【CN109903241A】一种TOF相机系统的深度图像校准方法及系统【专利】
一种适用于ToF相机的三维点云自动配准方法及系统[发明专利]
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(10)申请公布号(43)申请公布日 (21)申请号 201510627451.2(22)申请日 2015.09.28G01B 11/24(2006.01)(71)申请人浙江大学地址310027 浙江省杭州市西湖区浙大路38号(72)发明人蒋焕煜 胡杨 吴茜(74)专利代理机构杭州求是专利事务所有限公司 33200代理人林超(54)发明名称一种适用于ToF 相机的三维点云自动配准方法及系统(57)摘要本发明公开了一种适用于ToF 相机的三维点云自动配准方法及系统。
系统包括漫反射材料铺粘在转台上表面，漫反射材料上间隔设有圆形标记点，ToF 相机和可控转台均与计算机相连接。
通过ToF 相机采集数据，从三维点云中识别转台并结合转台转角对三维点云进行粗配准，同时通过背景分割获得被测物点云，再通过从强度图像中识别转台上的标记点并结合粗配准三维点云获得标记点点云，而后再利用局部逐渐配准的方法完成各视角标记点点云的配准，最后将标记点点云的配准结果应用于被测物点云，完成配准过程。
本发明相比现有技术具有准确性好、鲁棒性强、易用性佳、成本相对较低的优点，并且应用广泛。
(51)Int.Cl.(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请权利要求书3页 说明书11页 附图7页CN 105180830 A 2015.12.23C N 105180830A1.一种适用于ToF相机的三维点云自动配准方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：1)将被测物(4)放置于转台(1)中心，转台(1)上表面铺有漫反射材料(2)，漫反射材料(2)上间隔设有圆形标记点(3)，调节ToF相机(5)的视角朝向转台(1)中心的被测物(4)；2)从ToF相机(5)采集数据，获得原始点云Ci 和原始强度图像Gi，i表示采集次数的序数；3)对原始点云Ci 和原始强度图像Gi进行处理得到粗配准被测物点云CWSi和标记点点云CWMi；4)使转台旋转角度，转台转动的角度为：θ＝360/(2×3n)＝180/3n,n＝1,2,3...其中，n表示转动参数，n为固定值；5)如果转台累计转过角度达到一圈，则继续以下步骤；如果转台累计转过角度未达到一圈，则返回步骤2)再次进行采集数据计算，每次采集转台转动的角度相同；6)采用配准方法配准各次处理得到的标记点点云CWMi获得各自的精配准变换矩阵TMi；7)使用精配准变换矩阵TMi 对各自对应的粗配准被测物点云CWSi进行变换，即得到精配准被测物点云CWSTi，实现被测物三维点云的配准。
一种图像校正方法、系统和计算机可读媒介发明专利
一种图像校正方法、系统和计算机可读媒介技术领域本发明涉及一种图像校正方法，特别涉及一种仅通过一次校正即可实现重复显示的图像校正方法、系统和计算机可读媒介。
背景技术在医学扫描的过程中，患者可能会由于扫描时间过长或患病的原因，无法长时间保持在正常体位进行扫描。
而非正常体位扫描与正常体位扫描的图像可能有较大不同，影响医生对病情的判断。
现有方案通常会由医生对图像进行手动校正(例如旋转等)，但是对于同样的图像，每次的重新显示都需要医生重新进行一次手动校正，非常不方便。
发明内容针对上述问题，本发明的目的在于使相同或相似的图像仅通过一次校正即可实现重复的显示。
为达到上述发明目的，本发明提供的技术方案如下：一种图像校正方法，其特征在于，包括：获取图像数据；判断是否有与所述图像数据相关的校正矩阵；在判断出没有与所述图像数据相关的校正矩阵时，根据图像数据，生成未校正的图像；以及对所述图像进行校正，生成校正后的图像。
在本发明中，在判断出有与所述图像数据相关的校正矩阵时，获取所述校正矩阵；以及根据所述校正矩阵和所述图像数据，生成校正后的图像。
在本发明中，对所述图像进行校正，生成校正后的图像之后，根据未校正图像和校正后的图像，生成校正矩阵。
在本发明中，所述根据未校正图像和校正后的图像，生成所述校正矩阵包括：获取所述未校正图像和所述校正后的图像上的一个或多个标注点；以及根据所述一个或多个标注点的对应关系，生成所述校正矩阵。
