CN110533597B

CN110533597B - 伪影处理及旋转中心确定方法、装置与设备、存储介质

Info

Publication number: CN110533597B
Application number: CN201910233546.4A
Authority: CN
Inventors: 冯聪聪
Original assignee: Beijing Neusoft Medical Equipment Co Ltd
Current assignee: Beijing Neusoft Medical Equipment Co Ltd
Priority date: 2019-03-26
Filing date: 2019-03-26
Publication date: 2022-06-28
Anticipated expiration: 2039-03-26
Also published as: CN110533597A

Abstract

本申请公开了一种伪影处理及旋转中心确定方法、装置与设备、存储介质，该旋转中心确定方法包括：获取校正模体的各标志物在该校正模体上的预定坐标；获取各标志物被C型臂X光机三维旋转扫描后，在X线接收设备上的投影坐标；基于获取的预定坐标及投影坐标，计算出用于将所述预定坐标映射至投影坐标的几何校正矩阵；将所述X线接收设备的预定中心坐标、所述几何校正矩阵及获取的投影坐标，转换为所述C型臂X光机的旋转中心的坐标。本申请实施例，基于校正模体上标志物的投影坐标、几何校正矩阵及X线接收设备的中心坐标，可以通过简洁高效的运算方法，确定出旋转中心的坐标。

Description

伪影处理及旋转中心确定方法、装置与设备、存储介质

技术领域

本申请涉及医疗图像处理技术领域，尤其涉及一种伪影处理及旋转中心确定方法、装置与设备、存储介质。

背景技术

CT(Computed Tomography，即电子计算机断层扫描)，是采用X射线束对被扫描对象的一定部位进行扫描，通过对扫描结果进行一系列处理以得到由像素组成的CT图像的一种技术。CT成像的基本工作原理是，根据被检体不同组织对X射线的吸收与透过率的不同，利用灵敏度极高的探测器对被检体进行扫描。探测器接收透过该层面的X射线，转变为可见光后，由光电转换变为电信号，再转为数字信号。这些数字信号可以称为生数据，并将其输入计算机。计算机在对生数据进行重建处理后，得到被检体的CT重建图像供医生诊断使用。

锥形束CT的X线束为锥形或半锥形，具有X射线利用率高、重建断层图像分辨率高、扫描速度快等特点，是目前CT研究领域的发展方向和热点。根据机器外形的不同，分为C型臂X光机、U型臂X光机，G形臂X光机等等。其中，C型臂X光机包括机架、安装在机架主轴上的C型臂、安装在C型臂一端的X线发射设备及安装在C型臂另一端的X线接收设备。

实际应用中，C型臂X光机通过三维旋转C型臂，其X线发射设备跟随C型臂旋转的同时，向被检体发射X射线，对被检体进行三维旋转扫描。在三维旋转扫描过程中，C型臂围绕机架主轴旋转。理论上，三维旋转过程中，C型臂始终围绕同一中心(本申请称为旋转中心)进行旋转。但是，由于C型臂X光机所含各机械部件的不完美对准，旋转中心可能随C型臂的旋转角度的改变而改变,导致C型臂在三维旋转扫描过程中进行非等中心运动，难以确定C型臂三维旋转扫描的旋转中心。

