所述余辉校正参数和所述坏点校正参数，确定所述标记物的校正投影图像。

从所述亮场图像集合中选定一张图像作为待处理投影图像，对于所述待处理投影图像依次进行余辉校正、暗场校正、亮场校正和坏点校正，得到所述标记物的校正投影图像。具体地，依据所述亮场图像集合和所述余辉校正参数对所述待处理投影图像进行余辉校正，得到余辉校正后的第一投影图像；依据所述暗场图像集合对所述第一投影图像进行暗场校正，得到暗场校正后的第二投影图像；依据所述暗场图像集合和所述亮场图像集合对所述第二投影图像进行亮场校正，得到亮场校正后的第三投影图像；依据所述坏点校正参数对所述第三投影图像进行坏点校正，得到坏点校正后的所述校正投影图像。

如所述步骤S130所述，依据所述校正投影图像，确定所述标记物在所述校正投影图像中的投影坐标。

依据预设的阈值分割参数对所述校正投影图像进行二值化处理，得到二值化投影图像；通过边缘检测算法对所述二值化投影图像进行识别，确定所述标记物在所述校正投影图像中的初始边缘；通过模板识别等方式对所述初始边缘进一步拟合和去噪，得到所述标记物在所述校正投影图像中的边缘；依据所述边缘，计算所述标记物的中心在所述校正投影图像中的二维坐标，作为所述标记物的投影坐标。

如所述步骤S140所述，依据所述空间坐标和所述投影坐标，确定所述探测器在所述投影角度下的几何校正参数。

依次将所述标记物的所述空间坐标与所述投影坐标进行关联，具体地，按照先底层后顶层，先Y后X的顺序对得到的25个钢珠的投影坐标进行排序，得到所述标记物的投影坐标列表，对于所述投影坐标列表中的每一个投影坐标，采用预先建立的投影矩阵Proj_Matrix将所述投影坐标(u，v)与对应钢珠的空间坐标(X，Y，Z)进行关联，如公式(1)所示：

其中，

k＝1,2,…，17；

由(1)可得：

消去齐次矩阵权重w，每一个钢珠对应其投影坐标(u，v)在两个方向上可得：

求解方程后P即为即为所述探测器在所述投影角度下的几何校正参数。

在本申请一实施例中，可以结合下列描述进一步说明步骤S120所述“依据所述亮场图像集合、所述暗场图像集合、所述余辉校正参数和所述坏点校正参数，确定所述标记物的校正投影图像”的具体过程。

依据所述亮场图像集合和所述余辉校正参数，确定余辉校正后的第一投影图像。具体地，从所述亮场图像集合中选定一张图像作为待处理投影图像，依据所述亮场图像集合和所述余辉校正参数对所述待处理投影图像进行余辉校正，得到余辉校正后的第一投影图像；

依据所述第一投影图像和所述暗场图像集合，确定暗场校正后的第二投影图像。具体地，依据所述暗场图像集合对所述第一投影图像进行暗场校正，得到暗场校正后的第二投影图像；

依据所述第二投影图像、所述暗场图像集合和所述亮场图像集合，确定亮场校正后的第三投影图像。具体地，依据所述暗场图像集合和所述亮场图像集合对所述第二投影图像进行亮场校正，得到亮场校正后的第三投影图像；

依据所述第三投影图像和所述坏点校正参数，确定坏点校正后的所述校正投影图像。具体地，依据所述坏点校正参数对所述第三投影图像进行坏点校正，得到坏点校正后的所述校正投影图像。

本实施例中，所述依据所述亮场图像集合和所述余辉校正参数，确定余辉校正后的第一投影图像的步骤，包括：

依据所述亮场图像集合和所述余辉校正参数，确定灰度余辉对应关系。具体地，假设所述探测器的最低有效灰度为Dmin，最高有效灰度为Dmax，单帧投影图像的灰度Di∈[Dmin,Dmax]，计算所述亮场图像集合中每帧投影图像的Di对下一帧投影图像的余辉值Hi，建立并存储灰度余辉对应关系：首先求解方程h(t)＝Di，其中，h(t)是与所述余辉校正参数相关的余辉衰减函数，得到灰度为Di的帧数t(Di)，然后根据Hi＝h(t(Di)+l)计算余辉值；

