【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及一种在三维ct图像中虚拟插入的方法，同时也涉及用于实现该方法的装置，属于辐射成像。
技术介绍
1、ct安检系统会对被检物品用x射线进行ct扫描，给出被检物品内部的信息。当采用单能量x射线进行扫描时，得到物品内部的衰减系数的三维分布信息，对不同衰减系数赋予不同的透明度；当采用双能量或能谱x射线进行扫描时，得到物品内部的密度和原子序数的三维分布信息，区分被检物品内部的结构和成分，并对有机物、无机物和混合物赋予不同的颜色，对不同密度的部分赋予不同的透明度。上述得到的灰度或彩色的半透明图像显示在显示器上，供安检员进行判别。
2、对于安检设备而言，危险品图像插入(tip)是一项必须而重要的需求。它是指在行李包裹中插入预先采集的图像，形成一幅新的图像，以便于对安检员的水平和状态进行考核与监督。对于x射线检查设备进行二维tip，已有成熟的方案，但对于双能ct安检系统的三维tip，特别是tip图像可以旋转以适合行李包裹内部空间限制的情况，尚无成熟的技术解决方案。
3、在专利号为zl 201410795139.x的中国专利技术专利中，公开了一种安检ct系统中的方法，包括步骤：将ct三维图像分割为多个子图像，构建体数据透明八叉树，获得箱包中可供插入的区域，拣选出透明区域中容积符合插入要求的部分，最终确定插入的位置。但是，上述八叉树的构造比较复杂而且不能并行处理，因此不利于推广应用。
技术实现思路
1、本专利技术所要解决的首要技术问题在于提供一种在三维ct图像中虚拟
2、本专利技术所要解决的另一技术问题在于提供一种在三维ct图像中虚拟插入的装置。
3、为实现上述技术目的，本专利技术采用以下的技术方案：
4、根据本专利技术实施例的第一方面，提供一种在三维ct图像中虚拟插入的方法，包括如下步骤：
5、s1：采集行李包裹图像，记录其尺寸大小为w*h*s，并将其进行二值化，得到尺寸大小为w*h*s的行李包裹的二值图像；
6、s2：计算得到尺寸大小为w*h*s的行李包裹的二值图像的行李包裹外包络图像；
7、s3：采集危险品插入图像，记录其尺寸大小为w*h*s，并将其进行二值化，得到尺寸大小为w*h*s的危险品图像插入的二值图像；
8、s4：计算得到尺寸大小为w*h*s的危险品图像插入的二值图像的危险品图像插入外包络图像；
9、s5：设置危险品图像插入外包络图像的各边的最大长度为r；
10、s6：计算危险品图像插入外包络图像的二阶矩阵，并计算该二阶矩阵的特征值和特征向量；
11、s7：对行李包裹外包络图像内的每个位置进行计算；
12、s8：取分数最大的位置作为插入位置，对危险品插入图像进行旋转，并与行李包裹图像进行融合，实现在三维ct图像中虚拟插入。
13、其中较优地，在步骤s1中，所述二值化包括如下子步骤：
14、对于第i个体素数值，若bg(i)大于第一预设值，则bgw(i)等于1；若bg(i)小于或等于第一预设值，则bgw(i)等于0。
15、其中较优地，所述体素数值，在单能ct场景中为重建出的衰减系数；在双能或能谱ct场景中为重建出的电子密度。
16、其中较优地，在步骤s2中，所述计算方法包括如下子步骤：
17、s21：以(w/2,h/2,s/2)为原点建立三维坐标系；
18、s22：对第i个体素数值，分别从三维坐标系的－x方向、+x方向、－y方向、+y方向、－z方向和+z方向由外向内寻找行李包裹的二值图像大于0的点；
19、若在某个轴的两个方向存在行李包裹的二值图像大于0的点，则在该轴上，当前体素数值被行李包裹的二值图像封闭；
20、若在任意一个轴上当前体素数值被封闭，则当前体素数值位于行李包裹外包络图像内，即行李包裹外包络图像(i)大于0；
21、若在三个轴上当前体素数值均不被封闭，则当前体素数值位于行李包裹外包络图像外，即行李包裹外包络图像(i)等于0；
22、s23：根据步骤s22得到的行李包裹外包络图像(i)的数值，得到尺寸大小为w*h*s的二值图像，将该二值图像进行形态学处理，得到行李包裹外包络图像。
23、其中较优地，在所述步骤s5中，设定
