[发明专利]偏置扫描模式下工业CT系统转台旋转中心标定方法

说明书

本发明提供一种偏置扫描模式下工业CT系统转台旋转中心标定方法，包括：根据初始步长，在真实探测器均匀设置多个探测器节点；获取真实探测器上当前节点对应的虚拟探测器上探测器单元与真实探测器上探测器单元的对应关系；根据原始正弦图和对应关系，获取测试正弦图；计算测试正弦图对应的中心估计值，按照预设步长增量调整当前节点，重复上述步骤，直到调整后当前节点与真实探测器左端点的距离不小于预设阈值，将最小的中心估计值对应的探测器节点作为旋转中心。本发明解决了偏置扫描模式下转台旋转中心标定的问题，且标定方法不需要特殊的标定模体，方法简单方便，通过设置求解过程中的求解步长，所提出方法的求解精度可控。

技术领域

本发明涉及CT技术领域，更具体地，涉及一种偏置扫描模式下工业CT系统转台旋转中心标定方法。

背景技术

目前，CT(Computed Tomography，计算机断层成像术)是利用物体在不同视角下的投影信息，结合图像重建算法，得到物体内部质量状态与结构信息的一种无损检测手段，在医疗、航空、航天、船舶领域有着广泛的应用。

图1为现有技术中扇束CT偏置扫描模式示意图，图2为现有技术中扇束CT偏置扫描模式原理图，如图1和图2所示，当做标准扇束扫描时，射线源1发出扇束射线2，被扫描断层3绕旋转中心4转动一周，旋转中心4在探测器5上的投影位置记为s₀′。线阵探测器5即为图2中的AB。δ为有效扇束角。FAB构成扇束扫描的几何布局。当做标准扇束扫描时，只需试样以O₁为旋转中心旋转360°，即可完成扫描重构，此时可检测半径小于等于r₁的试样。

当被检试样的断层尺寸大于r₁小于等于r₂时，由于被扫描断层8的宽度大于探测器的长度，会造成投影数据单侧缺失；这种单侧缺失的投影数据会给重建结果带来严重的伪影，影响样品断层结构信息的准确判读。此时，偏置扫描方式便成为一种实用的解决方法。

当做偏置扫描时，扇束扫描的几何布局仍保持FAB不变，具体扫描过程如下：检台旋转中心6平移到O₁～O₂点之间区域内，即三角形FAs₀′区域内，图2为移动到三角形FAs₀′区域最左侧；物体旋转一周。实际探测器AB扫描采样得到的投影数据通过投影正弦图数据对称性，经过延展可获得等效的虚拟探测器7采集的投影数据。但偏置扫描方式实际采集到的投影信息为图2中9所指的曲线，该曲线相当于虚拟探测器A′B′采集得到的完整投影数据进行了单边截断，因此这里将探测器实际采集到的投影数据称为单边截断投影9。将单边截断的投影数据经过Parker加权函数进行滤波，并采用滤波反投影重建算法进行图像重建进而可获得被扫描断层8的信息。

显然，与标准的扇束扫描相比，偏置扫描方式在有效射线扇束角和探测器位置、长度不变的情况下，实现了在扇束扫描下须用更长的探测器A′B′和2倍的扇束角(2δ)才能完成的构件检测，最大可检测试样8的尺寸由r₁提高到r₂。

图1所示的偏置扫描的图像重建就是基于正弦图p(β,s)而实现。图像重建算法中，偏置扫描旋转中心6在探测器5上的投影位置s₀是重建算法的重要参数。断层图像重建精度极大地依赖于旋转中心投影位置s₀的精确标定。并且由于偏置扫描模式获得的正弦图为单边截断的特征，常规方法难以实现旋转中心投影位置的快速精确标定。

发明内容

本发明提供一种克服上述问题或者至少部分地解决上述问题的一种偏置扫描模式下工业CT系统转台旋转中心标定方法。