进而，三维扫描过程的旋转中心难以始终投影至X线接收设备的相同位置，导致重建图像中出现环状伪影，影响重建图像质量。

发明内容

本申请提供一种伪影处理及旋转中心确定方法、装置与设备、存储介质，以确定C型臂X光机的C型臂三维旋转扫描的旋转中心的问题。

根据本申请实施例的第一方面，提供一种旋转中心确定方法，包括：

获取校正模体的各标志物在该校正模体上的预定坐标；

获取各标志物被C型臂X光机三维旋转扫描后，在X线接收设备上的投影坐标；

基于获取的预定坐标及投影坐标，计算出用于将所述预定坐标映射至投影坐标的几何校正矩阵；

参照以下条件，将所述X线接收设备的预定中心坐标、所述几何校正矩阵及获取的投影坐标，转换为所述C型臂X光机的旋转中心的坐标：

旋转中心及各标志物每次在所述X线接收设备上的投影，与所述X线接收设备的中心间的距离平方和最小。

在一个实施例中，不同标志物被所述C型臂X光机三维旋转扫描后，在所述X线接收设备上的投影无重合。

在一个实施例中，所述多个标志物螺旋排列于所述校正模体的表面。

在一个实施例中，所述校正模体为圆柱体。

在一个实施例中，所述距离平方和为投影坐标系中单个坐标方向的距离平方和。

根据本申请实施例的第二方面，提供一种伪影处理方法，包括：

获取C型臂X光机三维旋转扫描被检体后的重建图像；所述重建图像包括环状伪影；

获取与所述C型臂X光机的所述三维旋转扫描，对应的旋转中心的坐标；

基于所述坐标，确定所述环状伪影在所述重建图像内的圆心；

根据所确定的圆心，从所述重建图像中去除所述环状伪影；

所述坐标，由几何校正矩阵，X线接收设备的预定中心坐标，及校正模体的各标志物的投影坐标，参照以下目标条件转换所得：

旋转中心及各标志物每次在所述X线接收设备上的投影，与所述X线接收设备的中心间的距离平方和最小；

所述几何校正矩阵，用于将各标志物在所述校正模体上的预定坐标映射至所述投影坐标；

所述投影坐标，表示所述C型臂X光机按照所述三维旋转扫描对应的扫描程序，扫描所述校正模体后，各标志物在所述X线接收设备上的投影位置。

在一个实施例中，预生成所述坐标的步骤，包括：

获取所述预定坐标及所述投影坐标；

参照所述目标条件，将所述X线接收设备的预定中心坐标、所述几何校正矩阵及获取的投影坐标，转换为所述坐标。

在一个实施例中，所述校正模体为圆柱体。

根据本申请实施例的第三方面，提供一种旋转中心确定装置，包括：

空间坐标获取模块，用于获取校正模体的各标志物在该校正模体上的预定坐标；

投影坐标获取模块，用于获取各标志物被C型臂X光机三维旋转扫描后，在X线接收设备上的投影坐标；

校正矩阵获取模块，用于基于获取的预定坐标及投影坐标，计算出用于将所述预定坐标映射至投影坐标的几何校正矩阵；

旋转中心确定模块，用于参照以下条件，将所述X线接收设备的预定中心坐标、所述几何校正矩阵及获取的投影坐标，转换为所述C型臂X光机的旋转中心的坐标：

在一个实施例中，所述校正模体为圆柱体，所述多个标志物螺旋排列于所述校正模体的表面。

根据本申请实施例的第四方面，提供一种伪影处理装置，包括：

重建图像获取模块，用于获取C型臂X光机三维旋转扫描被检体后的重建图像；所述重建图像包括环状伪影；

中心坐标获取模块，用于获取与所述C型臂X光机的所述三维旋转扫描，对应的旋转中心的坐标；

伪影圆心确定模块，用于基于所述坐标，确定所述环状伪影在所述重建图像内的圆心；

环状伪影消除模块，用于根据所确定的圆心，从所述重建图像中去除所述环状伪影；

所述投影坐标，表示所述C型臂X光机按照所述三维旋转扫描对应的扫描程序扫描所述校正模体后，各标志物在所述X线接收设备上的投影位置。

在一个实施例中，预生成所述坐标的模块，被配置为：

获取所述预定坐标及所述投影坐标；

根据本申请实施例的第五方面，提供一种计算机设备，包括：

处理器；

存储处理器可执行指令的存储器；

其中，所述处理器耦合于所述存储器，用于读取所述存储器存储的程序指令，并作为响应，执行如上所述方法中的操作。

根据本申请实施例的第六方面，提供一个或多个机器可读存储介质，其上存储有指令，当由一个或多个处理器执行时，使得处理器执行如上所述方法中的操作。

应用本申请实施例，通过校正模体上标志物的预定坐标及投影坐标，计算出用于将所述预定坐标映射至投影坐标的几何校正矩阵后，参照旋转中心及各标志物每次在所述X线接收设备上的投影，与所述X线接收设备的中心间的距离平方和最小这一条件，通过简洁高效的运算方法，将校正模体上标志物的投影坐标、几何校正矩阵及X线接收设备的中心坐标，转换为旋转中心的坐标。相对于通过计算X射线焦点运动轨迹与探测器中心运动轨迹，使用大量最小二乘拟合的圆形回归技术寻找准确的旋转中心的方式，本案的方法保证准确性的同时，简单高效，且节省运算资源。