依据所述亮场图像集合，确定待处理投影图像和前序投影图像；其中，所述待处理投影图像为所述亮场投影图像集合中除第一帧外的任一所述亮场投影图像；所述前序投影图像为所述亮场投影图像集合中位于所述待处理投影图像前一帧的所述亮场投影图像；

依据所述前序投影图像和所述灰度余辉对应关系，确定所述前序投影图像的余辉值。具体地，对于所述前序投影图像的像素P’，设其灰度值为Dp’，通过所述灰度余辉对应关系查找得到其相应的余辉值Hp。

依据所述待处理投影图像和所述余辉值，确定所述第一投影图像。具体地，对于所述待处理图像的像素P，设其灰度值为Dp，则P经余辉校正后的灰度值

本实施例中，所述依据所述第一投影图像和所述暗场图像集合，确定暗场校正后的第二投影图像的步骤，包括：

依据所述暗场图像集合，确定所述探测器的暗场校正参数。具体地，对所述暗场图像集合中的全部暗场投影图像取均值，得到所述探测器的暗场校正参数：

依据所述第一投影图像和所述暗场校正参数，确定所述第二投影图像。具体地，依据所述暗场校正参数对所述第一投影图像的灰度值进行校正，得到暗场校正后的第二投影图像。

本实施例中，所述依据所述第二投影图像、所述暗场图像集合和所述亮场图像集合，确定亮场校正后的第三投影图像的步骤，包括：

依据所述亮场图像集合和所述暗场校正参数，确定所述探测器的亮场校正参数。具体地，对所述亮场图像集合中的全部亮场投影图像取均值，并减去所述暗场校正参数，得到所述探测器的亮场校正参数：

依据所述第二投影图像和所述亮场校正参数，确定所述第三投影图像。具体地，依据所述亮场校正参数对所述第二投影图像的灰度值进行校正，得到亮场校正后的第二投影图像。

本实施例中，所述依据所述校正投影图像，确定所述标记物在所述校正投影图像中的投影坐标的步骤，包括：

依据所述校正投影图像，确定所述标记物的边缘。具体地，依据预设的阈值分割参数对所述校正投影图像进行二值化处理，得到二值化投影图像；通过边缘检测算法对所述二值化投影图像进行识别，确定所述标记物在所述校正投影图像中的初始边缘；通过模板识别等方式对所述初始边缘进一步拟合和去噪，得到所述标记物在所述校正投影图像中的边缘。

依据所述边缘，确定所述投影坐标。具体地，依据所述边缘，计算所述标记物的中心在所述校正投影图像中的二维坐标，作为所述标记物的投影坐标。

本实施例中，所述依据所述校正投影图像，确定所述标记物的边缘的步骤，包括：

对所述校正投影图像进行二值化处理，获得二值化投影图像。具体地，对所述校正投影图像进行自适应阈值二值化处理，以获得二值化处理后的二值化投影图像。其中，自适应阈值二值化处理中的阈值是变化的，而不是固定的阈值。自适应阈值二值化处理中的阈值是根据所述校正投影图像上的每一个小区域计算与其对应的阈值。因此，在所述校正投影图像的不同区域采用的是不同的阈值，从而使得在亮度不同的情况下得到更好的结果。由此，通过对所述校正投影图像进行自适应阈值二值化处理，能够有效提升所述校正投影图像的二值化处理效果。

依据所述二值化投影图像，确定所述标记物的初始边缘。具体地，对所述二值化投影图像中的所述标记物进行边缘检测，以获得所述标记物的初始边缘。所述边缘检测可理解为用于检测所述二值化投影图像中的钢珠的清晰的边缘轮廓的技术手段。由于若干钢珠在所述二值化投影图像上留下的投影呈现为圆形或者类圆形，所述初始边缘的检测结果为所述二值化投影图像中的圆形或者类圆形的边缘轮廓。

