一种外部CT扫描模式下转台旋转中心标定方法及装置制造方法及图纸

本发明专利技术提供一种外部CT扫描模式下转台旋转中心标定方法及装置。其中，该方法包括：在外部CT扫描模式下，对预设的针状标定模体进行外部CT扫描，获得所述针状标定模体的质心点的正弦轨迹数据；基于正弦曲线霍夫变换方法对所述正弦轨迹数据进行拟合，获得相应的标定结果；根据所述标定结果确定旋转中心位置值。采用本发明专利技术公开的CT扫描模式下转台旋转中心标定方法，能够精确标定转台旋转中心位置，且具有优异的抗噪声性能，有效提高了外部CT检测效率。

【技术实现步骤摘要】
一种外部CT扫描模式下转台旋转中心标定方法及装置
本专利技术涉及计算机应用
，具体涉及一种外部CT扫描模式下转台旋转中心标定方法及装置，一种外部CT扫描模式下的断层成像方法及装置。另外，还涉及一种电子设备及非暂态计算机可读存储介质。
技术介绍
CT(ComputedTomography，计算机断层成像)利用物体在不同视角下的投影信息，结合图像重建算法，可以清晰准确地显示物体内部的结构关系、材料组成和损伤程度。CT成像技术作为一种重要的无损检测手段，在航空航天、兵器科学、核能、汽车、特种设备、电子等领域有着广泛的应用，并发挥着越来越重要的作用。对于待检样品的外部CT成像，转台旋转中心的确定是非常关键的，其定位误差会造成CT图像上的伪影。在现有技术中，标准扇束CT扫描模式下，射线源发出扇束射线后，线阵列探测器采集待检样品在每个旋转角度下的投影数据，最后根据经典的扇束FBP(FilteredBackProjection)重建算法能够得到虚线圆形区域范围内的断层图像。然而，当待检样品为大尺寸筒状样品时，待检样品的断层尺寸大于虚线圆形成像区域，并且待检样品感兴趣区域为外侧筒壁区域。此时，外部CT扫描模式便成为有效的解决方法。外部CT扫描模式下，旋转中心位置映射到线阵列探测器X轴上的坐标是重建算法所需的重要参数，断层图像重建精度极大地依赖于旋转中心位置的精确标定。然而，由于外部CT扫描模式获得的正弦图为单边截断的特征，投影数据没有穿过旋转中心，投影数据严重缺失，常规方法难以实现旋转中心位置的快速精确标定。因此，如何在外部CT扫描模式下快速、精确标定转台旋转中心位置成为本领域研究的重要课题。
技术实现思路
为此，本专利技术提供一种外部CT扫描模式下转台旋转中心标定方法，用以解决现有技术中无法在外部CT扫描模式下快速、精确标定转台旋转中心位置的缺陷。本专利技术提供一种外部CT扫描模式下转台旋转中心标定方法，包括：在外部CT扫描模式下，对预设的针状标定模体进行外部CT扫描，获得所述针状标定模体的质心点的正弦轨迹数据；基于正弦曲线霍夫变换方法对所述正弦轨迹数据进行拟合，获得相应的标定结果；根据所述标定结果确定旋转中心位置值。进一步的，所述基于正弦曲线霍夫变换方法对所述正弦轨迹数据进行拟合，获得相应的标定结果；根据所述标定结果确定旋转中心位置值，具体包括：基于预设的粗霍夫空间坐标范围和粗霍夫变换的精度值对所述正弦轨迹数据进行粗霍夫变换，获得初始标定结果；根据所述初始标定结果，确定精霍夫空间坐标范围和精霍夫变换的精度值，并进行精霍夫变换，获得目标标定结果；根据所述目标标定结果确定旋转中心位置值。进一步的，所述的外部CT扫描模式下转台旋转中心标定方法，所述获得所述针状标定模体的质心点的正弦轨迹数据，具体包括：通过对所述针状标定模体进行外部CT步进旋转扫描，获得相应的外部CT扫描数据；采用自相关法从所述外部CT扫描数据中提取所述针状标定模体的质心点的正弦轨迹数据。相应的，本专利技术还提供一种外部CT扫描模式下的断层成像方法，包括：待检样品当旋转中心位置标定后，在当前CT扫描系统对应的扫描位置，对待检样品进行外部CT扫描；根据预先确定的针状标定模体对应的旋转中心位置值，确定所述待检样品对应的旋转中心位置值；将所述待检样品对应的旋转中心位置值输入到预设的重建模型中，得到所述待检样品的目标断层图像。进一步的，所述外部CT扫描模式下的断层成像方法，还包括：在外部CT扫描时，射线源发出的扇束射线覆盖待检样品的外部目标区域，形成投影数据的单边截断，并且所述扇束射线未穿过样品载物台的旋转中心。进一步的，所述待检样品的步进旋转角度为360度，对应的外部CT扫描步进角度取值范围为0.2度～0.5度；所述射线源的焦点到线阵列探测器的距离范围为800毫米～1500毫米；所述针状标定模体的材质为金属铝或钢，所述针状标定模体的直径范围为1～7毫米。相应的，本专利技术还提供一种外部CT扫描模式下转台旋转中心标定装置，包括：正弦轨迹数据获得单元，用于在外部CT扫描模式下，对预设的针状标定模体进行外部CT扫描，获得所述针状标定模体的质心点的正弦轨迹数据；旋转中心位置标定单元，用于基于正弦曲线霍夫变换方法对所述正弦轨迹数据进行拟合，获得相应的标定结果；根据所述标定结果确定旋转中心位置值。进一步的，所述旋转中心位置标定单元具体用于：基于预设的粗霍夫空间坐标范围和粗霍夫变换的精度值对所述正弦轨迹数据进行粗霍夫变换，获得初始标定结果；根据所述初始标定结果，确定精霍夫空间坐标范围和精霍夫变换的精度值，并进行精霍夫变换，获得目标标定结果；根据所述目标标定结果确定旋转中心位置值。进一步的，所述正弦轨迹数据获得单元，具体用于：通过对所述针状标定模体进行外部CT步进旋转扫描，获得相应的外部CT扫描数据；采用自相关法从所述外部CT扫描数据中提取所述针状标定模体的质心点的正弦轨迹数据。相应的，本专利技术还提供一种外部CT扫描模式下的断层成像装置，包括：系统扫描控制单元，用于当旋转中心位置标定后，在当前CT成像系统对应的扫描位置，对所述待检样品进行外部CT扫描；旋转中心位置值确定单元，用于根据预先确定的针状标定模体对应的旋转中心位置值，确定所述待检样品对应的旋转中心位置值；目标成像单元，用于将所述待检样品对应的旋转中心位置值输入到预设的重建模型中，得到所述待检样品的目标断层图像。进一步的，所述外部CT扫描模式下的断层成像装置，还包括：设置单元，用于在外部CT成像系统扫描时，射线源发出的扇束射线覆盖待检样品的外部目标区域，形成投影数据的单边截断，并且所述扇束射线未穿过所述待检样品的转台旋转中心。进一步的，所述待检样品的步进旋转角度为360度，对应的外部CT成像系统的扫描步进角度取值范围为0.2度～0.5度；所述射线源的焦点到线阵列探测器的距离范围为800毫米～1500毫米；所述针状标定模体的材质为金属铝或钢，所述针状标定模体的直径范围为1～7毫米。相应的，本专利技术还提供一种电子设备，包括：存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述程序时实现如上述任意一项所述的外部CT扫描模式下转台旋转中心标定方法的步骤。相应的，本专利技术还提供一种非暂态计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，该计算机程序被处理器执行时实现如上述任意一项所述的外部CT扫描模式下转台旋转中心标定方法的步骤。本专利技术提供的所述的外部CT扫描模式下转台旋转中心标定方法，通过对针状标定模体进行外部CT扫描，获得针状标定模体质心点的正弦运动轨迹数据，并基于正弦曲线霍夫变换原理对该正弦轨迹数据进行拟合，能够实现CT系统转台旋转中心位置的高效准确标定。其具有优异的抗噪声性能，实现过程无需对CT成像系统进行硬件改造，可嵌入现有CT成像系统中作为辅助升级模块，有效提高本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种外部CT扫描模式下转台旋转中心标定方法，其特征在于，包括：/n在外部CT扫描模式下，对预设的针状标定模体进行外部CT扫描，获得所述针状标定模体的质心点的正弦轨迹数据；/n基于正弦曲线霍夫变换方法对所述正弦轨迹数据进行拟合，获得相应的标定结果；根据所述标定结果确定旋转中心位置值。/n