进而，本申请确定的旋转中心应用于重建图像的伪影处理场景时，可以基于旋转中心的坐标，确定环状伪影在所述重建图像内的圆心；进而，根据所确定的圆心，从所述重建图像中去除所述环状伪影，可以使重建图像中的环状伪影得以改善，达到提高重建图像的质量的目的，并为后续基于重建图像进行的诊断提供准确依据。

应当理解的是，以上的一般描述和后文的细节描述仅是示例性和解释性的，并不能限制本申请。

附图说明

此处的附图被并入说明书中并构成本说明书的一部分，示出了符合本申请的实施例，并与说明书一起用于解释本申请的原理。

图1A是本申请一示例性实施例示出的C型臂X光机的架构图；

图1B是本申请一示例性实施例示出的C型臂X光机的三维旋转扫描示意图；

图1C是本申请一示例性实施例示出的校正模体的立体图；

图1D是本申请一示例性实施例示出的校正模体的平面图；

图2是本申请一示例性实施例示出的旋转中心确定方法的流程图；

图3是本申请另一示例性实施例示出的旋转中心确定方法的流程图；

图4A是本申请一示例性实施例示出的环状伪影的示意图；

图4B是本申请另一示例性实施例示出的伪影处理方法的流程图；

图5是本申请一示例性实施例示出的计算机设备的硬件结构示意图；

图6是本申请一示例性实施例示出的旋转中心确定装置的框图；

图7是本申请另一示例性实施例示出的伪影处理装置的框图。

具体实施方式

在本申请使用的术语是仅仅出于描述特定实施例的目的，而非旨在限制本申请。在本申请和所附权利要求书中所使用的单数形式的“一种”、“所述”和“该”也旨在包括多数形式，除非上下文清楚地表示其他含义。还应当理解，本文中使用的术语“和/或”是指并包含一个或多个相关联的列出项目的任何或所有可能组合。

请参阅图1A，图1A是本申请一示例性实施例示出的C型臂X光机的架构图。

图1A中所示的C型臂X光机包括机架101、C型臂102、X线发射设备103、X线接收设备104、计算机***105和承载被检体的检查床106。

其中，检查床106可以包含能运动的床、驱动床运动的驱动器、驱动控制器与记录并反馈床位置的器件。

机架101的主轴上安装有C型臂102；C型臂102的两个臂端相对地安装有X线发射设备103与X线接收设备104。

X线发射设备103可以包括产生X射线的X线球管；X线接收设备104可以包括平板探测器，平板探测器用于接收透过被检体的X射线并检测X射线强度；X射线接收设备104还可以包括光电转换器件，用于根据检测的X射线强度，将接收的X射线光电转换转为电信号。

计算机***105与X线接收设备104通信，可以用于实现三种功能：其一，控制机架101和检查床106：当操作者选用适当的扫描参数启动扫描之后，安排扫描期间内各种事件顺序。其二、投影数据处理，包括投影数据预处理和图像重建。其三、图像显示。

为了实现上述的三种功能，该计算机***105可以包括如下组成部分：控制设备、图像重建设备、计算机、显示器、操作台和存储设备。

其中，控制设备，可以用于控制机架101带动C型臂102绕主轴旋转，主轴方向为图1B所示的Z轴方向，X线发射设备103与X线接收设备104随C型臂102的旋转而旋转。同时，控制设备控制X线球管在旋转过程中沿X轴方向发射X射线，实现对被检体的三维旋转扫描。本例中，控制设备可以包括以下几个模块：

X射线控制器，用于为X线球管提供能量和时序信号；

机架驱动控制器，用于控制机架101的转速和起始位置；

数据采集***(data acquisition system，DAS)，用于从平板探测器中采集模拟信号，并将上述模拟信号转换为用于后续图像处理的数字信号(也可以称为投影数据或生数据)，将所述数字信号输出给与其相连的图像重建设备。

图像重建设备，可以用于根据数据采集***输出的扫描数据进行图像重建，获得重建图像；

计算机，可以用于将操作者通过操作台输入的命令和参数转化为控制信号或信息发送给控制设备和/或检查床106的驱动控制器，控制检查床106运动至对应位置；该计算机还可以接收并存储图像重建设备重建的图像。

显示器，用于显示重建图像和相关数据；

操作台，用于接收操作者输入的命令和扫描参数；

存储设备，用于存储重建图像。

以下结合图1A与图1B详述下对被检体的三维旋转扫描：

图1B中坐标系为x-y-z坐标系，X线球管103’X射线源，平板探测器104’投射的接收X射线，D为平板探测器104’的中心，P为空间点，P’为P在平板探测器104’上的投影点，U,V为投影点的坐标方向。