在本发明中，所述根据未校正图像和校正后的图像，生成所述校正矩阵包括：将所述未校正图像和所述校正后的图像进行配准；以及根据配准结果生成所述校正矩阵。
在本发明中，所述校正包括：分割、缩放、位移、旋转、裁剪、滤波、调色、均值或平滑。
在本发明中，所述图像数据是医疗图像数据。
在本发明中，所述医疗图像数据包括：PET-CT图像数据、DR图像数据、CT图像数据、MRI图像数据、US图像数据、PET图像数据或PET-MRI图像数据。
一种图像校正方法、装置、设备及介质发明专利
一种图像校正方法、装置、设备及介质技术领域本发明实施例涉及医学成像领域，尤其涉及一种图像校正方法、装置、设备及介质。
背景技术计算机断层成像是用射线对人体的特定部位按一定厚度的层面进行扫描，根据不同的人体组织对射线的衰减能力不同，利用计算机重建出断层面的图像。
在利用X射线进行计算机断层扫描及重建过程中，因球管产生的X射线具有一定的频谱宽度，被扫描对象对X射线的衰减系数随X射线的能量增大而减小。
连续能谱的X射线穿过如人体等被扫描对象后，低能量射线易被吸收，高能量射线易穿过，射线的平均能量会变高，射线逐渐变硬，这种效应称之为射束硬化效应，射束硬化效应会使图像重建时出现伪影，影响图像的重建质量。
由此可见，如何能够快速实现对由于射束硬化效应导致的含有伪影的图像进行校正是一个亟待解决的技术问题。
发明内容本发明实施例提供了一种图像校正方法、装置、设备及介质，以实现快速准确的对含有硬化伪影的图像进行校正。
第一方面，本发明实施例提供了一种图像校正方法，包括：获取原始重建图像，对所述原始重建图像进行形态学处理，得到所述原始重建图像的物质分量图；基于所述物质分量图确定所述原始重建图像的初始校正系数，根据所述初始校正系数对原始投影值进行校正，得到初始校正投影值；基于所述初始校正投影值与迭代初始图像进行图像迭代重建，得到校正后的目标重建图像。
第二方面，本发明实施例还提供了一种图像校正装置，包括：物质分量图获取模块，用于获取原始重建图像，对所述原始重建图像进行形态学处理，得到所述原始重建图像的物质分量图；初始校正投影值模块，用于基于所述物质分量图确定所述原始重建图像的初始校正系数，根据所述初始校正系数对原始投影值进行校正，得到初始校正投影值；目标图像生成模块，用于基于所述初始校正投影值与迭代初始图像进行图像迭代重建，得到校正后的目标重建图像。
第三方面，本发明实施例还提供了一种计算机设备，所述设备包括：一个或多个处理器；存储装置，用于存储一个或多个程序；当所述一个或多个程序被所述一个或多个处理器执行，使得所述一个或多个处理器实现如本发明任意实施例所提供的图像校正方法。
用于TOF深度相机的数据处理方法及其系统[发明专利]
![用于TOF深度相机的数据处理方法及其系统[发明专利]](https://img.taocdn.com/s3/m/b46d2027a1c7aa00b52acbfe.png)
专利名称：用于TOF深度相机的数据处理方法及其系统专利类型：发明专利
发明人：周劲蕾,李健,田新蕾
申请号：CN201910837431.6
申请日：20190905
公开号：CN112446836A
公开日：
20210305
专利内容由知识产权出版社提供
摘要：本发明提供一种用于TOF深度相机的数据处理方法及其系统。
所述数据处理方法包括：对当前帧的深度数据进行异常点检测，以识别所述深度数据中的异常点；对所述深度数据进行帧间滤波处理，以获得帧间滤波后的深度数据；对所述帧间滤波后的深度数据进行自适应滤波处理，以获得自适应滤波后的深度数据；基于所述异常点对所述自适应滤波后的深度数据进行处理，以滤波所述深度数据中的无效点和填充所述深度数据中的孔洞，以获得有效深度数据；基于所述TOF深度相机的标定参数，将所述TOF深度相机中的所述RGB摄像模组采集的所述RGB图像转换到所述TOF摄像模组所设定的坐标系中，以获得一RGB映射图像；以及基于所述RGB映射图像对所述有效深度数据进行联合双边滤波处理，以获得滤波后的有效深度数据。
申请人：浙江舜宇智能光学技术有限公司
地址：310052 浙江省杭州市滨江区滨安路1190号智汇中心A座21楼
国籍：CN
代理机构：宁波理文知识产权代理事务所(特殊普通合伙)
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一种图像校正方法和系统发明专利