24、其中较优地，在步骤s6中，所述二阶矩阵中每个元素的计算方法包括如下子步骤：
25、
26、
27、……
28、
29、
30、将模的特征向量按照从大到小进行排列：
31、其中较优地，在步骤s7中，所述计算包括如下子步骤：
32、s71：计算以行李包裹外包络图像内的每个位置为中心、半径为r的球体内体素数值小于第二预设值的点集的二阶矩阵bm，并计算该二阶矩阵的特征值和特征向量；
33、将模的特征向量按照从大到小进行排列：
34、s72：计算所需的旋转矩阵，使得经过旋转之后，且且
35、s73：计算每一个体素数值的插入分数，并生成尺寸大小为w*h*s的分数矩阵(简写为score)。
36、其中较优地，所述旋转矩阵为：
37、
38、其中，为a、b矢量的夹角。
39、其中较优地，在步骤s73中，所述计算方法包括如下子步骤：
40、s731：设置每一个体素数值位置的初始分数等于0，将危险品图像插入外包络图像按照步骤s72的方法进行旋转，并放置于当前位置，其公式表达为：
41、
42、其中，(x0,y0,z0)是当前体素的位置坐标；
43、s732：在半径为r的球体内，对每一个体素数值进行检测，并根据危险品图像插入外包络图像和行李包裹的二值图像的情况生成尺寸大小为w*h*s的分数矩阵；
44、若危险品图像插入外包络图像大于0且行李包裹的二值图像等于0，则分数加1；若危险品图像插入外包络图像大于0且行李包裹外包络图像等于0，则分数减1；若危险品图像插入外包络图像等于0且行李包裹外包络图像大于0，则分数等于0；若危险品图像插入外包络图像等于0且行李包裹的二值图像等于0，则保留原值。
45、根据本专利技术实施例的第二方面，提供一种在三维ct图像中虚拟插入的装置，包括处理器和存储器；其中，所述存储器与所述处理器耦接，用于存储计算机程序，当该计算机程序被所述处理器执行时，使处理器实现上述在三维ct图像中虚拟插入的方法。
46、与现有技术相比较，本专利技术通过针对被插入图像的内部空隙，对危险品图像插入图像进行平移和旋转，以获得最好的插入位置与角度，并在像素级或者采样以后的像素级中进行计算，实现了并行处理，从而大大加快了计算速度。
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1.一种在三维CT图像中虚拟插入的方法，其特征在于包括如下步骤：
2.如权利要求1所述的方法，其特征在于在步骤S1中，所述二值化方法包括如下子步骤：
3.如权利要求2所述的方法，其特征在于：
4.如权利要求1所述的方法，其特征在于在步骤S2中，所述计算方法包括如下子步骤：
5.如权利要求1所述的方法，其特征在于，在所述步骤S5中设定
6.如权利要求1所述的方法，其特征在于在步骤S6中，所述二阶矩阵中每个元素的计算方法包括如下子步骤：
7.如权利要求1所述的方法，其特征在于在步骤S7中，所述计算包括如下子步骤：
8.如权利要求7所述的方法，其特征在于所述旋转矩阵为：
9.如权利要求7所述的方法，其特征在于在步骤S73中，所述计算方法包括如下子步骤：
10.一种在三维CT图像中虚拟插入的装置，其特征在于包括处理器和存储器；其中，所述存储器与所述处理器耦接，用于存储计算机程序，当该计算机程序被所述处理器执行时，使处理器实现权利要求1～9中任意一项所述在三维CT图像中虚拟插入的方法
...【技术特征摘要】
1.一种在三维ct图像中虚拟插入的方法，其特征在于包括如下步骤：
2.如权利要求1所述的方法，其特征在于在步骤s1中，所述二值化方法包括如下子步骤：
3.如权利要求2所述的方法，其特征在于：
4.如权利要求1所述的方法，其特征在于在步骤s2中，所述计算方法包括如下子步骤：
5.如权利要求1所述的方法，其特征在于，在所述步骤s5中设定
6.如权利要求1所述的方法，其特征在于在步骤s6中，所述二阶矩阵中每个元素的计算方法包括如下子步骤：<...
【专利技术属性】
技术研发人员：林晨曦，
申请(专利权)人：北京行至信远科技有限公司，
类型：发明
国别省市：
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