[发明专利]用于CT系统中标定几何参数的标定体模、标定装置及标定方法

权利要求书

1.一种用于CT系统中标定几何参数的标定体模，其特征在于，所述标定体模包括两个相同的平行设置的标定板及小球，所述两个标定板上分别对应开设有若干相同的小孔，所述小球至少为四个且分别安装于所述两个标定板上的小孔内。

2.根据权利要求1所述的用于CT系统中标定几何参数的标定体模，其特征在于，所述两个标定板的间距为46mm，所述标定板的宽度为150mm、厚度为2mm。

3.根据权利要求1所述的用于CT系统中标定几何参数的标定体模，其特征在于，所述小孔呈方阵式分布于所述标定板上。

4.根据权利要求3所述的用于CT系统中标定几何参数的标定体模，其特征在于，所述小孔呈7*7的方阵分布于所述标定板上，且所述小孔的直径为1mm、孔深度为0.5mm，相邻孔之间间距为20mm。

5.根据权利要求1所述的用于CT系统中标定几何参数的标定体模，其特征在于，所述标定板为聚乙烯塑料，所述小球为不锈钢小球。

6.一种CT系统中几何参数的标定装置，包括由光源、旋转台和探测器组成的CT系统，其特征在于，所述标定装置还包括垂直放置在所述光源和探测器之间的旋转台上的标定体模，所述标定体模包括两个相同的平行设置的标定板及小球，所述两个标定板上分别对应开设有若干相同的小孔，所述小球至少为四个且分别安装于所述两个标定板上的小孔内；所述标定体模随所述旋转台旋转，所述探测器用于采集各个小球的投影图像的中心点坐标；及

图像处理模块，用于根据所述投影图像的中心点坐标构建第一投影矩阵，所述图像处理模块还用于根据所述CT系统的几何结构及所述标定体模几何结构分别计算各个小球在所述CT系统坐标系中的空间位置坐标，以及根据所述空间位置坐标构建第二投影矩阵，根据所述第一投影矩阵及所述第二投影矩阵计算得到探测器平面的投影中心点坐标、光源到探测器的距离、探测器的扭转角、探测器的倾斜角、探测器的旋转角及光源到旋转台旋转轴的距离。

7.根据权利要求6所述的CT系统中几何参数的标定装置，其特征在于，所述小球在成像平面上的投影图像的中心点坐标均不重合。

8.一种CT系统中几何参数的标定方法，所述CT系统包括光源、旋转台和探测器，其特征在于，所述标定方法包括下述步骤：

在所述光源和探测器之间的旋转台上垂直放置标定体模，所述标定体模包括两个相同的平行设置的标定板及小球，所述两个标定板上分别对应开设有若干相同的小孔，所述小球至少为四个且分别安装于所述两个标定板上的小孔内；

将所述标定体模随所述旋转台旋转，通过所述探测器采集各个小球的投影图像的中心点的横坐标和纵坐标；

根据所述投影图像的中心点横坐标和纵坐标构建第一投影矩阵；

根据所述CT系统的几何结构关系和标定体模的几何结构关系分别计算各个小球在所述CT系统坐标系中的空间位置坐标；

根据所述空间位置坐标构建第二投影矩阵；

根据所述第一投影矩阵及所述第二投影矩阵计算得到探测器平面的投影中心点坐标、光源到探测器的距离、探测器的扭转角、探测器的倾斜角、探测器的旋转角及光源到旋转台旋转轴的距离。

9.根据权利要求8所述的CT系统中几何参数的标定方法，其特征在于，其中，通过所述探测器采集各个小球的投影图像的中心点坐标的步骤具体包括：

定义所述探测器所在的平面作为坐标平面；其中探测器左下角为坐标原点，所述探测器上像素的排列方向U、V分别为横坐标轴和纵坐标轴；

将所述标定体模随所述旋转台旋转；

所述探测器采集各个小球的投影图像；

通过边缘提取处理方法依次获得各个小球投影图像的中心点在以所述探测器所在的平面作为坐标平面的横坐标和纵坐标。

10.根据权利要求8或9所述的CT系统中几何参数的标定方法，其特征在于，其中，根据所述投影图像的中心点坐标构建第一投影矩阵的步骤具体包括：

将各个小球的投影图像的中心点的横坐标和纵坐标分别代入矩阵[u，v，1]^T中，构建第一投影矩阵[u，v，1]^T，其中，u和v分别表示小球投影中心点的横坐标和纵坐标。