一种图像校正方法和系统技术领域本申请涉及图像处理领域，特别涉及一种图像校正方法和系统。
背景技术电子计算机断层扫描(Computed Tomography，CT)设备、C臂(C-arm)机等医学影像设备主要包括X射线球管和探测器系统，分别用于发射和接收X射线。
对于上述医学影像设备来说，成像利用的是直线传输的X射线，而X射线球管中的电子散射会导致球管中的X射线焦点存在散焦问题，从而导致图像边界模糊。
散焦导致焦点分布不集中在一个面积较小的点上，而是形成类似光晕的结构，如图6所示，图6左侧为无散焦的焦点示意图，图6右侧为有散焦的焦点示意图。
另外，散焦信号在经过扫描物体时，也会产生传输方向的变化(即，二次散射)，进而导致散焦信号的分布更为复杂。
因此，有必要提供一种图像校正方法可以用来消除或者减弱伪影。
发明内容基于此，本申请提供一种图像校正方法和系统。
本申请实施例之一提供一种图像校正方法。
所述方法包括：获取至少一组不同目标部位的标准长宽比和对应的标准卷积核；获取扫描部位的扫描图像；基于所述扫描图像，计算所述扫描部位的长宽比；基于所述扫描部位的长宽比、不同目标部位的标准长宽比和对应的标准卷积核，确定对应的校正卷积核；以及基于所述校正卷积核和所述扫描图像，校正图像的散焦伪影。
在一些实施例中，所述获取至少一组不同目标部位的标准长宽比和对应的标准卷积核包括：基于不同目标部位的标准长宽比，制作或模拟对应的模体；所述不同目标部位的标准长宽比为统计获得；扫描或模拟扫描所述模体，得到焦点信号分布和散焦信号分布；基于所述焦点信号分布和散焦信号分布，得到不同模体对应的标准卷积核。
在一些实施例中，所述基于扫描图像，计算扫描部位的长宽比包括：设定非空气阈值；获取扫描部位的正弦图；基于所述非空气阈值，计算所述正弦图中每个视角下扫描部位的轴长；获取最大轴长和最小轴长，得到长宽比。
在一些实施例中，所述基于所述非空气阈值，计算所述正弦图中每个视角下扫描部位的轴长包括：对多个视角中的每一个视角下的弦线：依次检索第一个大于非空气阈值的第一像素点坐标；反向依次检索第一个大于非空气阈值的第二像素点坐标；基于所述第一像素点坐标、第二像素点坐标和扫描设备几何参数，得到扫描部位的轴长；其中，第一像素点坐标和第二像素点坐标与探测器像素编号相对应。
TOF数据的校正方法、装置、系统和计算机可读存储介质发明专利
TOF数据的校正方法、装置、系统和计算机可读存储介质技术领域本发明涉及医学成像领域，特别是涉及一种TOF数据校正的方法、装置、系统和计算机可读存储介质。
背景技术飞行时间正电子发射断层成像(TOF-PET)扫描仪是核医学成像中的一种先进的功能成像工具，其应用前景已经受到核医学成像研究者和设备制造厂商的高度重视，其成像原理是：通过对生物体进行扫描前，给生物体注射含有放射性核素的示踪剂，示踪剂在生物体内会发生衰变并产生正电子，衰变后产生的正电子与生物体内的电子相遇时会发生正负电子对湮灭反应，从而生成一对方向相反、能量相同的γ光子，环绕在被测生物体周围的探测器对这对光子进行探测，并将信息以符合计数的方式进行存储，经一系列的电子学响应，将所述电子学响应信号输入至计算机，以通过相应的图像重建算法生成能够反映示踪剂在生物体内分布的图像。
TOF-PET具有时间测量功能，其可以在符合时间窗内确定放射性核素分布的位置和强度，利用正电子湮灭产生的两个51lkeV的γ光子到达探测器的时间差，根据光速定位湮灭事件在响应线(Line of Response，LOR) 上的位置，其可以提高PET扫描仪的成像质量，减少用药量，缩短扫描时间。
传统技术中，利用TOF-PET系统重建的图像可能会受到温度、湿度、TOF-PET 系统设计等因素的影响，导致TOF-PET图像产生伪影和定量误差，因此，需要对TOF-PET系统的TOF数据进行校正。
传统技术中，一般在每日清晨临床扫描开始前，使用固体桶源或者其他固体的模体进行校正，获取当前系统状态下各响应线晶体对的时间偏移量(可以称为TOF 偏移量)，作为当日系统的TOF校正信息。
但是，上述进行TOF数据的校正，其需要专业技术人员利用固体桶源或者其他固体的模体进行有源操作，操作比较复杂；并且，原本经过校正的TOF偏移量，可能会由于探测器中某个晶体的状态改变造成实际的TOF偏移量发生改变，如果仍然使用清晨校正时获取的校正信息，极易导致重建的TOF-PET图像产生伪影，并伴随定量误差，使得重建的TOF- PET图像的精准性较低。
