專利名稱：用于測量對象的方法
技術領域：
本發明涉及一種用于確定對象的結構和/或幾何形狀或用于借助測量系統、優選計算機斷層造影測量系統測量諸如工件的對象以及用于在使用具有像素的CT探測器的情況下校正用于CT重建的投影數據的方法。在對工件的CT測量中，該工件在旋轉軸上布置在發射X射線輻射的X射線源與接收該X射線輻射的X射線探測器之間。本發明還涉及一種用于借助測量系統、優選計算機斷層造影測量系統確定對象的結構和/或幾何形狀的裝置，該測量系統由至少一個輻射源、至少一個輻射探測器和至少一個旋轉軸組成。
背景技術：
將計算機斷層造影用于測量技術的目的只有在重建的斷層照片沒有通過不同的物理效應引起的偽影的情況下才能以高精度進行。這些物理效應是射線硬化、散射、還有衍射和折射效應等等。為了校正從這些物理效應產生的偽影，大多計算考慮在部件的透射長度或還有幾何形狀與利用探測器測量的衰減值之間的關系的特性曲線。EP1415179B1描述了一種方法，在該方法中從檢驗物的由完整的投影數據產生的有偽影的3D體素數據迭代地確定所述透射長度。所有在此確定的偽影都將以射線硬化校正的形式被考慮。在此，從探測器的所有像素的測量結果來確定唯一的特性曲線。替換地，在W02006/094493 (=EP06722577. 1)中建議了一種方法，在該方法中借助工件的CAD模型在測量對象相對于CT傳感器裝置的不同旋轉位置中確定透射長度。在此需要將CT測量系統中的工件針對CAD數據精確對準。但是在屬于現有技術的方法中沒有考慮到以下事實，即不僅僅是透射長度、而是還有工件尤其是在不同旋轉位置中的幾何形狀例如由于不同的散射輻射而引起不同的偽影。此外，通過借助針對探測器的所有像素的投影數據的唯一特性曲線所進行的校正未考慮以下事實，即通過各個像素的不同特性同樣觸發偽影。
發明內容
本發明的任務是改進開頭所述類型的方法，使得在CT測量中對偽影進行有效的校正。根據本發明，該任務基本上通過權利要求1的措施通過以下方式來解決，即為了校正所采用的CT探測器的各個像素或者像素組的測量值而使用不同的特性曲線。根據本發明， 考慮在對測量對象進行透射時用于確定衰減值所使用的探測器的單像素的不同測量技術特性。為此根據本發明確定多個特性曲線，這些特性曲線描述在被透射的部件長度與探測器上的衰減值之間的關系。除了透射長度之外，在這些特性曲線中附加地考慮工件的幾何形狀。根據本發明這是通過以下方式進行的，即所述特性曲線在測量對象的不同旋轉位置中與透射幾何形狀相匹配，也就是不僅僅考慮透射長度，而是還要考慮不同材料在透射方向上的順序。特性曲線對各個探測器像素的分配在引入CT測量系統中的工件處進行。為確定校正特性曲線而需要的對工件幾何形狀的確定例如可以迭代地從完整的投影數據或者在與CAD數據對準之后借助其來確定，這在現有技術中已經得以描述。
所述做法的優點在于考慮探測器的各個像素的不同測量技術特性，而還有對射線硬化和散射輻射、部件中的吸收以及衍射和折射效應的各種各樣的考慮。此外，該方法使得可以在測量對象垂直于透射方向橫向移動時(例如在螺旋斷層造影中)也夾帶各個特性曲線。在此考慮，在不同的橫向位置中通過不同的像素確定沿著透射方向的表征輻射吸收的線積分。通過散射輻射、吸收、衍射和折射效應引起的偽影例如可以通過以下方式來加以考慮，即所述特性曲線包含一個或多個考慮在當前透射方向上的特性幾何形狀(材料順序) 的參數。這例如可以是各個材料片段的加權平均透射長度或者其它由此形成的對比度比例。