依据所述初始边缘和预设的标记物匹配模板，确定所述边缘。具体地，基于所述初始边缘的检测结果，对所述标定物的图像进行轮廓形状拟合，以获得所述标记物所在的候选区域。所述轮廓形状拟合可包括椭圆拟合、圆拟合、矩形拟或者正方形拟合等，本实施例优选为椭圆拟合。椭圆拟合的基本思路是对于给定初始边缘上的一组样本点，寻找一个椭圆，使其尽可能靠近这些样本点。也就是说，将所述初始边缘中的一组数据以椭圆方程为模型进行拟合，使某一椭圆方程尽量满足这些数据，并求出该椭圆方程的各个参数。最后确定的最佳椭圆就是所述标记物的边缘拟合结果。

参照图5，示出了本申请一实施例提供的一种断层融合的图像重建方法，包括：

S210、获取至少两张目标投影图像及其对应的目标投影角度；其中，不同所述目标投影图像对应的所述目标投影角度不同；

S220、采用如上述任一项所述的几何校正方法，获取探测器在每个所述目标投影角度下的几何校正参数；

S230、依据与所述目标投影图像对应的所述几何校正参数对每个所述目标投影图像进行几何校正，获得校正图像集合；

S240、对所述校正图像集合进行断层融合重建，获得目标合成图像。

在本申请的实施例中，通过所述图像重建方法获取探测器在每个所述目标投影角度下的几何校正参数，可以将不同所述目标投影角度的所述目标投影图像中目标组织的投影坐标正确地映射到理论坐标系下的三维空间坐标，获得所述目标组织在不同所述目标投影角度下的校正目标图像，形成所述校正图像集合。对每个所述目标投影图像进行几何校正的步骤有利于提供重建后的图像的质量，符合实际的临床需求，在一定程度上避免了漏检或误检的发生。

对于装置实施例而言，由于其与方法实施例基本相似，所以描述的比较简单，相关之处参见方法实施例的部分说明即可。

参照图6，示出了本申请一实施例提供的一种用于断层融合重建的几何校正装置，包括：

数据获取模块310，用于获取标记物的空间坐标、亮场图像集合和暗场图像集合，以及所述探测器的余辉校正参数和坏点校正参数；其中，所述亮场投影图像集合和所述暗场投影图像集合的投影角度相同；

图像处理模块320，用于依据所述亮场图像集合、所述暗场图像集合、所述余辉校正参数和所述坏点校正参数，确定所述标记物的校正投影图像；

坐标确定模块330，用于依据所述校正投影图像，确定所述标记物在所述校正投影图像中的投影坐标；

参数确定模块340，用于依据所述空间坐标和所述投影坐标，确定所述探测器在所述投影角度下的几何校正参数。

参照图7，示出了本申请一实施例提供的一种断层融合的图像重建装置，包括：

目标获取模块410，用于获取至少两张目标投影图像及其对应的目标投影角度；其中，不同所述目标投影图像对应的所述目标投影角度不同；

几何校正模块420，用于采用如上述任一项所述的几何校正方法，获取探测器在每个所述目标投影角度下的几何校正参数；

校正处理模块430，用于依据与所述目标投影图像对应的所述几何校正参数对每个所述目标投影图像进行几何校正，获得校正图像集合；

图像重建模块440，用于对所述校正图像集合进行断层融合重建，获得目标合成图像。

参照图8，示出了本申请的一种用于断层融合重建的几何校正方法的计算机设备，具体可以包括如下：

上述计算机设备12以通用计算设备的形式表现，计算机设备12的组件可以包括但不限于：一个或者多个处理器或者处理单元16，内存28，连接不同系统组件(包括内存28和处理单元16)的总线18。