在三维旋转扫描过程中，C型臂102围绕机架101的主轴(Z方向)旋转；X线发射设备103跟随C型臂102旋转的同时，X线球管103’生成的射线，由X线发射设备103向被检体投射，对被检体进行三维旋转扫描，将被检体投影至X线接收设备104的平板探测器104’；X线接收设备104跟随C型臂102旋转的同时，接收透过被检体的X射线并转换为电信号；计算机***105同时进行投影数据预处理和图像重建。

理论上，整个扫描过程旋转多次，每次旋转一定角度，多次旋转的角度总和可以为200度，且在整个三维旋转扫描过程中，C型臂102始终围绕同一中心(本申请称为旋转中心,图1B中106’)进行旋转，该旋转中心106’在整个扫描过程中始终投影至平板探测器104’的相同位置D，该旋转中心106’也是被检体的中心。

但是，由于C型臂X光机所含各机械部件的不完美对准，旋转中心106’可能随C型臂102的旋转角度的改变而改变,即整个扫描过程中的旋转中心106’不一致，导致C型臂102在三维旋转扫描过程中进行非等中心运动，难以确定C型臂102的旋转中心106’。此外，C型臂102的非等中心运动还可能引起很多问题，比如：三维扫描过程的旋转中心106’难以始终投影至平板探测器104’的相同位置D，导致重建图像中出现环状伪影，影响重建图像质量。

首先，本申请方案的设计人员，针对C型臂102在三维旋转扫描过程中进行非等中心运动，难以确定C型臂102三维旋转扫描过程的旋转中心106’的问题，提出了一种，该方法通过校正模体上标志物的预定坐标及投影坐标，计算出用于将所述预定坐标映射至投影坐标的几何校正矩阵后，参照旋转中心及各标志物每次在所述X线接收设备上的投影，与所述X线接收设备的中心间的距离平方和最小这一条件，通过简洁高效的运算方法，将校正模体上标志物的投影坐标、几何校正矩阵及X线接收设备的中心坐标，转换为旋转中心的坐标。相对于通过计算X射线焦点运动轨迹与探测器中心运动轨迹，使用大量最小二乘拟合的圆形回归技术寻找准确的旋转中心的方式，本案的方法保证准确性的同时，简单高效，且节省运算资源。以下结合附图介绍下旋转中心的确定过程：

请参阅图2，图2是本申请一示例性实施例示出的旋转中心确定方法的流程图，该实施例可以应用于计算机设备，包括以下步骤S201-S204：

步骤S201、获取校正模体的各标志物在该校正模体上的预定坐标。这里提到的预定坐标用于描述标志物的位置，可以是空间坐标***中的坐标值。

步骤S202、获取各标志物被C型臂X光机三维旋转扫描后，在X线接收设备上的投影坐标。这里提到的投影坐标用于描述标志物的投影位置，可以是投影坐标***中的坐标值。

步骤S203、基于获取的预定坐标及投影坐标，计算出用于将所述预定坐标映射至投影坐标的几何校正矩阵。

步骤S204、参照以下条件，将所述X线接收设备的预定中心坐标、所述几何校正矩阵及获取的投影坐标，转换为所述C型臂X光机的旋转中心的坐标：

本申请实施例应用的计算机设备，如上所述，可以是计算机***中的图像重建设备或计算机，也可以是计算机机***外具有数据处理能力的计算设备。

本申请方案的设计人员，为了确定C型臂X光机进行三维旋转扫描时的旋转中心。一例子中，可以预置一校正模体，该校正模体包含多个标志物，并预置好各标志物在该校正模体上的预定坐标，对应该校正模体上的各标志物存储好。

另一例子中，也可以预置各标志物在校正模体上的位置，通过建模软件，模拟出校正模体及校正模体各位置上的各标志物，然后计算出各标志物在校正模体上的坐标。

在预置校正模体时，为了便于建模软件模拟，可以将校正模体预置为对称形状的模体，如图1C所示，可以将校正模体预置为圆柱体。标志物可以为圆柱体表面的圆孔或小球等。

进而，为了避免校正模体上不同标志物在X线接收设备上的投影重合，进而影响获取各标志物的投影坐标，本申请实施例，预置的不同标志物被C型臂X光机三维旋转扫描后，在所述X线接收设备上的投影无重合。

