基于非线性估计的CBCT几何标定算法

发布时间：2021-04-19 03:30

　　针对传统的几何标定算法由标定模体位姿误差导致的CBCT成像系统参数标定精度不高的问题,提出一种基于解析几何和非线性优化的CBCT几何标定算法。首先,设计一种插帧追踪的方法,提取特征点的坐标,使得标定模体与投影图像中的特征点实现一一对应。然后,利用投影图片与设计的标定模体之间的空间几何关系,计算相关参数。最后,对检测的特征点进行非线性估计,进一步提高几何参数的计算精度。仿真数据实验表明,本文算法能够较为精确地计算出CBCT成像系统的几何参数,并在标定模体出现位姿偏差时仍然保持较高的计算精度。通过非线性估计模型,本文所提出的算法突破了现有算法标定模体位于等中心点的限制,提高了CBCT成像系统中参数标定的精度。 

【文章来源】：中国医学物理学杂志. 2020,37(10)CSCD

【文章页数】：7 页

【部分图文】：

标定模体结构

CBCT系统由治疗床和旋转机架组成，其中旋转机架的主要模块为X射线源和平板探测器，整体结构如图1所示。设计1.3部分所述标定模体，旋转机架绕过等中心点的旋转轴匀速旋转360°，投影出符合要求的多帧投影图片。仿真标定实验使用Matlab实现，真实标定和重建使用C++实现。1.1 CBCT坐标系定义

在CBCT系统中，本文定义了3个坐标系以描述CBCT几何结构，分别是以模体中心为中心的世界坐标系(xw,yw,zw)、虚拟探测器坐标系(xi,yi,zi)、真实检测器坐标系(xI,yI,zI)，其中Ps(xs,ys,zs)为射线源位置，Psi(Xsi,Ysi,Zsi)、Psw(Xsw,Ysw,Zsw)、PsI(XsI,YsI,ZsI)分别表示射线源在虚拟平板坐标系、体模坐标系以及真实平板坐标系下的坐标。建立如图2所示坐标系。1.2 CBCT几何参数定义

【参考文献】：
期刊论文
[1]一种混合CBCT成像系统标定方法[J]. 仇庆,闫士举.  中国医学影像技术. 2014(01)



本文编号：3146742