進一步的解析校正關系例如可以借助仿真來確定。尤其是規定，為了確定各個特性曲線，確定各個像素或像素組的不同測量技術特性和/或在計算機斷層造影成像時的偽影。各個像素或像素組的測量技術特性是所接收的射線功率和所輸出的傳感器信號之間的關系。該關系對各個像素或像素組來說可以基于不同的偏移值、也就是在缺乏照射時的傳感器信號、和/或不同的靈敏度而變化。在此，在所述特性曲線中可以按照以下方式考慮通過偽影造成的影響，即在CT測量期間為了拍攝不同投影數據在不同旋轉位置中確定分配給各個像素或像素組的透射長度和/或工件的幾何形狀。通過偽影造成的影響在特性曲線中這樣被考慮，使得不僅向所測量的每個射線強度I分配唯一的透射長度L，而且根據首先粗略已知的透射長度和/或工件的幾何形狀存放校正，該校正使得可以從所測量的強度來確定正確的透射長度。該存放可以按照解析描述或查找表的形式進行。尤其是規定，借助幾乎完整存在的投影數據和/或借助CAD模型在不同的旋轉位置中確定透射長度和/或工件的幾何形狀。在改進方案中本發明規定，借助在無已知特性(尤其是幾何形狀)的測量對象的情況下以及在有已知特性(尤其是幾何形狀)的測量對象的情況下對透射圖像的確定來確定所述各個像素或像素組的不同測量技術特性、尤其是靈敏度和偏移。此外規定，為了校正偽影從事先確定的透射長度和/或在相應的透射方向上存在的特性幾何形狀來推導出一個或多個在特性曲線中考慮的參數。在特性曲線中考慮的參數用于與在相應透射方向上的當前的特性幾何形狀相匹配。由此應當考慮到，給定的工件在不同的旋轉位置中具有不同大小的透射方向，并且因此為校正偽影而強加的對特性曲線的影響不同強度地進行。可以通過以下方式從所述特性幾何形狀推導出參數，即從幾何形狀和/或材料順序針對每種材料類型和布置檢測透射線段(Strecken)，并由此推斷出諸如散射輻射偽影和射線硬化偽影的偽影構成。在此，前述的參數也可以一起考慮材料順序。如果在不同的材料之間頻繁轉換，則尤其是增多地出現散射輻射。還存在通過以下方式從特性幾何形狀推導出所述參數的可能性，即從幾何形狀和 /或材料順序例如借助仿真確定各個材料片段的加權的平均透射長度或者以其它方式解析形成的對比度比例(KontrastverMltnis)，并由此推斷出諸如散射輻射偽影和射線硬化偽影的偽影的構成。為了解析地檢測按順序的材料的數量，例如可以確定沿著透射方向的對比度。該對比度應當檢測材料改變的次數。如果材料改變的頻繁度涉及總的來說存在的透射長度， 則可以確定對在透射的長度末端處的所測量的射線強度的影響強度的推斷。尤其是，散射輻射例如分布在較大的寬度上，并且透射長度越大，對被附加地施加散射輻射的像素來說引起越小的強度改變。根據改進方案規定，根據工件的旋轉位置和/或位置確定和使用不同的校正特性曲線。還存在以下可能性，即通過對工件的對準在工件的相應旋轉位置或位置中為各個探測器像素和/或像素組選擇并分配相應的特性曲線。尤其是規定，通過以下方式在所述特性曲線中考慮通過偽影造成的影響，即借助工件在至少一個旋轉位置和/或位置中的至少一個透射圖像為所采用的CT探測器的各個像素或像素組確定共同的或不同的校正值。通過將從探測器的各個像素的所測量的各個強度(透射圖像)所確定的透射長度與可從實際存在的幾何形狀推導出的實際存在的透射長度進行比較，可以為各個像素確定校正值，也就是校正長度。尤其是對于相鄰像素來說，這些校正長度也許可能是相同的。