总线18表示几类总线18结构中的一种或多种，包括存储器总线18或者存储器控制器，外围总线18，图形加速端口，处理器或者使用多种总线18结构中的任意总线18结构的局域总线18。举例来说，这些体系结构包括但不限于工业标准体系结构(ISA)总线18，微通道体系结构(MAC)总线18，增强型ISA总线18、音视频电子标准协会(VESA)局域总线18以及外围组件互连(PCI)总线18。

计算机设备12典型地包括多种计算机系统可读介质。这些介质可以是任何能够被计算机设备12访问的可用介质，包括易失性和非易失性介质，可移动的和不可移动的介质。

内存28可以包括易失性存储器形式的计算机系统可读介质，例如随机存取存储器30和/或高速缓存存储器32。计算机设备12可以进一步包括其他移动/不可移动的、易失性/非易失性计算机体统存储介质。仅作为举例，存储系统34可以用于读写不可移动的、非易失性磁介质(通常称为“硬盘驱动器”)。尽管图8中未示出，可以提供用于对可移动非易失性磁盘(如“软盘”)读写的磁盘驱动器，以及对可移动非易失性光盘(例如CD-ROM，DVD-ROM或者其他光介质)读写的光盘驱动器。在这些情况下，每个驱动器可以通过一个或者多个数据介质界面与总线18相连。存储器可以包括至少一个程序产品，该程序产品具有一组(例如至少一个)程序模块42，这些程序模块42被配置以执行本申请各实施例的功能。

具有一组(至少一个)程序模块42的程序/实用工具40，可以存储在例如存储器中，这样的程序模块42包括——但不限于——操作系统、一个或者多个应用程序、其他程序模块42以及程序数据，这些示例中的每一个或某种组合中可能包括网络环境的实现。程序模块42通常执行本申请所描述的实施例中的功能和/或方法。

计算机设备12也可以与一个或多个外部设备14(例如键盘、指向设备、显示器24、摄像头等)通信，还可与一个或者多个使得操作人员能与该计算机设备12交互的设备通信，和/或与使得该计算机设备12能与一个或多个其他计算设备进行通信的任何设备(例如网卡，调制解调器等等)通信。这种通信可以通过I/O接口22进行。并且，计算机设备12还可以通过网络适配器20与一个或者多个网络(例如局域网(LAN))，广域网(WAN)和/或公共网络(例如因特网)通信。如图8所示，网络适配器20通过总线18与计算机设备12的其他模块通信。应当明白，尽管图8中未示出，可以结合计算机设备12使用其他硬件和/或软件模块，包括但不限于：微代码、设备驱动器、冗余处理单元16、外部磁盘驱动阵列、RAID系统、磁带驱动器以及数据备份存储系统34等。

处理单元16通过运行存储在内存28中的程序，从而执行各种功能应用以及数据处理，例如实现本申请实施例所提供的一种用于断层融合重建的几何校正方法。

也即，上述处理单元16执行上述程序时实现：获取标记物的空间坐标、亮场图像集合和暗场图像集合，以及所述探测器的余辉校正参数和坏点校正参数；其中，所述亮场投影图像集合和所述暗场投影图像集合的投影角度相同；依据所述亮场图像集合、所述暗场图像集合、所述余辉校正参数和所述坏点校正参数，确定所述标记物的校正投影图像；依据所述校正投影图像，确定所述标记物在所述校正投影图像中的投影坐标；依据所述空间坐标和所述投影坐标，确定所述探测器在所述投影角度下的几何校正参数。

在本申请一实施例中，还提供一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，该程序被处理器执行时实现如本申请所有实施例提供的一种用于断层融合重建的几何校正方法。

也即，给程序被处理器执行时实现：获取标记物的空间坐标、亮场图像集合和暗场图像集合，以及所述探测器的余辉校正参数和坏点校正参数；其中，所述亮场投影图像集合和所述暗场投影图像集合的投影角度相同；依据所述亮场图像集合、所述暗场图像集合、所述余辉校正参数和所述坏点校正参数，确定所述标记物的校正投影图像；依据所述校正投影图像，确定所述标记物在所述校正投影图像中的投影坐标；依据所述空间坐标和所述投影坐标，确定所述探测器在所述投影角度下的几何校正参数。

