(19)国家知识产权局 (12)发明 专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请 号 202210695176.8 (22)申请日 2022.06.17 (71)申请人 中国人民解 放军战略支援 部队信息 工程大学 地址 450000 河南省郑州市高新区科 学大 道62号 (72)发明人 席晓琦　刘梦楠　韩玉　李磊　 闫镔　谭思宇　孙艳敏　 (74)专利代理 机构 郑州大通专利商标代理有限 公司 41111 专利代理师 陈勇 (51)Int.Cl. G06T 11/00(2006.01) G06T 5/10(2006.01) G06V 10/762(2022.01)G06V 10/764(2022.01) G06V 10/74(2022.01) G06V 10/46(2022.01) (54)发明名称 一种基于密度聚类和全局混合评价的纳米 CT漂移校正方法 (57)摘要 本发明涉及一种基于密度聚类和全局混合 评价的纳米CT漂移校正方法， 包括基于原始投影 的纳米CT几何参数， 针对局部旋转角度获取参考 投影； 利用S URF提取原始投影和参考投影的初始 特征点群， 并构建漂移向量空间； 利用基于密度 的聚类方法自动聚类漂移向量， 构建基于空域结 构相似性和频域幅度相位一致性的全局混合度 量， 根据全局混合度量进行漂移向量的聚类中心 评价； 利用全局混合度量对粗筛选后的漂移向量 进行精细筛选； 根据精细筛选的漂移向量对齐原 始投影， 利用FDK算法进行原始投影数据的三维 重建， 实现漂移伪影校正。 本发明利用基于密度 的聚类方法和全局混合评价精细剔除原始局部 特征的离群值， 实现原始投影的精细对齐， 最终 准确完成漂移伪影校正。 权利要求书2页 说明书6页 附图2页 CN 114972571 A 2022.08.30 CN 114972571 A 1.一种基于密度聚类和全局混合评价的纳米CT漂移校正方法， 其特 征在于， 包括： 步骤1： 基于原 始投影的纳米CT几何参数， 针对局部 旋转角度获取参 考投影； 步骤2： 利用SURF提取原 始投影和参 考投影的初始特 征点群， 并构建漂移向量空间； 步骤3： 利用基于密度的聚类方法自动聚类漂移向量， 构建基于空域结构相似性和频域 幅度相位一致性的全局混合度量， 根据全局混合度量进行漂移向量的聚类中心评价， 完成 粗筛选； 步骤4： 利用全局混合度量对粗筛 选后的漂移向量进行精细筛 选； 步骤5： 根据精细筛选的漂移向量对齐原始投影， 利用FDK算法进行原始投影数据的三 维重建， 实现漂移伪影校正。 2.根据权利要求1所述的一种基于密度聚类和全局混合评价的纳米CT漂移校正方法， 其特征在于， 步骤1所述 参考投影的获取包括： 步骤1.1： 获取正常采集的原 始投影； 步骤1.2： 保持纳米CT的扫描参数不变， 并立即对物体二次扫描获取参 考投影； 其中， 所述扫描参数包括机械几何参数和曝光时间， 参考投影的旋转步长选择为原始 投影的旋转 步长的10倍。 3.根据权利要求1所述的一种基于密度聚类和全局混合评价的纳米CT漂移校正方法， 其特征在于， 步骤2所述漂移向量空间如公式(1)表示： 其中， 和 分别是漂移向量si的水平分量和垂直分量； 设初始SURF 特征点群为 和 Pmain和Pref分别表示原始投影 和参考投影的初始特征点， N为特征点数目， 用初始特征点表示漂移运动方向， 漂移向量集 为 4.根据权利要求3所述的一种基于密度聚类和全局混合评价的纳米CT漂移校正方法， 其特征在于， 所述 步骤3具体包括： 步骤3.1： 利用原始投影和参考投影的SSIM构成空域度量， 所述空域度量如公式(2)表 示： 其中， μmain和 μref分别代表原始投影和参考投影的图像灰度均值， σmain和σref分别代表原 始投影和参 考投影的灰度值标准差， C1和C2是常数以避免出现零分母错 误； 步骤3.2： 通过原始投影和参考投影间的平均相位差异和幅度互相关组成频域度量， 所 述频域度量， 如公式(3)表示： 其中， 和 分别表示原始投影和参考投影相位的均值， Qmain和Qref分别代表原始 投 影和参考投影的频域幅值图像， coef代 表互相关；权　利　要　求　书 1/2 页 2 CN 114972571 A 2步骤3.3： 根据公式(2)和公式(3)构建全局混合度量， 如公式(4)所示： F＝FIntensity+FFrequency (4)； 步骤3.4： 基于漂移向量集 利用DBSCAN方法聚类漂移向量， 并通过 全局混合度量评价聚类中心； 取聚类中心为 其中Ncenter是聚类中心数目； 取全局混合度量最大值对应的簇作为粗筛选后的漂移向量， 粗漂移集合Srough表示为最 优聚类中心对应的簇集 合， 粗漂移集 合Srough如公式(5)表示： 其中， Imain表示正常采集的原始投影， 表示以漂移向量 移动后的原始投 影， Iref表示参考投影。 5.根据权利要求4所述的一种基于密度聚类和全局混合评价的纳米CT漂移校正方法， 其特征在于， 所述 步骤4具体包括： 步骤4.1： 对筛选后的粗漂移集合Srough进一步细化， 并根据其数值由大到小对粗漂移集 合Srough排序； 步骤4.2： 选取 前10％的漂移向量组成精细漂移向量 集合Srefined； 步骤4.3： 对精细漂移向量 集合Srefined进行均值计算得到精细筛 选的漂移向量。 6.根据权利要求5所述的一种基于密度聚类和全局混合评价的纳米CT漂移校正方法， 其特征在于， 所述 步骤4还包括： 步骤4.4： 针对无参 考投影的旋转角度， 使用三次样条插值进行估算。 7.根据权利要求5所述的一种基于密度聚类和全局混合评价的纳米CT漂移校正方法， 其特征在于， 步骤5具体包括： 步骤5.1： 使用图像域和DFT变换域的平移关系实现投影图像的亚像素级对齐， 如公式 (6)表示： 其中， Imain表示正常采集的原始投影， Imain的DFT变换为Fθ(u， v)， (M， N)为正常采集原始 投影的尺寸， s是最终的漂移向量， sx和sy是漂移向量对应的水平和垂直分量； 步骤5.2： 对校正后的投影利用FDK算法重建。权　利　要　求　书 2/2 页 3 CN 114972571 A 3