锥束CT 几何参数偏差会导致重建图像畸变或图像模糊。针对工程实际中锥束CT 系统初装和应用中的几何参数偏差与漂移，提出了一种改进的基于线框模型的几何参数测量与校正方法。通过对探测器两次不同径向位置的线框模型投影图像进行分析和处理，计算出源-探测器距离及源-旋转中心距离，并确定探测器纵向位置; 通过对模型在两次互为180°的投影图像分析，确定探测器横向位置; 在此基础上，根据模型参数及其投影图像的测量值求解其他几何参数; 最后，用物体投影数据进行带参数重建，获得校正后的重建图像。实验结果表明，该方法能精确求解各几何参数偏差，通过校正可有效减少图像伪影，其主要参数探测器绕其法线旋转角的测量精度可达到0. 03°，探测器沿其行和列方向的平移测量精度分别可达到0. 03 和0. 06 pixel，其抗噪性好精度高。同时，该方法降低了对模型安装精度的严格要求，有较高工程实用价值。
### 基于线框模型的锥束CT几何参数校正方法
#### 一、引言
锥束CT（Cone Beam Computed Tomography，CBCT）作为一种先进的三维成像技术，在医疗诊断、工业检测等领域得到了广泛应用。然而，锥束CT系统在安装初期或长期使用过程中，由于机械运动部件的磨损等原因，可能会出现几何参数偏差，导致重建图像出现畸变或模糊等问题。为了提高CBCT系统的成像质量，本文介绍了一种基于线框模型的几何参数校正方法。
#### 二、锥束CT几何参数偏差的影响
几何参数偏差主要包括源-探测器距离、源-旋转中心距离、探测器的位置偏差等。这些偏差的存在会导致图像的畸变，如图像扭曲、模糊等现象，严重影响了图像的质量和后续的诊断或分析工作。
#### 三、基于线框模型的几何参数校正方法
本研究提出的基于线框模型的几何参数校正方法，主要包括以下几个步骤：
1. **线框模型的设计与放置**：选择一个由多个线条组成的简单模型作为校正基准。这种模型易于制造且能够提供足够的几何信息。
2. **获取不同位置下的投影图像**：
- 将线框模型置于探测器的不同径向位置上，采集投影图像。通过对这些图像的分析，可以计算出源-探测器距离以及源-旋转中心的距离，并确定探测器的纵向位置。
- 让线框模型在两次互为180°的角度下进行投影，以此来确定探测器的横向位置。
3. **几何参数求解**：利用已知的模型参数和采集到的投影图像，通过数学模型求解剩余的几何参数，包括但不限于探测器的位置偏差等。
4. **图像重建与校正**：采用修改后的FDK（Filtered Back Projection in the Fourier domain）算法对物体进行带参数重建，从而获得校正后的重建图像。
#### 四、实验验证与结果分析
实验结果显示，该方法能够精确地求解各种几何参数偏差。具体来说：
- 探测器绕其法线旋转角的测量精度可达到0.03°；
- 探测器沿其行和列方向的平移测量精度分别可达到0.03和0.06 pixel。
此外，该方法还具有良好的抗噪性和较高的精度。更重要的是，它降低了对模型安装精度的要求，提高了工程实用性。
#### 五、结论
本文提出了一种基于线框模型的锥束CT几何参数校正方法。通过对不同位置下的线框模型投影图像进行分析处理，不仅能够精确测量关键几何参数偏差，还能有效地减少重建图像中的伪影问题。这种方法不仅提高了锥束CT成像的质量，而且在实际应用中也具有很高的实用价值。
通过本文介绍的方法，我们可以显著提升锥束CT系统的性能，改善图像质量，这对于医疗诊断和其他依赖高精度图像的应用领域来说具有重要意义。