如果在測量對象的其它旋轉位置中出現與相同材料順序關聯的相同的透射長度， 則可以部分地采用針對于是涉及的像素的校正值，但是必須考慮于是涉及的像素的可能偏離的物理或測量技術特性。在此，為了確定所述校正可以使用CT探測器的像素的測量值，所述測量值絕大部分地受到X射線源的發出的X射線輻射的部分的影響，所述部分不在直接的穿過工件的直線路徑上行進。通過測量不通過工件衰減的測量射線的強度，例如基于X射線管的功率波動來檢測該測量射線的強度的變化并且用作針對所有探測器像素的校正，例如增益校正。對以下像素(所述像素的測量值被用于確定所述校正)的選擇通過以下方式進行， 即將工件的至少一個透射圖像與在無工件的情況下的至少一個透射圖像進行比較，并且借助該比較選擇所述像素的全部或一部分，其在有測量對象的透射圖像中具有比在無測量對象的透射圖像中更高的測量強度，或者在有工件的透射圖像內通過以下方式選擇像素，所述像素的測量值被用于所述校正，即至少一個僅受到X射線源的發出的X射線輻射的未穿過工件行進的部分影響的像素與至少一個具有更高測量強度的像素相比較。在此存在以下可能性，即借助所選擇的像素確定的校正值被同樣地應用于所有其像素的特性曲線，所述像素接收在從X射線源穿過工件的直接路徑上行進的X射線輻射，或者所述校正根據分配給各個像素或像素組的透射長度和/或工件的幾何形狀和/或材料順序在不同的旋轉位置和/或位置中進行。前述的比較用于確定對一定區域有效的散射輻射的強度。該有效區域是探測器上的包含以下像素的區域，所述像素接收在穿過測量對象的直接路徑上行進的輻射。對于所有這些像素而言，假定相同大小的散射輻射疊加，由此該散射輻射疊加對于所有這些像素都同樣地得到校正。如果在該有效區域內存在不同的透射長度或材料順序，則前述的和所確定的校正還可以被相應地匹配。
在改進方案中規定，用于確定所述校正所使用的像素的測量值在位于X射線源與 X射線探測器之間的工件的一個或多個不同位置中，尤其是在不同的放大設定中被確定和 /或組合，并且在不同的放大設定下被應用，例如通過采用內插方法。內插方法的采用使得可以校正針對放大的特性曲線，其中測量強度和透射長度之間的關系以及材料順序不根據特性曲線的校正被確定。為此使用來自相鄰放大設定的校正，尤其是來自較小和較高的放大設定的校正。替換地或補充地，用于確定所述校正所使用的像素的測量值可以在位于X射線源與X射線探測器之間的工件的一個或多個不同位置中以及在X射線源相對于X射線探測器的多個不同位置中，尤其是在相同的放大設定、但在從X射線源發出的輻射的穿過測量對象的不同錐形射線角度時被確定和/或組合，并且在一個或不同的放大設定下被應用，例如通過采用內插方法。與上面所解釋的類似地，對于不同的錐形射線角度來說也許出現不同的必要的校正。通過在限定的錐形射線角度下確定這些校正，可以在采用內插方法的情況下將這些校正也擴展到位于該限定的錐形射線角度之間的錐形射線角度。還存在以下可能性，即通過由多個子透射圖像組成透射圖像，其中這些子透射圖像例如通過使用光闌(Blende)而分別僅透射工件的一部分，明顯減少偽影、尤其是散射輻射偽影的構成，并且通過與完整拍攝的透射圖像相比較，確定針對探測器的不同像素的至少一部分的校正值，所述校正值必要時在圍繞入射區域的、在所組成的子透射圖像中缺乏的區域之間和/或上被內插和/或外推。通過采用光闌明顯減小用于透射工件所使用的輻射的錐形射線角度。由此明顯降低偽影、尤其是散射輻射的影響。但是隨之出現測量場的減少。盡管如此，為了測量整個測量對象，有必要將各個子圖像組成總透射圖像。