一种迭代的圆轨迹锥束CL几何参数标定算法
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摘要
对于几何参数标定,圆轨迹CL扫描方式可以看作是圆轨迹CT扫描方式的一般化,在CL几何参数中,探测器俯仰角是一个很重要的参数,并且通常很大,不能忽略。经典的圆轨迹锥束CT几何参数标定算法有Noo方法、基于单张投影的标定方法和基于迭代的标定方法。其中,Noo方法忽略了探测器俯仰角的影响;而单张投影标定算法虽然能对所有的几何参数进行标定,但所使用的标定体模通常比较复杂。2013年Zhang提出了一种基于双球体模的迭代几何参数标定算法,该算法能够求解所有的几何参数,并且体模简单,求解高效。但是,在应用于CL成像时,该算法存在参数求解精度受探测器俯仰角影响较大的问题,部分参数求解精度不够,影响重建图像的质量。针对这个问题,本文提出了一种改进的基于双球体模的圆轨迹CL迭代几何参数标定算法。在探测器俯仰角较大时,本文算法能够显著提高参数求解精度,消除因几何参数失配所引起的重建图像几何伪影。首先,在转台旋转过程中采样双球体模的投影,并提取小球投影中心;然后,根据投影中心轨迹构建包含系统所有几何参数的非线性最小二乘目标函数;最后,利用椭圆关于其中心点中心对称的特性、计算机视觉中的消失线理论以及高斯-牛顿算法对目标函数进行求解。实验结果表明,本文方法能够对CL中所有几何参数进行求解,参数求解精度显著提高,利用该算法进行几何标定后,重建图像中的几何伪影得到消除,能够满足CL成像的要求。
引文