几何标定与运动补偿
几何标定与运动补偿是指校正重建中所假设的采集几何的误差，也就是每个投影时射线源、探测器和物体实际所处的位置。微小的错位，比如探测器倾斜、旋转轴偏移、机架形变或患者移动，都会造成模糊、双边缘和条纹，任何正则项都无法消除。
标定可以使用带标记点的体模，也可以是无标记的自标定，即以数据一致性或图像锐度为目标调整几何参数。运动补偿估计扫描过程中物体的刚性或非刚性运动，这在头部与四肢 CBCT、口腔成像和长时间的工业扫描中很常见。
近期工作让重建算子对几何参数可微，从而可以用梯度下降拟合位姿和标定参数；与之密切相关的是采集轨迹设计和视角选择。几何记录准确，也正是 FIPS 和核桃数据集等实测数据有价值的原因。
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入门推荐
如果你刚接触这个主题，可以先读这几篇；由维护者挑选。
- A Gradient-Based Approach to Fast and Accurate Head Motion Compensation in Cone-Beam CT (TMI, 2025 · code)
利用反投影算子的导数，对 CBCT 做基于梯度的头部运动补偿，附代码。 - Gradient-based geometry learning for fan-beam CT reconstruction (PMB, 2023)
通过可微重建，用梯度下降直接学习扇束采集几何。 - CT Reconstruction With PDF: Parameter-Dependent Framework for Data From Multiple Geometries and Dose Levels (TMI, 2021)
一个以几何和剂量参数为输入的重建网络，能在多种采集设置下使用。 - Artifact-resistant motion estimation with a patient-specific artifact model for motion-compensated cone-beam CT (Med Phys, 2013)
面向运动补偿 CBCT 的运动估计方法，对稀疏视角伪影具有鲁棒性。
论文
全部 28 篇，按时间倒序。
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数据集、基准与工具库
目录中任务或标签与本主题相符的条目。
- Walnut-CBCT (官方页面) · 数据集 — Projection only. 芬兰逆问题学会。真实采集的核桃锥束投影，提供多种角度采样——稀疏视角与有限角 CBCT 的标准测试床。
- Finnish Inverse Problems Society (FIPS) datasets (官方页面) · 数据集 — Projection only. 一批真实测量的正弦图（核桃、莲藕、苹果、胡萝卜、体模），采集几何记录详尽——检验重建算子最干净的公开来源。
- tomosipo · 工具库 — 以极低的负担描述二维/三维投影几何；封装 ASTRA 并与 PyTorch 打通。
- DBT-Reconstruction · 工具库 — 数字乳腺层析（DBT）的开源重建工具箱，覆盖 DBT 特有几何，并提供 FBP 与迭代求解器。
- Discorpy · 工具库 — 亚像素级的相机与透镜畸变标定；用于在重建前校正探测器/几何畸变。
- DIRECTT Reconstruction GUI · 工具库 — 基于 ASTRA 工具箱的 Python 图形界面，用于 X 射线 CT 数据重建，并内置 DIRECTT 算法。DIRECTT 面向的正是只有极少量投影、且扫描轨迹任意的情形，并把采集路径本身一并纳入反问题求解——多数基于算子的工具箱基本不涉及这个角度。由德国联邦材料研究与测试研究所（BAM）开发，发表于 Review of Scientific Instruments 2020；运行 Main.py 即可启动。虽属小众、星标很少，但明确处理轨迹问题的工具本就寥寥无几。
- CTrex · 工具库 — 面向研究的 GPU 迭代重建框架，把「投影—校正—反投影」整条流水线一路暴露到单个 CUDA 核，因此非理想采集效应可以直接写进算子本身，而不是事后作为校正外挂上去。几何以逐投影的齐次视图矩阵承载，使核函数与扫描路径解耦——圆轨、螺旋、偏移、传送带轨迹都支持，也覆盖运动与形变感知、事件型四维成像以及扩展视野等场景。主要针对非常规采集条件下的显微 CT。见 arXiv:2609.30166；论文未公布代码仓库，故本条暂指向预印本，待仓库公开后再改。
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