某些例子中，如图1D所示，多个标志物螺旋排列于所述校正模体的表面。标志物可以为圆柱体表面的圆孔或小球等。该例子中，可以预定标志物的坐标为C(i,:)＝[r*cos(theta),r*sin(theta),i*h]，其中r为校正模体的半径，theta为校正模体上各标志物(小球)间的夹角，h为小球间的距离，i为变量，表示任一小球。

预置好校正模体及标志物后，可以模拟出标志物在校正模体上的预定坐标。另外，为了得到标志物的投影坐标，求出将标志物的预定坐标映射至投影坐标的几何校正矩阵，本申请实施例，可以将校正模体放置于图1A所示的检查床106上，由图1A所示计算机***105控制检查106承载校正模体至指定位置，然后控制机架101带动C型臂102旋转，X线发射设备103跟随C型臂102旋转的同时，X线球管103’生成的射线，由X线发射设备103向校正模体投射，对校正模体进行三维旋转扫描，将校正模体及各标志物投影至X线接收设备104的平板探测器104’；X线接收设备104跟随C型臂102旋转的同时，接收透过被检体的X射线并转换为电信号；计算机***105同时进行投影数据预处理。为了提高计算的准确度，可以按照多个角度，旋转多次，多次向校正模体投射X射线，进而获得每个标志物的多个投影坐标，如200个投影坐标。

从预处理的投影数据可以得到各标志物的投影坐标，该投影坐标可以由接收透过各标志物的X射线的探测器通道决定。

实际应用中，本申请实施例可以通过C型X光机实时对校正模体的三维旋转扫描，得到各标志物的投影坐标，也可以预先通过C型X光机对校正模体的三维旋转扫描，存储各标志物的投影坐标，需要确定旋转中心坐标是，直接调取预存的投影坐标。

在获取到各标志物的预定坐标与投影坐标后，可以通过数据拟合的方式，拟合出用于将所述预定坐标映射至投影坐标的几何校正矩阵。

也可以将获取的预定坐标及投影坐标代入如下公式：

pt＝P·C(x,y,z,1) (1)；

其中，标志物的投影位置为pt，标志物的预定位置为(x,y,z)，P表示几何校正矩阵。

通过对上述公式(1)解最优化方程，得到几何校正矩阵P：

(2)；

其中，P是3*4的矩阵。

在求得几何校正矩阵后，考虑到旋转中心及各标志物每次在所述X线接收设备上的投影，与所述X线接收设备的中心间的距离平方和最小，可以将几何校正矩阵、标志物的预定坐标及每次被X射线照射的投影坐标，计算出C型臂X光机在三维旋转扫描过程中的旋转中心。

例如，在机架主轴200度的角度范围旋转，共旋转200次，可以计算出C型臂X光机在三维旋转扫描过程中的旋转中心的坐标。

某些场景下，为了提高计算旋转中心的效率，可以精简旋转中心的计算复杂度，例如，预置距离平方和为投影坐标系中单个坐标方向的距离平方和，具体的可以参见图3，图3所示方法可以应用于计算机设备，包括步骤S301-S304：

步骤S301、获取校正模体的各标志物在该校正模体上的预定坐标。

步骤S302、获取各标志物被C型臂X光机三维旋转扫描后，在X线接收设备上的投影坐标。

步骤S303、基于获取的预定坐标及投影坐标，计算出用于将所述预定坐标映射至投影坐标的几何校正矩阵。

步骤S304、参照以下单个投影坐标方向上的距离平方和最小的条件，将所述X线接收设备的预定中心坐标、所述几何校正矩阵及获取的投影坐标，转换为所述C型臂X光机的旋转中心的坐标：

旋转中心及各标志物每次在所述X线接收设备上的投影，与所述X线接收设备的中心在预定的单个投影坐标方向上的距离平方和最小。

本实施例的技术特征与前述旋转中心确定方法涉及的技术特征相应，在此不再赘述。

以下结合一具体例子，介绍下旋转中心的计算过程：

本例子中，可以对任一层的二维切片图像，首先设置空间坐标系x-y-z，及平板探测器纵轴坐标ufit的初始值，坐标点(0，0，0)表示旋转中心的初始值，也是理想状态下进行等中心旋转时的旋转中心，,ufit＝平板探测器长度/2-0.5。

