專利名稱：一種基于x光影像的物體三維成像方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于計(jì)算機(jī)應(yīng)用技術(shù)領(lǐng)域，特別是涉及一種基于X光影像的物體三維成像 方法。
背景技術(shù)：
由于三維模型可以提供比二維圖像更多的空間信息和觀察維度，因此，三維模型 近年來越來越多地應(yīng)用到工業(yè)、醫(yī)療、教育等領(lǐng)域。X光影像是獲取物體內(nèi)部結(jié)構(gòu)信息的一 種重要的手段，但其影像所呈現(xiàn)的結(jié)果為物體的二維投影，因此，無法從更多的觀察角度去 了解物體的情況，而且X光片所形成的影像中物體內(nèi)部在射線方向的投影重疊在一起，無 法直觀地了解物體內(nèi)部各處的情況。CT是另一種得到廣泛應(yīng)用的醫(yī)療診斷器材，它可以用 于了解物體內(nèi)部的情況，但是具有輻射量大、無法應(yīng)用手術(shù)過程中的診斷等缺點(diǎn)。現(xiàn)有的X光影像采集設(shè)備包括發(fā)射源和探測(cè)器，如

圖1所示，只能完成單個(gè)平面的 X光影像采集，如何利用現(xiàn)有的采集設(shè)備，在成本最低，對(duì)現(xiàn)有設(shè)備改動(dòng)最小的情況下，實(shí)現(xiàn) 三維成像是目前領(lǐng)域研究的一大難點(diǎn)。

發(fā)明內(nèi)容
發(fā)明目的本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種基于X 光影像的物體三維成像方法，從而利用一組的二維平面X光影像，通過本發(fā)明處理，獲得相 應(yīng)物體在計(jì)算機(jī)內(nèi)的三維表示，從而實(shí)現(xiàn)在計(jì)算機(jī)上對(duì)物體進(jìn)行三維觀察。為了解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明公開了一種基于X光影像的物體三維成像方法， 包括以下步驟，分別是步驟一，X光數(shù)據(jù)采集，X光影像采集設(shè)備(包括發(fā)射源和探測(cè)器)環(huán)繞著待重建 物體每隔一定的固定角度間隔拍攝一幅X光平面二維影像Pt，并存儲(chǔ)為DICOM文件格式，從 而構(gòu)成二維影像序列{&}，其中〖=1，2，3...11，每幅乂光平面二維影像中包括乂光影像采 集設(shè)備的探測(cè)器中的像素下標(biāo)(i，j)，即像素對(duì)應(yīng)的列行位置；步驟二，三維物體重建，將采集的X光平面二維影像進(jìn)行重建，獲得待重建物體的 三維體素表示；步驟三，三維物體的顯示，對(duì)物體的三維體素表示進(jìn)行渲染從而獲得待重建物體 的三維影像。本發(fā)明步驟一中，X光數(shù)據(jù)采集包括(I)X光影像采集設(shè)備環(huán)繞對(duì)物體進(jìn)行環(huán)繞拍攝。(2)在數(shù)據(jù)采集的過程中，使用X光影像采集設(shè)備對(duì)物體進(jìn)行環(huán)繞拍攝，每間隔θ 度(通常為5度或2. 5度)拍攝一幅X光平面二維影像，則可以得到一組連續(xù)的二維影像 序列序列{Pt}，t = 1，2，3· · ·η。(3)環(huán)繞拍攝過程中X光影像采集設(shè)備具有如下的參數(shù)a) X光射線發(fā)射源到探測(cè)器的距離為D (單位為厘米)；
b)X光射線發(fā)射源到被拍攝物體的中心的距離為d(單位為厘米)；c)探測(cè)器的分辨率為MXN個(gè)像素，每個(gè)像素所對(duì)應(yīng)的正方形探測(cè)單元邊長大小 為Δ (單位厘米)；由于三維重建過程是在世界坐標(biāo)系下進(jìn)行的，因此，需要將探測(cè)器上的下標(biāo)轉(zhuǎn)換 為直角坐標(biāo)系中的坐標(biāo)，換言之，將探測(cè)器中的像素下標(biāo)(i，j)轉(zhuǎn)換為直角坐標(biāo)系中的(X， y)。以像素的中心位置作為該像素的坐標(biāo)位置，依據(jù)上述的參數(shù)設(shè)定，可以得到下面的計(jì)算 公式可得(χ，y)