可以采用一个或多个计算机可读的介质的任意组合。计算机可读介质可以是计算机可读信号介质或者计算机可读存储介质。计算机可读存储介质例如可以是——但不限于——电、磁、光、电磁、红外线或半导体的系统、装置或器件，或者任意以上的组合。计算机可读存储介质的更具体的例子(非穷举的列表)包括：具有一个或多个导线的电连接、便携式计算机磁盘、硬盘、随机存取存储器(RAM)、只读存储器(ROM)、可擦可编程只读存储器(EPROM或闪存)、光纤、便携式紧凑磁盘只读存储器(CD-ROM)、光存储器件、磁存储器件或者上述的任意合适的组合。在本文件中，计算机可读存储介质可以是任何包含或存储程序的有形介质，该程序可以被指令执行系统、装置或者器件使用或者与其结合使用。

计算机可读的信号介质可以包括在基带中或者作为载波一部分传播的数据信号，其中承载了计算机可读的程序代码。这种传播的数据信号可以采用多种形式，包括——但不限于——电磁信号、光信号或上述的任意合适的组合。计算机可读的信号介质还可以是计算机可读存储介质以外的任何计算机可读介质，该计算机可读介质可以发送、传播或者传输用于由指令执行系统、装置或者器件使用或者与其结合使用的程序。

可以以一种或多种程序设计语言或其组合来编写用于执行本申请操作的计算机程序代码，上述程序设计语言包括面向对象的程序设计语言——诸如Java、Smalltalk、C++，还包括常规的过程式程序设计语言——诸如“C”语言或类似的程序设计语言。程序代码可以完全地在操作人员计算机上执行、部分地在操作人员计算机上执行、作为一个独立的软件包执行、部分在操作人员计算机上部分在远程计算机上执行或者完全在远程计算机或者服务器上执行。在涉及远程计算机的情形中，远程计算机可以通过任意种类的网络——包括局域网(LAN)或广域网(WAN)——连接到操作人员计算机，或者，可以连接到外部计算机(例如利用因特网服务提供商来通过因特网连接)。本说明书中的各个实施例均采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似的部分互相参见即可。

尽管已描述了本申请实施例的优选实施例，但本领域内的技术人员一旦得知了基本创造性概念，则可对这些实施例做出另外的变更和修改。所以，所附权利要求意欲解释为包括优选实施例以及落入本申请实施例范围的所有变更和修改。

最后，还需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者终端设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者终端设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者终端设备中还存在另外的相同要素。

以上对本申请所提供的一种几何校正方法、图像重建方法及装置，进行了详细介绍，本文中应用了具体个例对本申请的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本申请的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本申请的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处，综上所述，本说明书内容不应理解为对本申请的限制。

Claims (10)

1.一种用于断层融合重建的几何校正方法，用于对探测器的几何失真进行校正，其特征在于，包括：

获取标记物的空间坐标、亮场图像集合和暗场图像集合，以及所述探测器的余辉校正参数和坏点校正参数；其中，所述亮场投影图像集合和所述暗场投影图像集合的投影角度相同；

依据所述亮场图像集合、所述暗场图像集合、所述余辉校正参数和所述坏点校正参数，确定所述标记物的校正投影图像；

依据所述校正投影图像，确定所述标记物在所述校正投影图像中的投影坐标；

依据所述空间坐标和所述投影坐标，确定所述探测器在所述投影角度下的几何校正参数。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述依据所述亮场图像集合、所述暗场图像集合、所述余辉校正参数和所述坏点校正参数，确定所述标记物的校正投影图像的步骤，包括：