将标志物的预定坐标及投影得到该二维切片图像时的投影坐标，代入以下公式：

其中，X(x,y,z)为标志物的预定坐标,x(u,v)为标志物在平板探测器上的投影坐标。通过公式(3)，可以得到坐标点(0，0，0)在平板探测器上的投影坐标。

以投影坐标中的纵坐标u为例，在z＝0时，将平板探测器纵轴坐标ufit的初始值、及公式(3)计算出的坐标u方向的投影坐标以下公式：

使得公式(4)的值最小，设置旋转中心的坐标为(x,y)，初始值为(0，0)，因为平板探测器尺寸为978像素，ufit初始值为479.5，对公式(4)进行Matlab编程，即可得到此时的旋转中心坐标：x＝7.12,y＝-4.50。

由上述实施例可知，通过校正模体上标志物的预定坐标及投影坐标，计算出用于将所述预定坐标映射至投影坐标的几何校正矩阵后，参照旋转中心及各标志物每次在所述X线接收设备上的投影，与所述X线接收设备的中心间的距离平方和最小这一条件，通过简洁高效的运算方法，将校正模体上标志物的投影坐标、几何校正矩阵及X线接收设备的中心坐标，转换为旋转中心的坐标。相对于通过计算X射线焦点运动轨迹与探测器中心运动轨迹，使用大量最小二乘拟合的圆形回归技术寻找准确的旋转中心的方式，本案的方法保证准确性的同时，简单高效，且节省运算资源。

进而，本申请确定的旋转中心可以应用于重建图像的伪影处理场景，如图4A所示，图像为校正模体被C型臂X光机三维旋转扫描时的一个重建图像，该重建图像中存在环状伪影，环状伪影的圆心为图4A所示的黑点，并非图像的中心，为了去除环状伪影，需要确定出环状伪影的圆心，考虑到C型臂X光机三维旋转扫描校正模体时，其旋转中心即校正模体的中心，因此通过前述旋转中心的确定方法，可以确定出旋转中心的坐标，进而可以通过旋转中心的坐标与其在重建图像中坐标间的映射关系，得到旋转中心在重建图像中的坐标，即旋转伪影的圆心的坐标，具体可以参见图4B，图4B所示方法可以应用于计算机设备，包括步骤S401-S404：

步骤S401、获取C型臂X光机三维旋转扫描被检体后的重建图像；所述重建图像包括环状伪影。

步骤S402、获取与所述C型臂X光机的所述三维旋转扫描，对应的旋转中心的坐标。

步骤S403、基于所述坐标，确定所述环状伪影在所述重建图像内的圆心。

步骤S404、根据所确定的圆心，从所述重建图像中去除所述环状伪影。

其中，所述坐标，由几何校正矩阵，X线接收设备的预定中心坐标，及校正模体的各标志物的投影坐标，参照以下目标条件转换所得：

本申请实施例涉及的技术特征与前述实施例相应，在此不再赘述。

对于步骤S401，本实施例所述C型臂X光机，与前述确定旋转中心的方法涉及的C型臂X光机相同，本实施例涉及的三维旋转扫描与前述前述确定旋转中心的方法涉及的三维旋转扫描一致，如旋转的角度、方向等均一致。

如果重建图像对应的C型臂X光机及三维旋转扫描，与之前的校正模体对应的C型臂X光机及三维旋转扫描，有任何变换，均需要按照变换后的C型臂X光机及三维旋转扫描，重新通过校正模体计算出旋转中心的坐标，才能对重建图像进行伪影处理。

对于步骤S402，旋转中心可以对应三维旋转扫描过程的旋转角度、方向等扫描信息对应存储，获取旋转中心的坐标时，可以根据重建图像对应的旋转角度、方向等扫描信息来调取坐标。

旋转中心的坐标可以预生成，预生成旋转中心的坐标的步骤如下：

获取所述预定坐标及所述投影坐标；

一例子中，不同标志物被所述C型臂X光机三维旋转扫描后，在所述X线接收设备上的投影无重合。

作为例子，所述多个标志物螺旋排列于所述校正模体的表面。

作为例子，所述校正模体为圆柱体。

作为例子，所述距离平方和为投影坐标系中单个坐标方向的距离平方和。

对于步骤S403，考虑到C型臂X光机三维旋转扫描校正模体时，其旋转中心即校正模体的中心，因此通过前述旋转中心的确定方法，可以确定出旋转中心的坐标，进而可以通过旋转中心的坐标与其在重建图像中坐标间的映射关系，得到旋转中心在重建图像中的坐标，即旋转伪影的圆心的坐标。

