本公开涉及扫描成像，更具体地，涉及一种用于对扫描成像设备进行能谱标定的标定方法和标定系统。
背景技术：
1、根据扫描成像理论，当射线从射线源发出时，经过被检查对象之后入射到探测器上，在此过程中，射线的衰减符合beer定律。beer定律，也被称为比尔-朗伯定律，是描述物质对光吸收的基本定律。当一束平行单色光垂直通过某一均匀非散射的吸光物质时，其吸光度与吸光物质的浓度及吸收层厚度成正比。
2、例如，以ct扫描成像技术为例，根据ct成像理论，基于射线衰减符合beer定律，要求用于扫描成像的探测器具备相同的吸收能谱，这样从不同方向穿过相同厚度的物体射线衰减才可以一致。探测器的吸收能谱和射线入射的晶体厚度相关。在单靶点源探向心的几何排布中，所有射线均为垂直入射晶体，射线穿过的晶体厚度相同，探测器的吸收能谱相同。但是，在静态ct扫描成像设备中，由于单个晶体需要接收不同靶点发出的射线，因此不同靶点射线的入射角度不同，穿过的晶体厚度不同，从而导致吸收能谱不同。而且，不同靶点的能谱也可能存在差异。能谱不一致导致的数据不一致性也是影响重建数值准确性的重要因素。
3、在本部分中公开的以上信息仅用于对本公开的技术构思的背景的理解，因此，以上信息可包含不构成现有技术的信息。
技术实现思路
1、为解决现有技术中的上述问题，本公开实施例提出一种用于对扫描成像设备进行能谱标定的标定方法和标定系统。
2、在一个方面，提供一种用于对扫描成像设备进行能谱标定的标定方法，所述扫描成像设备包括用于发出射线的射线源和用于接收射线的探测器，在标定过程中，能谱标定模体位于所述射线形成的扫描区域中，所述标定方法包括：
3、在能谱标定模体位于所述射线形成的扫描区域中的情况下，根据所述射线源、所述能谱标定模体和所述探测器之间的相对位置，获取所述射线源、所述能谱标定模体和所述探测器之间的几何关系；
4、通过所述探测器采集经过所述扫描区域的射线，以获取实际投影数据；
5、获取所述能谱标定模体的物理属性，其中，所述物理属性是根据所述能谱标定模体的组成材料预先确定的；
6、基于所述能谱标定模体的物理属性和所述几何关系，使用预定的多个基础能谱计算理论投影数据；
7、根据所述理论投影数据和所述实际投影数据，对能谱参数进行标定，以获取优化的能谱参数；以及
8、将所述优化的能谱参数确定为能谱标定参数。
9、在另一方面，提供一种用于对扫描成像设备进行能谱标定的标定方法，所述扫描成像设备包括用于发出射线的射线源和用于接收射线的探测器，在标定过程中，能谱标定模体位于所述射线形成的扫描区域中，所述标定方法包括：
10、在能谱标定模体位于所述射线形成的扫描区域中的情况下，根据所述射线源、所述能谱标定模体和所述探测器之间的相对位置，获取所述射线源、所述能谱标定模体和所述探测器之间的几何关系；
11、通过所述探测器采集经过所述扫描区域的射线，以获取实际投影数据；
12、执行循环过程直至满足预设条件，所述第一循环过程包括：
13、根据能谱信息，对所述能谱标定模体进行图像重建，根据所述图像重建的结果获取所述能谱标定模体的物理属性；
14、基于所述能谱标定模体的物理属性和所述几何关系，使用预定的多个基础能谱计算理论投影数据；
15、根据所述理论投影数据和所述实际投影数据，对能谱参数进行标定，以获取优化的能谱参数；和
16、基于所述优化的能谱参数，获取能谱信息；以及
17、将所述第一循环过程中最后一次获得的优化的能谱参数，确定为能谱标定参数。
18、根据一些示例性的实施例，所述根据所述理论投影数据和所述实际投影数据，对能谱参数进行标定，以获取优化的能谱参数，包括：构建所述理论投影数据和所述实际投影数据之间的偏差关于能谱参数的优化函数；以及根据所述优化函数，对能谱参数进行标定，以获取优化的能谱参数。
19、根据一些示例性的实施例，所述方法还包括：在将能谱标定模体置于所述射线形成的扫描区域中之前，控制所述射线源发出射线，采集所述探测器的空气数据；所述通过所述探测器采集经过所述扫描区域的射线，以获取实际投影数据，包括：在能谱标定模体位于所述射线形成的扫描区域中的情况下，控制所述射线源发出射线，所述探测器采集经过所述扫描区域的射线，以获取初始投影数据；以及利用所述空气数据，采用第一校正方法对所述初始投影数据进行校正，以获取第一校正投影数据。
20、根据一些示例性的实施例，所述通过所述探测器采集经过所述扫描区域的射线，以获取实际投影数据，还包括：利用所述空气数据，采用第二校正方法对所述初始投影数据进行校正，以获取第二校正投影数据，其中，所述第二校正方法与所述第一校正方法不同。
