[发明专利]透视X光线图像校正器及其校正方法

说明书

技术领域

本发明涉及医疗设备领域，特别涉及一种透视X光线图像校正器及其校正方法。

背景技术

C型臂广泛应用于医疗临床，采用X射线透视的原理来对人体骨骼，软组织等进行成像，便于后期的分析。射线接收器由于呈球形，得到的图像会产生变形失真。图像校正可提高图像的真实性和后续分析的精确性。现有的图像校正方法需要借助额外的第三方硬件进行标定成像系统。在一些医学研究中，需要准确的计算光源位置，现尚无比较有效的方法精确计算C型臂系统的光源位置。

现有的用于透视X光线图像校正的设备主要是国外厂商生产的校正靶，校正靶的结构复杂且价格昂贵，同时需要借助发光设备进行空间定位，无法对光源位置进行精确定位。

申请号为200910087257.4的中国发明专利公开了一种基于透视成像模型标定的C型臂图像校正方法，其采用了第三方（双目镜头定位系统）硬件，它主要是把C型臂系统成像参数标定和C型臂X射线投影失真图像校正作为一个整体，基于透视成像模型来标定C型臂系统获得C型臂系统的内外参数，再利用标定C型臂系统获得的畸变参数，最后由标定的透视成像模型，对失真图像进行校正。其缺点在于：图像处理的方法过于复杂，繁琐；除标记蒙版外，其还需借助双目镜头定位系统等第三方硬件系统进行定位。无法对光源位置进行精确定位。

发明内容

本发明针对现有技术存在的上述不足，提供了一种透视X光线图像校正器，其结构简单，无需借助第三方硬件，C型臂成像系统的标定和图像校正同步进行，图像处理的方法相对简单合理，图像校正速度快捷。

本发明通过以下技术方案实现：

一种透视X光线图像校正器，用以校正C型臂拍摄的透视图像，包括：

第一圆形有机玻璃板，第一圆形有机玻璃板的圆心周围对称设置有若干孔洞；

第二圆形有机玻璃板，第二圆形有机玻璃板上均匀设置有若干孔洞；

若干支撑柱，两端分别连接在第一圆形有机玻璃板以及第二圆形有机玻璃板上；

若干挂钩，设置在第二圆形有机玻璃板的侧面，用以悬挂在C型臂上；

其中，第一圆形有机玻璃板和第二圆形有机玻璃板上的每一孔洞内都设置有等直径的钢珠。

较佳的，第一圆形有机玻璃板上的孔洞为4个，呈正方形。

较佳的，第二圆形有机玻璃板上还包括一竖直方向的槽，用以在C型臂旋转的情况下确定方向。

较佳的，第二圆形有机玻璃板上每隔一固定角度和一固定距离设置一孔洞。

较佳的，第一圆形有机玻璃板和第二圆形有机玻璃板直径为300至400毫米，厚度为2至6毫米。

本发明另提供一种透视X光线图像校正方法，利用上述的透视X光线图像校正器，通过C型臂对本校正器所成图像，通过图像处理的方法，计算出C型臂所成图像失真，偏移的具体量，和光源位置，这样可以应用于同时间段所拍摄的透视图像。

执行包括以下步骤：

S1、将透视X光线图像校正器悬挂在C型臂的X光接受层面上；

S2、控制C型臂拍摄校正器，获得校正器的透视图像；

S3、区分透视图像上第一圆形有机玻璃板和第二圆形有机玻璃板的钢珠投影点；

S4、将第一圆形有机玻璃板的钢珠投影点与其实际的位置进行比较，计算得到C型臂光源的位置；

将第二圆形有机玻璃板的钢珠投影点与其实际的位置进行比较，计算得到透视图像坐标位置的偏移矩阵，根据计算得到的偏移矩阵对透视图像进行校正。

较佳的，步骤S3包括：

S31、将校正器的透视图像转化成黑白二值图；

S32、对黑白二值图进行去除噪音像素处理；以及，

进行圆盘扩张，然后去除环境产生的大块像素；

S33、通过第一圆形有机玻璃板和第二圆形有机玻璃板的钢珠投影点的像素面积来区分第一圆形有机玻璃板和第二圆形有机玻璃板的钢珠投影点。

较佳的，步骤S4中的“将第一圆形有机玻璃板的钢珠投影点与其实际的位置进行比较，计算得到C型臂光源的位置”包括以下步骤：

S41、为C型臂光源的位置假设一初始值；

S42、计算此初始值位置下，第一圆形有机玻璃板的钢珠投影点；

S43、计算S42中的钢珠投影点与实际钢珠投影点的误差；

S44、实用迭代优化，每次迭代对C型臂光源的位置移动一小值，重复S42和S43；

S45、找到最小的误差，其对应的C型臂光源的位置即C型臂光源的真实位置。