对于步骤S404、消除环状伪影时，可以将重建图像由笛卡尔坐标系转换到极坐标系，进行伪影消除，消除伪影后，再转回笛卡尔坐标系。此外，也可以采取本领域惯用的其他手段进行伪影消除，在此不再赘述。

下面以图4A为例，通过图4B所示的步骤，可以确定出旋转中心的坐标(伪影圆心)为x＝286.9977，y＝234.0887；利用软件ImageJ将图4A的图像数据读入软件后，得到环状伪影中心与上述结果一致。

由上述实施例可知，本申请可以基于旋转中心的坐标，确定环状伪影在所述重建图像内的圆心；进而，根据所确定的圆心，从所述重建图像中去除所述环状伪影，可以使重建图像中的环状伪影得以改善，达到提高重建图像的质量的目的，并为后续基于重建图像进行的诊断提供准确依据。

与本申请伪影处理及旋转中心确定方法的示例相对应，本申请还提供了伪影处理及旋转中心确定装置的示例。伪影处理及旋转中心确定装置可以应用于各种计算机设备，如个人计算机、膝上型计算机、蜂窝电话、相机电话、智能电话、导航设备、电子邮件收发设备、游戏控制台、平板计算机、互联网电视、智能机车、无人驾驶汽车、智能交互平板、智能家居设备或者这些设备中的任意几种设备的组合。

如图5所示，为本申请伪影处理及旋转中心确定装置应用的计算机设备的硬件结构示意图，该计算机设备可以包括处理器510、内存520、非易失性存储器530。其中，内存520和非易失性存储器530为机器可读存储介质，处理器510和机器可读存储介质520、530可借由内部总线540相互连接。在其他可能的实现方式中，所述计算机设备还可能包括网络接口550，以能够与其他设备或者部件进行通信。除了图5所示的处理器510、内存450、网络接口550、以及非易失性存储器530之外，该设备根据实际功能需要还可以包括其他硬件，图5中不再一一示出。

在不同的例子中，所述机器可读存储介质520、530可以是ROM(Read-Only Memory，只读存储器)、易失存储器、非易失性存储器、闪存、存储驱动器(如硬盘驱动器)、固态硬盘、任何类型的存储盘(如光盘、DVD等)，或者类似的存储介质，或者它们的组合。

进一步，机器可读存储介质、可具体为内存520上存储有与图像处理装置对应的机器可执行指令。从功能上划分，如图6所示，旋转中心确定装置可包括空间坐标获取模块610、投影坐标获取模块620、校正矩阵获取模块630和旋转中心确定模块640。

其中，空间坐标获取模块610，用于获取校正模体的各标志物在该校正模体上的预定坐标。

投影坐标获取模块620，用于获取各标志物被C型臂X光机三维旋转扫描后，在X线接收设备上的投影坐标。

校正矩阵获取模块630，用于基于获取的预定坐标及投影坐标，计算出用于将所述预定坐标映射至投影坐标的几何校正矩阵。

旋转中心确定模块640，用于参照以下条件，将所述X线接收设备的预定中心坐标、所述几何校正矩阵及获取的投影坐标，转换为所述C型臂X光机的旋转中心的坐标：

作为例子，所述校正模体为圆柱体。

如图7所示，伪影处理装置可包括重建图像获取模块710、中心坐标获取模块720、伪影圆心确定模块730和环状伪影消除模块740。

其中，重建图像获取模块710，用于获取C型臂X光机三维旋转扫描被检体后的重建图像；所述重建图像包括环状伪影。

中心坐标获取模块720，用于获取与所述C型臂X光机的所述三维旋转扫描，对应的旋转中心的坐标。

伪影圆心确定模块730，用于基于所述坐标，确定所述环状伪影在所述重建图像内的圆心。

环状伪影消除模块740，用于根据所确定的圆心，从所述重建图像中去除所述环状伪影。

一例子中，预生成所述坐标的模块，被配置为：

获取所述预定坐标及所述投影坐标；

作为例子，不同标志物被所述C型臂X光机三维旋转扫描后，在所述X线接收设备上的投影无重合。

作为例子，所述校正模体为圆柱体。

前述装置的技术特征可以参照前述方法，在此不再赘述。

本领域技术人员在考虑说明书及实践这里公开的发明后，将容易想到本申请的其它实施方案。本申请旨在涵盖本申请的任何变型、用途或者适应性变化，这些变型、用途或者适应性变化遵循本申请的一般性原理并包括本申请未公开的本技术领域中的公知常识或惯用技术手段。说明书和实施例仅被视为示例性的，本申请的真正范围和精神由下面的权利要求指出。