21、根据一些示例性的实施例，所述通过所述探测器采集经过所述扫描区域的射线，以获取实际投影数据，还包括：根据预定的归类标准，将所述第一校正投影数据进行归类，以获取nc个类别的投影数据，将第j个类别的投影数据作为实际投影数据，其中，第j个类别的投影数据为所述nc个类别中的一类投影数据，nc为大于等于1的正整数，1≤j≤nc；所述预定的归类标准是基于影响探测器的吸收能谱的因素而确定的。
22、根据一些示例性的实施例，所述根据能谱信息，对所述能谱标定模体进行图像重建，包括：根据能谱信息，基于所述第二校正投影数据，对所述能谱标定模体进行图像重建。
23、根据一些示例性的实施例，所述基于所述能谱标定模体的物理属性和所述几何关系，使用预定的多个基础能谱计算理论投影数据，包括：选择ne个基础能谱{sk(e)}，ne为大于等于2的正整数；以及依次针对ne个基础能谱{sk(e)}，基于所述能谱标定模体的物理属性和所述几何关系，计算ne个理论投影数据。
24、根据一些示例性的实施例，所述优化函数包括以下的函数：
25、
26、其中，sprjk为使用第k个基础能谱计算出的第k个理论投影数据，aprj为实际投影数据，1≤k≤ne，ck为第k个理论投影数据的权重系数。
27、根据一些示例性的实施例，所述基于所述能谱标定模体的物理属性和所述几何关系，使用预定的多个基础能谱计算理论投影数据，包括：
28、依次针对nc个类别的投影数据，执行第二循环过程，所述第二循环过程包括：
29、针对第j个类别的投影数据，选择ne个基础能谱{sk(e)}；以及
30、依次针对ne个基础能谱{sk(e)}，基于所述能谱标定模体的物理属性和所述几何关系，计算与第j个类别的投影数据对应的ne个理论投影数据。
31、根据一些示例性的实施例，所述优化函数包括以下的函数：
32、
33、其中，sprjj，k为使用第k个基础能谱计算出的与第j个类别的投影数据对应的第k个理论投影数据，aprjj为第j个类别的实际投影数据，1≤k≤ne，ck为第k个理论投影数据的权重系数。
34、根据一些示例性的实施例，所述根据所述优化函数，对能谱参数进行标定，以获取优化的能谱参数，具体包括：通过求解上述优化函数，计算所述偏差取值为最小值时的ne个优化权重系数，将所述ne个优化权重系数作为所述优化的能谱参数。
35、根据一些示例性的实施例，所述基于所述优化的能谱参数，获取能谱信息，具体包括：根据所述ne个优化权重系数和所述ne个基础能谱，采用加权求和的方式计算得到所述能谱信息。
36、根据一些示例性的实施例，所述能谱标定模体包括分别由多种材料构成的多个部分，所述多种材料中的任意两者的以下至少一种属性不相同：密度，原子序数。
37、根据一些示例性的实施例，所述标定系统包括旋转台，所述能谱标定模体位于所述旋转台上；所述通过所述探测器采集经过所述扫描区域的射线，获得探测器数据，包括：控制所述射线源发出射线；控制所述旋转台旋转，以带动所述能谱标定模体旋转m圈，其中，m为大于等于1的正整数；以及在所述能谱标定模体旋转m圈的过程中，所述探测器采集从所述射线源发出且经过所述扫描区域的射线。
38、根据一些示例性的实施例，所述标定系统包括升降台，所述能谱标定模体位于所述升降台上；所述通过所述探测器采集经过所述扫描区域的射线，获得探测器数据，包括：控制所述射线源发出射线；控制所述升降台升降，以带动所述能谱标定模体升降。
39、根据一些示例性的实施例，所述射线源包括ns个靶点，所述ns个靶点沿第一方向间隔分布，其中，ns为大于等于2的正整数；所述通过所述探测器采集经过所述扫描区域的射线，获得探测器数据，包括：控制所述ns个靶点按照设定顺序发出射线；以及在所述ns个靶点按照设定顺序发出射线的过程中，所述探测器采集从所述射线源发出且经过所述扫描区域的射线。
40、根据一些示例性的实施例，所述标定系统包括旋转台，所述能谱标定模体位于所述旋转台上；所述射线源包括ns个靶点，所述ns个靶点沿第一方向间隔分布，其中，ns为大于等于2的正整数；所述通过所述探测器采集经过所述扫描区域的射线，获得探测器数据，包括：控制所述ns个靶点按照设定顺序发出射线；控制所述旋转台旋转，以带动所述能谱标定模体旋转m圈，其中，m为大于等于1的正整数；以及在所述ns个靶点按照设定顺序发出射线和所述能谱标定模体旋转m圈的过程中，所述探测器采集从所述射线源发出且经过所述扫描区域的射线。
41、根据一些示例性的实施例，所述预设条件包括以下条件中的至少一个：在所述第一循环过程中，相邻两次获取的能谱信息的偏差小于预设的阈值；和在所述第一循环过程中，迭代的次数达到预设的次数。
