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龙图腾网获悉大连理工大学申请的专利一种针对卧式CT系统的中心轴标定方法获国家发明授权专利权，本发明授权专利权由国家知识产权局授予，授权公告号为：CN120232920B 。

龙图腾网通过国家知识产权局官网在2025-08-12发布的发明授权授权公告中获悉：该发明授权的专利申请号/专利号为：202510703174.2，技术领域涉及：G01N23/046；该发明授权一种针对卧式CT系统的中心轴标定方法是由龚俊哲;文晓鹏;李轩衡;孙怡设计研发完成，并于2025-05-29向国家知识产权局提交的专利申请。

本一种针对卧式CT系统的中心轴标定方法在说明书摘要公布了：本发明属于卧式工业CT领域，公开了一种针对卧式CT系统的中心轴标定方法。本发明针对卧式CT系统，设计了一种由均匀分布的碳纤维板与内嵌其中的陶瓷小球构成的圆筒形标定块，对标定块进行CT扫描后可得到标定块落在探测器上的投影。本发明提出了一种针对卧式CT系统的中心轴标定方法，对包含若干圆形的投影进行检测，通过圆心即可确定单张投影中小球的位置。本发明设计了一种分析小球椭圆形运动轨迹的方法，对CT扫描得到的360张投影进行综合分析，得到各小球的椭圆形运动轨迹。利用各椭圆中心点拟合出一条直线，即卧式CT的旋转中心，从而测出卧式CT旋转圆盘的中心轴与射线源光束中心的偏差距离，以提高重建图像质量。

本发明授权一种针对卧式CT系统的中心轴标定方法在权利要求书中公布了：1.一种针对卧式CT系统的中心轴标定方法，其特征在于，步骤如下： 步骤1：标定块的扫描 标定块为碳纤维板制成的圆筒形体，内嵌多个陶瓷球；陶瓷球的分布满足同一高度只内嵌有一个；卧式CT工作时，标定块是由夹爪固定，为防止夹爪在CT扫描过程中的遮挡，要求标定块内最下端的陶瓷球与标定块的下边缘留有距离；经过卧式CT全角度的锥束扫描后，得到360张标定块的投影，陶瓷球落在卧式CT的探测器平面上的投影为圆形，需对投影进行圆形检测； 步骤2：标定块投影中的圆形检测 （1）投影图像的预处理：为了将陶瓷球的投影与背景区分开，先对投影进行上下边缘的裁切；再调整投影的灰度值范围，记投影中任意一点的灰度值为p，投影中的最小灰度值为pmin，投影中的最大灰度值为pmax，将投影的灰度值归一化为0-1之间，如式1所示；再将归一化后的投影灰度值缩放到0-255之间，以生成一个标准的灰度图像pgray，如式2所示； , ,（2圆形检测：采用基于梯度的霍夫圆检测方法对灰度图像pgray进行初步圆形检测；圆形通过其圆心xc,yc与半径r进行描述，如式3所示，故利用霍夫圆检测方法，将式3所示圆形的方程转化为圆心横坐标xc、圆心纵坐标yc以及半径r；通过霍夫变换将圆形转化为参数空间，在此参数空间中搜索投影中潜在的圆形； ，对固定的半径r，在圆心横坐标xc、圆心纵坐标yc以及半径r组成的参数空间中记录可能的圆心xc,yc，最终检测到投影中存在的所有圆形；然后再遍历两两组合的每对圆形，若两圆形的圆心之间的距离小于两圆形半径之和则视为两圆形重叠；遍历完成后，删除所有标记为重叠的圆形； 上述霍夫圆检测法是初步的圆形检测，得到的圆形尚未完全匹配投影中的真实圆形；再利用水平集方法进行圆形边缘的进一步优化，通过迭代优化精确定位投影中的圆形边缘；首先，对于投影中任意一处的像素x,y，初始化水平集函数，如式4所示： ，得到圆形边界上的点=0，圆形内部的点＜0，圆形外部的点＞0； 然后，对水平集函数进行迭代优化，使检测到的圆形边缘匹配投影中圆形的边缘；每次迭代的步骤如下：分别计算的水平方向和垂直方向的梯度，如式5与式6所示： , ，计算梯度的大小并归一化，如式7、8、9所示： ， ， ，通过计算水平方向和垂直方向的二阶导数得到散度k，如式10所示： ，拉普拉斯算子通过计算像素点的二阶导数来检测灰度图像pgray中强度变化较大的区域，如式11所示，其中为投影灰度值； ，定义边缘强度驱动项，如式（12）所示，利用拉普拉斯算子计算投影的二阶梯度，用于检测边缘；对拉普拉斯结果取绝对值并应用高斯平滑，降低噪声影响； ，根据散度k和边缘强度驱动项更新水平集函数，逐步使收敛到目标边缘，如式13所示，其中为更新步长，控制水平集函数演化的速度； ，经过多次迭代，水平集函数收敛到目标边缘；最终通过阈值分割获取边缘，输出为一个二值化的边缘掩码mask，如式14所示；其中小于零的点表示圆形的内部或边界点，其余点表示圆形的外部；最终，水平集方法让收敛，使其精确拟合圆的边缘；至此，对投影的圆形检测处理完毕； ，步骤3：获取小球的椭圆形运动轨迹 在检测出投影的圆形后，通过圆心确定单张投影中陶瓷球的位置，综合所有投影即得到各陶瓷球的运动轨迹；由于标定块中各陶瓷球的高度不同，因此在点光源照射下各陶瓷球的运动轨迹是分开的椭圆；为了确定陶瓷球的椭圆形运动轨迹，对采集到的360张投影进行分层处理；将360张投影进行整合，并按高度划分多层；根据各圆心纵坐标，将各圆形分配到不同的层；在分配各圆时，对所有层进行遍历；如果一个圆的纵坐标在某层范围内且该层尚未被分配圆，则直接保存，如果遍历时该层已经有圆，则会比较当前圆心纵坐标与已存在的圆心纵坐标，选择离该层中心最近的圆进行保存；经过多轮排序后，所有的圆都会被分配到不同高度的层中；至此获得各个陶瓷球的椭圆形运动轨迹； 步骤4：旋转圆盘中心轴的误差分析 在投影平面上进行光束中心与旋转轴误差分析，射线源的中心光束与探测器平面相互垂直，将光束中心与探测器平面交点的坐标记为u0,v0，利用标定块内嵌陶瓷球的椭圆运动轨迹拟合出旋转中心轴，与u0比较后即得出旋转中心与光束中心的偏离量； 根据步骤3中得到的各椭圆形运动轨迹，确定各椭圆的中心坐标，利用各椭圆中心的横坐标拟合出一条垂直线；计算各椭圆中心点与拟合垂直线的偏差并计算偏差的均值和标准差，筛选出与垂直线偏差过大的点用于绘图显示。

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