应当理解的是，本申请并不局限于上面已经描述并在附图中示出的精确结构，并且可以在不脱离其范围进行各种修改和改变。本申请的范围仅由所附的权利要求来限制。

Claims

1.一种旋转中心确定方法，其特征在于，包括：

获取校正模体的各标志物在该校正模体上的预定坐标；

参照以下条件，将所述X线接收设备的预定中心坐标、所述几何校正矩阵及获取的投影坐标，转换为所述C型臂X光机的旋转中心的坐标：旋转中心及各标志物每次在所述X线接收设备上的投影，与所述X线接收设备的中心间的距离平方和最小，包括：

在多个角度下利用所述几何校正矩阵将所述C型臂X光机的旋转中心的预定坐标转换为X线接收设备上的投影；其中，所述旋转中心的预定坐标为所述旋转中心的初始值，所述多个角度是旋转多次向校正模体投射X射线的角度；

获得满足X线接收设备上多个角度下的投影,与所述X线接收设备的中心间的距离平方和最小的条件的旋转中心的坐标值。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，不同标志物被所述C型臂X光机三维旋转扫描后，在所述X线接收设备上的投影无重合。

3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，多个标志物螺旋排列于所述校正模体的表面。

4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述校正模体为圆柱体。

5.根据权利要求1至4中任一项所述的方法，其特征在于，所述距离平方和为投影坐标系中单个坐标方向的距离平方和。

6.一种伪影处理方法，其特征在于，包括：

根据所确定的圆心，从所述重建图像中去除所述环状伪影；

所述坐标，由几何校正矩阵，X线接收设备的预定中心坐标，及校正模体的各标志物的投影坐标，参照以下目标条件转换所得：旋转中心及各标志物每次在所述X线接收设备上的投影，与所述X线接收设备的中心间的距离平方和最小；具体通过以下步骤获得：在多个角度下利用所述几何校正矩阵将所述C型臂X光机的旋转中心的预定坐标转换为X线接收设备上的投影；其中，所述旋转中心的预定坐标为所述旋转中心的初始值，所述多个角度是旋转多次向校正模体投射X射线的角度；获得满足X线接收设备上多个角度下的投影,与所述X线接收设备的中心间的距离平方和最小的条件的旋转中心的坐标值；

7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，预生成所述坐标的步骤，包括：

获取所述预定坐标及所述投影坐标；

8.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，不同标志物被所述C型臂X光机三维旋转扫描后，在所述X线接收设备上的投影无重合。

9.根据权利要求8所述的方法，其特征在于，多个标志物螺旋排列于所述校正模体的表面。

10.根据权利要求9所述的方法，其特征在于，所述校正模体为圆柱体。

11.根据权利要求7至10中任一项所述的方法，其特征在于，所述距离平方和为投影坐标系中单个坐标方向的距离平方和。

12.一种旋转中心确定装置，其特征在于，包括：

其中，所述旋转中心确定模块具体用于：

13.根据权利要求12所述的装置，其特征在于，所述校正模体为圆柱体，多个标志物螺旋排列于所述校正模体的表面。

14.根据权利要求12或13所述的装置，其特征在于，所述距离平方和为投影坐标系中单个坐标方向的距离平方和。

15.一种伪影处理装置，其特征在于，包括：

16.根据权利要求15所述的装置，其特征在于，预生成所述坐标的模块，被配置为：

获取所述预定坐标及所述投影坐标；

17.根据权利要求16所述的装置，其特征在于，所述校正模体为圆柱体，多个标志物螺旋排列于所述校正模体的表面。

18.根据权利要求15至17中任一项所述的装置，其特征在于，所述距离平方和为投影坐标系中单个坐标方向的距离平方和。

19.一种计算机设备，其特征在于，包括：

处理器；

存储处理器可执行指令的存储器；

其中，所述处理器耦合于所述存储器，用于读取所述存储器存储的程序指令，并作为响应，执行如权利要求1-11中任一项所述方法中的操作。

20.一个或多个机器可读存储介质，其特征在于，其上存储有指令，当由一个或多个处理器执行时，使得处理器执行如权利要求1-11中任一项所述方法中的操作。