權(quán)利要求
一種基于X光影像的物體三維成像方法，其特征在于，包括以下步驟步驟一，X光數(shù)據(jù)采集，由X光影像采集設(shè)備環(huán)繞著待重建物體每隔一定的固定角度間隔拍攝一幅X光平面二維影像從而構(gòu)成二維影像序列{Pt}，其中t＝1，2，3...n，每幅X光平面二維影像中包括X光影像采集設(shè)備的探測(cè)器中的像素下標(biāo)(i，j)，即像素對(duì)應(yīng)的列位置和行位置；步驟二，三維物體重建，將采集的X光平面二維影像進(jìn)行重建，獲得待重建物體的三維體素表示；步驟三，三維物體顯示，根據(jù)待重建物體的三維體素表示獲得待重建物體的三維影像。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于X光影像的物體三維成像方法，其特征在于，步驟一 中，將探測(cè)器置于直角坐標(biāo)系中，從而將探測(cè)器中的像素下標(biāo)(i，j)轉(zhuǎn)換為直角坐標(biāo)系中 的坐標(biāo)(χ，y)；以像素的中心位置作為該像素的坐標(biāo)位置，探測(cè)器中的像素下標(biāo)(i，j)的直角坐標(biāo) (χ，y)為
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種基于X光影像的物體三維成像方法，其特征在于，步驟二 包括如下步驟對(duì)X光平面二維影像的上每個(gè)像素值進(jìn)行權(quán)重修正；采用一維濾波器對(duì)每幅X光平面二維影像的每一行進(jìn)行濾波；將上步驟中得到的二維影像反投影到三維體素模型中；去除噪聲，對(duì)三維體素V[i] [j] [k]，找到其3-鄰居集合，對(duì)3-鄰居集合中的值進(jìn)行排 序，然后將三維體素V[i] [j] [k]設(shè)置為排序結(jié)果中排在中間位置的值。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種基于X光影像的物體三維成像方法，其特征在于，將二維 影像反投影到三維體素模型中包括如下步驟計(jì)算待重建物體的大小，得到待重建物體在χ軸的長度和在y軸上的長度均為a，在ζ 軸方向上的長度為c，其中
5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種基于X光影像的物體三維成像方法，其特征在于，對(duì)X光 平面二維影像的上每個(gè)像素值進(jìn)行權(quán)重修正采用如下公式
全文摘要
本發(fā)明公開了一種基于X光影像的物體三維成像方法，包括以下步驟步驟一，X光數(shù)據(jù)采集，由X光影像采集設(shè)備環(huán)繞著待重建物體每隔一定的固定角度間隔拍攝一幅X光平面二維影像從而構(gòu)成二維影像序列{Pt}，其中t＝1，2，3...n，每幅X光平面二維影像中包括X光影像采集設(shè)備的探測(cè)器中的像素下標(biāo)(i，j)，即像素對(duì)應(yīng)的列位置和行位置；步驟二，三維物體重建，將采集的X光平面二維影像進(jìn)行重建，獲得待重建物體的三維體素表示；步驟三，三維物體顯示，對(duì)物體的三維體素表示進(jìn)行渲染從而獲得待重建物體的三維影像。本發(fā)明利用若干幅X光影像重建出相應(yīng)物體的三維表示的技術(shù)，從而提供了一種更加全面、生動(dòng)、立體的觀察物體內(nèi)部結(jié)構(gòu)的方法。
文檔編號(hào)G06T17/00GK101958006SQ20101027165
公開日2011年1月26日 申請(qǐng)日期2010年9月3日 優(yōu)先權(quán)日2010年9月3日
發(fā)明者朱代輝, 楊育彬, 林金杰, 高陽 申請(qǐng)人:南京大學(xué)