【技术特征摘要】
1.一种外部CT扫描模式下转台旋转中心标定方法，其特征在于，包括：
在外部CT扫描模式下，对预设的针状标定模体进行外部CT扫描，获得所述针状标定模体的质心点的正弦轨迹数据；
基于正弦曲线霍夫变换方法对所述正弦轨迹数据进行拟合，获得相应的标定结果；根据所述标定结果确定旋转中心位置值。


2.根据权利要求1所述的外部CT扫描模式下转台旋转中心标定方法，其特征在于，所述基于正弦曲线霍夫变换方法对所述正弦轨迹数据进行拟合，获得相应的标定结果；根据所述标定结果确定旋转中心位置值，具体包括：
基于预设的粗霍夫空间坐标范围和粗霍夫变换的精度值对所述正弦轨迹数据进行粗霍夫变换，获得初始标定结果；
根据所述初始标定结果，确定精霍夫空间坐标范围和精霍夫变换的精度值，并进行精霍夫变换，获得目标标定结果；
根据所述目标标定结果确定旋转中心位置值。


3.根据权利要求1所述的外部CT扫描模式下转台旋转中心标定方法，其特征在于，所述获得所述针状标定模体的质心点的正弦轨迹数据，具体包括：
通过对所述针状标定模体进行外部CT步进旋转扫描，获得相应的外部CT扫描数据；
采用自相关法从所述外部CT扫描数据中提取所述针状标定模体的质心点的正弦轨迹数据。


4.一种外部CT扫描模式下的断层成像方法，其特征在于，包括：
待检样品当旋转中心位置标定后，在当前CT扫描系统对应的扫描位置，对待检样品进行外部CT扫描；
根据预先确定的针状标定模体对应的旋转中心位置值，确定所述待检样品对应的旋转中心位置值；
将所述待检样品对应的旋转中心位置值输入到预设的重建模型中，得到所述待检样品的目标断层图像。


5.根据权利要求4所述的外部CT扫描模式下的断层成像方法，其特征在于，在外部CT扫描时，射线源发出的扇束射线覆盖所述待检样品...

【专利技术属性】
技术研发人员：杨民，林强，张亚男，孙亮，吴雅朋，海潮，
申请(专利权)人：北京航空航天大学，
类型：发明
国别省市：北京;11