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权 利 要 求 书
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1 .一种TOF相机系统的深度图像校准方法，其特征在于，包括： 根据飞行时间TOF相机系统采集的原始相位图像，获取对应的深度图像； 对所述深度图像分别进行几何校正、时域降噪和空域降噪处理、FPPN校正、Wiggling校 正及温度误差补偿，得到校准后的深度图像。 2 .根据权利要求1所述方法，其特征在于，所述根据TOF相机系统采集的原始相位图像， 获取对应的深度图像，具体包括： 根据TOF测距原理根据所述原始相位图像计算出所述深度图像。 3 .根据权利要求1所述方法，其特征在于，所述对所述深度图像进行几何校正，具体包 括： 根 据所述TOF 相机 系统的 几何成 像模型 ，获取所述TOF 相机 系统的 内 外参数 和畸 变参 数； 根据所述内外参数和所述畸变参数对所述深度图像进行几何校正。 4 .根据权利要求1所述方法，其特征在于，所述对所述深度图像进行时域降噪和空域降 噪处理，具体包括： 对多帧 深度图 像采 用一阶 IIR滤波器进行时域降 噪处理 ，得到多帧经时域降 噪的 深度 图像； 对所述多帧经时域降噪的深度图像中的每帧深度图像进行空域降噪处理。 5 .根据权利要求1所述方法，其特征在于，所述对所述深度图像进行FPPN校正，具体包 括： 获取所述TOF 相机 系统的 FPPN误差 ，并根据所述FPPN误差构建对应的 FPPN误差二次曲 面； 利用所述FPPN误差二次曲面对所述深度图像每个像素的FPPN误差进行拟合，以完成对 所述深度图像的FPPN校正。 6 .根据权利要求1所述方法，其特征在于，所述对所述深度图像进行Wiggling校正，具 体包括： 获取所述TOF 相机 系统的 Wiggling误差 ，并根据所述Wiggling误差构建Wiggling误差 分布曲线； 利用所述Wiggling误差分布曲线对所述深度图像的Wiggling误差进行拟合，以完成对 所述深度图像的Wiggling校正。 7 .根据权利要求1所述方法，其特征在于，包括：所述对所述深度图像进行温度误差补 偿，具体包括： 获取所述TOF 相机 系统 在多个温 度值下的 多个距离误差 ，并根据所述多个距离误差构 建距离误差曲线； 利用所述距离误差曲线对所述深度图像由温度引起的距离误差进行拟合，以完成对所 述深度图像的温度误差补偿。 8 .一种TOF相机系统的深度图像校准系统，其特征在于，包括： 深度图像获取模块，用于根据飞行时间TOF相机系统采集的原始相位图像，获取对应的 深度图像； 深度图 像校准模块 ，用于对所述深度图 像分 别进行几何校正 、时 域降 噪 和空域降 噪处
( 19 )中华人民 共和国国家知识产权局
( 12 )发明专利申请
(21)申请号 201910096பைடு நூலகம்28 .7
(22)申请日 2019 .01 .31
(71)申请人 武汉市聚芯微电子有限责任公司 地址 430075 湖北省武汉市东湖新技术开 发区高新大道999号未来科技城龙山 创新园一期A5北4号楼7层701单元-27 座
(10)申请公布号 CN 109903241 A (43)申请公布日 2019.06.18 H04N 5/232(2006 .01) H04N 5/365(2011 .01) G01B 11/02(2006 .01)
权利要求书2页 说明书8页 附图5页
CN 109903241 A
CN 109903241 A
背景技术 [0002] 双目测距、结构光与飞行时间(Time-of-Flight ,TOF)是当今三大主流3D成像技 术 ，其中 ，TOF由于其原理简单、结构简单稳定、测量距离远等优势 ，已 逐渐应 用于手势识别、 3D建模、无人驾驶及机器视觉等领域。 [0003] TOF技术的工作原理是：TOF相机主动发射调制光源到被测物体表面，调制光被物 体反射后再被TOF 相机捕获 ，通过计算调制光源由发出到捕获期间的时间差或 相位差得到 物体距离相机的深度/距离。其中，通过时间差计算距离的方法称为脉冲法(Pulsed TOF) ， 通过相位差计算距离的方法称为连续波法(Continuous-Wave TOF)。