一种基于透视成像模型标定的C型臂图像校正方法技术

一种基于透视成像模型标定的Ｃ型臂图像校正方法，它有四大步骤；步骤一：设计Ｃ型臂系统标定的标定模板；步骤二：获取标记点的失真坐标，在失真图像上通过图像处理获得；步骤三：Ｃ型臂系统标定；包括标定模板上标记点的三维空间坐标、透视成像模型标定、畸变模型和失真坐标通过系统标定获得透视成像参数；步骤四：图像校正；由标定的透视成像模型，对失真图像进行校正。本发明专利技术在线将Ｃ型臂系统标定和Ｃ型臂Ｘ射线投影失真图像校正作为一个整体，基于摄像机透视成像模型对Ｃ型臂系统进行标定和对Ｃ型臂Ｘ射线投影失真图像进行校正，改变了在传统方法中先离线进行图像校正然后进行线性标定，使系统步骤变得简洁方便，容易在线使用。

【技术实现步骤摘要】

【技术保护点】
一种基于透视成像模型标定的Ｃ型臂图像校正方法，它是在以下硬件载体上实现的：ＰＣ机、双目摄像机、支架、Ｃ型臂系统、标记板、标定模板以及固定卡爪；双目摄像机固定在支架上，支架放置在病床的一侧，标记板粘贴于标定模板的一侧，标定模板通过固定卡爪固定在Ｃ型臂系统影像增强器的外壳上，且有标记板的一侧面向双目摄像机，Ｃ型臂系统采集的Ｘ射线投影图像和以双目摄像机坐标系为基准的模板上标记点的三维坐标输送到另一个隔离间的ＰＣ机进行处理；其特征在于：该方法具体步骤如下：　步骤一：设计Ｃ型臂系 统标定的标定模板具体为：测量Ｃ型臂影像增强器外壳直径大小，以Ｃ型臂影像增强器外壳直径４５１ｍｍ为直径制作一个Ｃ型臂罩；Ｃ型臂罩上安装有两层校准靶，其间距为１００ｍｍ；下层校准靶直径为３８０ｍｍ，且在直径为３５０ｍｍ的圆形区域内，有以间距２０ｍｍ均匀规则分布的２２５个圆形小孔；其中圆心和两个相互垂直的直径上有四个小孔的直径为６ｍｍ，其余直径为２ｍｍ；上层校准靶直径为３８０ｍｍ，且在直径为３５０ｍｍ的圆形区域内分布有９个直径为２ｍｍ的圆形小孔，其中圆心小孔垂直对应上层校准靶圆心孔，其余８个小孔分成两组，每组相距圆心距离分别是４０＊ｍｍ和８０＊ｍｍ；　步骤二：获取标记点的失真坐标在失真图像上通过图像处理获得，具体为：　①「．对标定模板Ｘ射线投影图像使用中值滤波去噪平滑处理；　②．使用形态学中的开运算 提取标定模板背景图像；　③．提取标定模板Ｘ射线投影图像中的标记点；用标定模板Ｘ射线投影图像减去标定模板背景图像得到只含圆形标记点的图像，随后经过二值化，开运算和闭运算去除噪声得到只含圆形标记点的二值图像；　④．计算出这些圆形标记 点的质心作为标记模板上标记点在Ｘ射线投影图像中的图像坐标；　步骤三：Ｃ型臂系统标定包括标定模板上标记点的三维空间坐标、透视成像模型、畸变模型和失真坐标通过系统标定获得透视成像参数，具体为：　ｉ）标定模板上标记点的三维空间坐标；此 步骤由双目摄像机定位标记板和不同坐标系之间的平移完成，具体为：　①「双目摄像机固定在支架上，支架放置在病床的一侧，标记板粘贴于标定模板的一侧，标定模板通过固定卡爪安装在Ｃ型臂影像增强器的外壳上，且有标记板的一侧面向双目摄像机；　 ②标记板的Ｘ轴垂直上层校准靶的圆形平面，Ｚ轴指向上层校准靶的圆心，Ｙ轴与上层校准靶的圆边相切，标记板的原点Ｏ↓［１］为Ｘ轴，Ｙ...

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：孟偲，周付根，吕绍杰，刘博，周晓君，
申请(专利权)人：北京航空航天大学，
类型：发明
国别省市：11[中国|北京]