42、根据一些示例性的实施例，所述基于影响探测器的吸收能谱的因素包括以下因素中的至少一个：射线的出射角度；射线入射到探测器上的入射角度；射线源的靶点的能谱分布；和射线从射线源至探测器的路径中的遮挡情况。
43、在又一方面，提供一种用于对扫描成像设备进行能谱标定的标定系统，其中，所述标定系统包括：标定装置主体；设置于所述标定装置主体上的能谱标定模体；驱动件，所述驱动件用于驱动所述能谱标定模体运动；以及控制器，所述控制器被配置为根据如上所述的标定方法，对扫描成像设备进行能谱标定。
44、在还又一方面，提供一种用于对扫描成像设备进行能谱标定的标定系统，其中，所述标定系统包括：底座；连接于所述底座上的旋转台；设置于所述旋转台上的能谱标定模体，所述能谱标定模体位于所述旋转台上；以及驱动件，所述驱动件用于驱动所述旋转台旋转，以带动所述能谱标定模体旋转，其中，所述能谱标定模体包括分别由多种材料构成的多个部分，所述多种材料中的任意两者的以下至少一种属性不相同：密度，原子序数。
45、根据一些示例性的实施例，所述标定系统还包括：升降台，所述升降台连接于所述底座上，所述旋转台设置于所述升降台上。
46、本公开的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本公开的实践了解到。
1.一种用于对扫描成像设备进行能谱标定的标定方法，所述扫描成像设备包括用于发出射线的射线源和用于接收射线的探测器，在标定过程中，能谱标定模体位于所述射线形成的扫描区域中，其特征在于，所述标定方法包括：
2.一种用于对扫描成像设备进行能谱标定的标定方法，所述扫描成像设备包括用于发出射线的射线源和用于接收射线的探测器，在标定过程中，能谱标定模体位于所述射线形成的扫描区域中，其特征在于，所述标定方法包括：
3.根据权利要求1或2所述的方法，其中，所述根据所述理论投影数据和所述实际投影数据，对能谱参数进行标定，以获取优化的能谱参数，包括：
4.根据权利要求1-3中任一项所述的方法，其中，所述方法还包括：在将能谱标定模体置于所述射线形成的扫描区域中之前，控制所述射线源发出射线，采集所述探测器的空气数据；
5.根据权利要求4所述的方法，其中，所述通过所述探测器采集经过所述扫描区域的射线，以获取实际投影数据，还包括：
6.根据权利要求1-5中任一项所述的方法，其中，所述通过所述探测器采集经过所述扫描区域的射线，以获取实际投影数据，还包括：
7.根据权利要求5或6所述的方法，其中，所述根据能谱信息，对所述能谱标定模体进行图像重建，包括：
8.根据权利要求1-5中任一项所述的方法，其中，所述基于所述能谱标定模体的物理属性和所述几何关系，使用预定的多个基础能谱计算理论投影数据，包括：
9.根据权利要求8所述的方法，其中，所述优化函数包括以下的函数：
10.根据权利要求6所述的方法，其中，所述基于所述能谱标定模体的物理属性和所述几何关系，使用预定的多个基础能谱计算理论投影数据，包括：
11.根据权利要求10所述的方法，其中，所述优化函数包括以下的函数：
12.根据权利要求9或11所述的方法，其中，所述根据所述优化函数，对能谱参数进行标定，以获取优化的能谱参数，具体包括：
13.根据权利要求12所述的方法，其中，所述基于所述优化的能谱参数，获取能谱信息，具体包括：
14.根据权利要求1-13中任一项所述的方法，其中，所述能谱标定模体包括分别由多种材料构成的多个部分，所述多种材料中的任意两者的以下至少一种属性不相同：密度，原子序数。
15.根据权利要求1-14中任一项所述的方法，其中，所述标定系统包括旋转台，所述能谱标定模体位于所述旋转台上；
16.根据权利要求1-15中任一项所述的方法，其中，所述标定系统包括升降台，所述能谱标定模体位于所述升降台上；
17.根据权利要求1-16中任一项所述的方法，其中，所述射线源包括ns个靶点，所述ns个靶点沿第一方向间隔分布，其中，ns为大于等于2的正整数；
18.根据权利要求1-13中任一项所述的方法，其中，所述标定系统包括旋转台，所述能谱标定模体位于所述旋转台上；所述射线源包括ns个靶点，所述ns个靶点沿第一方向间隔分布，其中，ns为大于等于2的正整数；
19.根据权利要求2所述的方法，其中，所述预设条件包括以下条件中的至少一个：
20.根据权利要求6所述的方法，其中，所述基于影响探测器的吸收能谱的因素包括以下因素中的至少一个：
21.一种用于对扫描成像设备进行能谱标定的标定系统，其中，所述标定系统包括：
22.一种用于对扫描成像设备进行能谱标定的标定系统，其中，所述标定系统包括：
23.根据权利要求22所述的系统，其中，所述标定系统还包括：升降台，所述升降台连接于所述底座上，所述旋转台设置于所述升降台上。
