专利名称：一种基于x光影像的物体三维成像方法
技术领域：
本发明属于计算机应用技术领域，特别是涉及一种基于X光影像的物体三维成像 方法。
背景技术：
由于三维模型可以提供比二维图像更多的空间信息和观察维度，因此，三维模型 近年来越来越多地应用到工业、医疗、教育等领域。X光影像是获取物体内部结构信息的一 种重要的手段，但其影像所呈现的结果为物体的二维投影，因此，无法从更多的观察角度去 了解物体的情况，而且X光片所形成的影像中物体内部在射线方向的投影重叠在一起，无 法直观地了解物体内部各处的情况。CT是另一种得到广泛应用的医疗诊断器材，它可以用 于了解物体内部的情况，但是具有辐射量大、无法应用手术过程中的诊断等缺点。现有的X光影像采集设备包括发射源和探测器，如
图1所示，只能完成单个平面的 X光影像采集，如何利用现有的采集设备，在成本最低，对现有设备改动最小的情况下，实现 三维成像是目前领域研究的一大难点。
发明内容
发明目的本发明所要解决的技术问题是针对现有技术的不足，提供一种基于X 光影像的物体三维成像方法，从而利用一组的二维平面X光影像，通过本发明处理，获得相 应物体在计算机内的三维表示，从而实现在计算机上对物体进行三维观察。为了解决上述技术问题，本发明公开了一种基于X光影像的物体三维成像方法， 包括以下步骤，分别是步骤一，X光数据采集，X光影像采集设备(包括发射源和探测器)环绕着待重建 物体每隔一定的固定角度间隔拍摄一幅X光平面二维影像Pt，并存储为DICOM文件格式，从 而构成二维影像序列{&}，其中〖=1，2，3...11，每幅乂光平面二维影像中包括乂光影像采 集设备的探测器中的像素下标(i，j)，即像素对应的列行位置；步骤二，三维物体重建，将采集的X光平面二维影像进行重建，获得待重建物体的 三维体素表示；步骤三，三维物体的显示，对物体的三维体素表示进行渲染从而获得待重建物体 的三维影像。本发明步骤一中，X光数据采集包括(I)X光影像采集设备环绕对物体进行环绕拍摄。(2)在数据采集的过程中，使用X光影像采集设备对物体进行环绕拍摄，每间隔θ 度(通常为5度或2. 5度)拍摄一幅X光平面二维影像，则可以得到一组连续的二维影像 序列序列{Pt}，t = 1，2，3· · ·η。(3)环绕拍摄过程中X光影像采集设备具有如下的参数a) X光射线发射源到探测器的距离为D (单位为厘米)；
b)X光射线发射源到被拍摄物体的中心的距离为d(单位为厘米)；c)探测器的分辨率为MXN个像素，每个像素所对应的正方形探测单元边长大小 为Δ (单位厘米)；由于三维重建过程是在世界坐标系下进行的，因此，需要将探测器上的下标转换 为直角坐标系中的坐标，换言之，将探测器中的像素下标(i，j)转换为直角坐标系中的(X， y)。以像素的中心位置作为该像素的坐标位置，依据上述的参数设定，可以得到下面的计算 公式可得(χ，y)
权利要求
一种基于X光影像的物体三维成像方法，其特征在于，包括以下步骤步骤一，X光数据采集，由X光影像采集设备环绕着待重建物体每隔一定的固定角度间隔拍摄一幅X光平面二维影像从而构成二维影像序列{Pt}，其中t＝1，2，3...n，每幅X光平面二维影像中包括X光影像采集设备的探测器中的像素下标(i，j)，即像素对应的列位置和行位置；步骤二，三维物体重建，将采集的X光平面二维影像进行重建，获得待重建物体的三维体素表示；步骤三，三维物体显示，根据待重建物体的三维体素表示获得待重建物体的三维影像。
2.根据权利要求1所述的一种基于X光影像的物体三维成像方法，其特征在于，步骤一 中，将探测器置于直角坐标系中，从而将探测器中的像素下标(i，j)转换为直角坐标系中 的坐标(χ，y)；以像素的中心位置作为该像素的坐标位置，探测器中的像素下标(i，j)的直角坐标 (χ，y)为
3.根据权利要求2所述的一种基于X光影像的物体三维成像方法，其特征在于，步骤二 包括如下步骤对X光平面二维影像的上每个像素值进行权重修正；采用一维滤波器对每幅X光平面二维影像的每一行进行滤波；将上步骤中得到的二维影像反投影到三维体素模型中；去除噪声，对三维体素V[i] [j] [k]，找到其3-邻居集合，对3-邻居集合中的值进行排 序，然后将三维体素V[i] [j] [k]设置为排序结果中排在中间位置的值。
4.根据权利要求3所述的一种基于X光影像的物体三维成像方法，其特征在于，将二维 影像反投影到三维体素模型中包括如下步骤计算待重建物体的大小，得到待重建物体在χ轴的长度和在y轴上的长度均为a，在ζ 轴方向上的长度为c，其中
5.根据权利要求3所述的一种基于X光影像的物体三维成像方法，其特征在于，对X光 平面二维影像的上每个像素值进行权重修正采用如下公式
全文摘要
本发明公开了一种基于X光影像的物体三维成像方法，包括以下步骤步骤一，X光数据采集，由X光影像采集设备环绕着待重建物体每隔一定的固定角度间隔拍摄一幅X光平面二维影像从而构成二维影像序列{Pt}，其中t＝1，2，3...n，每幅X光平面二维影像中包括X光影像采集设备的探测器中的像素下标(i，j)，即像素对应的列位置和行位置；步骤二，三维物体重建，将采集的X光平面二维影像进行重建，获得待重建物体的三维体素表示；步骤三，三维物体显示，对物体的三维体素表示进行渲染从而获得待重建物体的三维影像。本发明利用若干幅X光影像重建出相应物体的三维表示的技术，从而提供了一种更加全面、生动、立体的观察物体内部结构的方法。
文档编号G06T17/00GK101958006SQ20101027165
公开日2011年1月26日 申请日期2010年9月3日 优先权日2010年9月3日
发明者朱代辉, 杨育彬, 林金杰, 高阳 申请人:南京大学