依据所述亮场图像集合和所述余辉校正参数，生成余辉校正后的第一投影图像；

依据所述第一投影图像和所述暗场图像集合，生成暗场校正后的第二投影图像；

依据所述第二投影图像、所述暗场图像集合和所述亮场图像集合，生成亮场校正后的第三投影图像；

依据所述第三投影图像和所述坏点校正参数，生成坏点校正后的所述校正投影图像。

3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述依据所述亮场图像集合和所述余辉校正参数，生成余辉校正后的第一投影图像的步骤，包括：

依据所述亮场图像集合和所述余辉校正参数，确定灰度余辉对应关系；

依据所述亮场图像集合，确定待处理投影图像和前序投影图像；其中，所述待处理投影图像为所述亮场投影图像集合中除第一帧外的任一亮场投影图像；所述前序投影图像为所述亮场投影图像集合中对应于所述待处理投影图像前一帧的亮场投影图像；

依据所述前序投影图像和所述灰度余辉对应关系，确定所述前序投影图像的余辉值；

依据所述待处理投影图像和所述余辉值，确定所述第一投影图像。

4.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述依据所述第一投影图像和所述暗场图像集合，确定暗场校正后的第二投影图像的步骤，包括：

依据所述暗场图像集合，确定所述探测器的暗场校正参数；

依据所述第一投影图像和所述暗场校正参数，确定所述第二投影图像。

5.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述依据所述第二投影图像、所述暗场图像集合和所述亮场图像集合，确定亮场校正后的第三投影图像的步骤，包括：

依据所述亮场图像集合和所述暗场校正参数，确定所述探测器的亮场校正参数；

依据所述第二投影图像和所述亮场校正参数，确定所述第三投影图像。

6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述依据所述校正投影图像，确定所述标记物在所述校正投影图像中的投影坐标的步骤，包括：

依据所述校正投影图像，确定所述标记物的边缘；

依据所述边缘，确定所述投影坐标。

7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，所述依据所述校正投影图像，确定所述标记物的边缘的步骤，包括：

对所述校正投影图像进行二值化处理，获得二值化投影图像；

依据所述二值化投影图像，确定所述标记物的初始边缘；

依据所述初始边缘和预设的标记物匹配模板，确定所述边缘。

8.一种断层融合的图像重建方法，其特征在于，包括：

获取至少两张目标投影图像及其对应的目标投影角度；其中，不同所述目标投影图像对应的所述目标投影角度不同；

采用如权利要求1-7任一项所述的几何校正方法，获取探测器在每个所述目标投影角度下的几何校正参数；

依据与所述目标投影图像对应的所述几何校正参数对每个所述目标投影图像进行几何校正，获得校正图像集合；

对所述校正图像集合进行断层融合重建，获得目标合成图像。

9.一种用于断层融合重建的几何校正装置，用于对探测器的几何失真进行校正，其特征在于，包括：

数据获取模块，用于获取标记物的空间坐标、亮场图像集合和暗场图像集合，以及所述探测器的余辉校正参数和坏点校正参数；其中，所述亮场投影图像集合和所述暗场投影图像集合的投影角度相同；

图像处理模块，用于依据所述亮场图像集合、所述暗场图像集合、所述余辉校正参数和所述坏点校正参数，确定所述标记物的校正投影图像；

坐标确定模块，用于依据所述校正投影图像，确定所述标记物在所述校正投影图像中的投影坐标；

参数确定模块，用于依据所述空间坐标和所述投影坐标，确定所述探测器在所述投影角度下的几何校正参数。

10.一种断层融合的图像重建装置，其特征在于，包括：

目标获取模块，用于获取至少两张目标投影图像及其对应的目标投影角度；其中，不同所述目标投影图像对应的所述目标投影角度不同；

几何校正模块，用于采用如权利要求1-7任一项所述的几何校正方法，获取探测器在每个所述目标投影角度下的几何校正参数；

校正处理模块，用于依据与所述目标投影图像对应的所述几何校正参数对每个所述目标投影图像进行几何校正，获得校正图像集合；

图像重建模块，用于对所述校正图像集合进行断层融合重建，获得目标合成图像。

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