[发明专利]用于数字合成体层成像系统几何误差校正的装置及方法

权利要求书

1.一种用于数字合成体层成像系统几何误差校正的装置，所述的数字合成体层成像系统包括光源、探测器、数据采集单元和计算机，其特征在于，所述的装置包括光学轨道、旋转平台和校正仿体，光源、旋转平台和探测器位于光学轨道上，校正仿体置于旋转平台上，包括两个平行放置的有机玻璃平板，两个平板用透明材质固定连接，从入射光角度看，前面的平板包含五个圆孔，其中四个位于第一正方形的四个顶点，另一个位于该正方形的中心；后面的平板包含五个圆孔，其中四个位于第二正方形的四个顶点，另一个位于该正方形的中心；两个正方形的大小不同，两个中心的连线垂直于两个平板。

2.一种采用权利要求1所述的用于数字合成体层成像系统几何误差校正的装置实现的校正方法，包括下列步骤：

(1)将校正仿体置于旋转平台上；在扫描仿体获取投影图像时，光源与探测器固定不动，在不同扫描角度下获得校正仿体的投影图像。

(2)将校正仿体上的10个圆孔作为标准参考点，分别对每个扫描角度下校正仿体图像中的各个标准参考点进行位置测量，获得其投影坐标；

(3)通过校正仿体上的标注参考点建立的物体空间坐标与探测器平面的投影坐标之间的映射关系，应用奇异值分解(SVD)方法求解出每个扫描角度下的校正投影矩阵。

(4)利用数字合成体层成像系统进行物体成像；

(5)利用提取出的校正投影矩阵修正由成像系统几何误差引起的物体体素到投影像素之间的错误映射关系。

3.根据权利要求2所述的装置实现的数字合成体层成像系统几何误差校正方法，其特征在于，其中的步骤(4)，对于每个扫描角度，求解校正投影矩阵的步骤如下：

1)设在齐次坐标系下物体体素坐标(x，y，z，1)^T与其对应的探测投影齐次坐标(u，v，1)^T的映射关系表示为：

w·uv1=M·xyz1---(1)]]>

其中，w为预设的距离加权系数，M为一个3×4校正投影矩阵，在给定的扫描角度下，建立标准参考点体素坐标(x_i，y_i，z_i)到其投影坐标(u_i，v_i)的映射，其中下标i表示第i个标准参考点；

2)给定一个消去距离加权系数w，得到如下方程：

xiyizi10000-uixi-uiyi-uizi-ui0000xiyizi1-vixi-viyi-vizi-vi.]]>

(M11,M12,M13,M14,M21,M22,M23,M24,M31,M32,M33,M34,)T=0]]>

对定义矩阵Ai=xiyizi10000-uixi-uiyi-uizi-ui0000xiyizi1-vixi-viyi-vizi-vi]]>且m＝(M₁₁，M₁₂，M₁₃，M₁₄，M₂₁，M₂₂，M₂₃，M₂₄，M₃₁，M₃₂，M₃₃，M₃₄，)^T，向量m是将校正投影矩阵M进行了排列而成的1×12的向量，对应全部N个标准参考点的系数矩阵A＝(A₁，A₂，......，A_N)^T是一个2N×12的矩阵，且满足A·m＝0，N＝10；

3)利用奇异值分解方法将系数矩阵A进行奇异值分解，求解出校正投影矩阵。