脉冲法中直接测量时 间差，这对系统时钟要求非常高，比如1毫米的精度只需要6 .6皮秒，因而连续波法更常被使 用。 [0004] TOF相机由于自身成像原因及外界环境干扰等，直接获取的数据通常存在一定的 误差，因此在应用前需要对TOF相机进行一系列校准，提高测量精度。TOF相机的系统误差主 要来源于： [0005] 1)由奇次谐波带来的“摆动”误差，也被称为wiggling error：摆动误差的成因是 由于硬件限制，所发射的信号不是标准正弦波，除基波分量外，还可能夹杂着直流分量、高 次 谐波及非谐波信号。基波的 偶次 谐波不会对距离计算产生影响 ，但其他分量会给距离测 量带来周期性误差。 [0006] 2)固定相位模式噪声(Fixed Phase Pattern Noise ,FPPN) ：传感器在制造过程中 每个像素点可能各不相同 ，导致每个像素点具有独立的距离偏差。 [0007] 3)温度漂移：在CMOS光电传感器，温度升高会导致更高的热生成电子率，且电子迁 移率会随温度升高而降低，因此温度变化会影响测量距离的精度。TOF传感器在工作过程中 的温 度变化主要来自 三方面 ：一是环境温 度 ，二是 相机在工作过程中元器件工作时间长 引 起的升温，三是光源主动发射调制光带来的温度升高。 [0008] 4)噪声：传感器在工作过程中会受到热噪声、散粒噪声、读出噪声等影响，而且不 同帧图像间还会有随机噪声。增加降噪处理后，图像精度可以从厘米级提高到毫米级。 [0009] 此外，TOF相机获取的距离信息是以球面坐标系为基准，而实际应用中通常需要三 维直角坐标，因此需要对相机进行标定，得到相机的内外参数，获得准确的相机坐标系和图 像坐标系的变换关系，并且消除相机几何失真带来的误差。 [0010] 由此可以看出，为了得到稳健、高精度的深度图像，亟需提供一套完整的、有效的 TOF相机系统的深度图像校准方法。
10 .一种非暂态计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，其特征在于，该计算机 程序被处理器执行时实现如权利要求1至7任一项所述TOF相机系统的深度图像校准方法的 步骤。
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说 明 书
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一种TOF相机系统的深度图像校准方法及系统
技术领域 [0001] 本发明实施例涉及3D成像技术领域，更具体地，涉及一种TOF相机系统的深度图像 校准方法及系统。
统 ( 57 )摘要
本发明实施例提供了一种TOF相机系统的深 度图像校准方法及系统 ，包括 ：根据飞行时间TOF 相机系统采集的原始相位图像，获取对应的深度 图 像 ；对所述深度图 像分 别进行几何校正 、时域 降噪和空域降噪处理、FPPN校正、Wiggling校正 及温 度误差 补偿 ，得到校准 后的 深度图 像。通过 对深度图像进行多方面的校准后 ，包括几何校 正 、时 域 降 噪 和 空 域 降 噪 处 理 、F P P N 校 正 、 Wiggling校正及温度误差补偿，消除多个方面引 入的 误差 ，得到校准后的 深度图 像 ，从而使得 测 量误差大幅减小，最终得到的深度图像可靠性会 极大增强，可进一步用于各类深度应用中。
(72)发明人 华凤 明幼林 孔繁晓 董舒 刘德珩
(74)专利代理机构 北京路浩知识产权代理有限 公司 11002
代理人 王莹 吴欢燕
(51)Int .Cl . G06T 5/00(2006 .01) G06T 7/80(2017 .01)
( 54 )发明 名称 一种TOF相机系统的深度图像校准方法及系
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权 利 要 求 书
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理、FPPN校正、Wiggling校正及温度误差补偿，得到校准后的深度图像。 9 .一种电子设备，包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算
机程序，其特征在于，所述处理器执行所述程序时实现如权利要求1至7任一项所述TOF相机 系统的深度图像校准方法的步骤。