在此，不必強制地在各個子測量中覆蓋工件的整個區域。通過將子透射圖像中的相同區域與總透射圖像進行比較，可以確定偽影、尤其是散射輻射的改變了的影響。該行動可以對非強制直接毗鄰的不同子透射圖像重復。通過內插這些子透射圖像的校正值，還可以通過內插確定針對位于這些子透射圖像之間的區域的校正。同樣可能的是，通過外推確定針對位于子透射圖像之外的區域的校正值。本發明的改進方案規定，根據工件的旋轉位置和/或工件的位置確定和使用不同的校正特性曲線，其中工件在X射線源與X射線探測器之間的位置可以在X射線輻射的主射線軸方向上和/或與該主射線軸成直角的方向上變化，以使柵格方法成為可能。如果在測量體積內的不同的工件位置中進行斷層造影，則現在在其它像素上對測量對象的確定區域成像。為了在校正時考慮該像素的也許不同的測量技術特性，可以將針對原始像素確定的特性曲線偽影校正轉用于現在涉及的像素，并與校正偏離的測量技術特性的校正疊加。對各個探測器像素和/或像素組的相應特性曲線的選擇和分配可以在工件的相應旋轉位置或位置中通過對工件的對準來進行。還存在以下可能性，即根據穿透測量對象的輻射的所使用的頻譜，優選通過使用X 射線管的不同加速電壓和/或通過采用預濾器來確定和使用不同的校正特性曲線。在使用穿透測量對象的輻射的不同頻譜的情況下，偽影、尤其是射線硬化以及散射輻射表現得不同。因此必須存儲不同的校正特性曲線。根據另一建議規定，當在工件的不同旋轉位置和/或位置中拍攝不同的透射圖像期間或者在拍攝了完整的透射圖像組之后校正輻射探測器的各個像素或像素組的特性曲線。尤其是規定，針對是坐標測量設備的一部分的CT測量系統來進行CT重建。以高精度將計算機斷層造影用于測量技術目的的另一個前提是，用于重建的、在工件的不同旋轉位置中的透射圖像可以明確地在空間中相互分配。但是這強制地由于在測量對象旋轉時的擺動移動或者在X射線管(尤其是X射線管的焦斑(Brermfleck))與X射線探測器之間的移位而變得困難。兩種影響大小都可以通過各個組件的特別穩定的熱結構以及機械結構來減小。此外，為測量對象的旋轉采用高度精確的旋轉軸，或確定和校正所出現的擺動移動。此外通過X射線管的加溫而出現的、X射線管的焦斑漂移移動被瞬時減少，其中必須等待相應的加熱以及由此等待CT設備的啟動(Einlaufen)。此外公知這樣的方法， 在這些方法中固定布置的附加的測量體被置入X射線光路中，借助該測量體在CT探測器上的成像可以校正所述焦斑的漂移。本發明的另一方面所基于的任務是，改進開頭所述類型的方法，使得以較小的測量技術耗費以及原則上在不使用校準體的情況下可以校正投影數據。 為了解決該任務，本發明基本上規定，在測量流程期間出現的在X射線源與X射線探測器之間的相對移動通過事先獲得的信息而得到校正。在此尤其是建議，作為事先信息在相對于X射線源和/或X射線探測器的不同旋轉位置和/或不同位置中拍攝待測量工件的一個透射圖像或者待測量工件的多個透射圖像。根據本發明，借助數量明顯小于直接在相同測量對象處的用于測量所使用的透射圖像的事先拍攝的透射圖像來進行校正。建議一種用于校正在CT測量期間出現的、在X射線源或X射線源的焦斑與X射線探測器或工件之間的移位的方法。為此首先拍攝工件或諸如各個特征的工件部分的一個或多個事先透射圖像。為了將在事先拍攝時的漂移現象最小化，在少量的不同旋轉位置中拍攝僅幾個少量的透射圖像。通過在事先拍攝的透射圖像或透射圖像的部分與在測量期間拍攝的透射圖像或透射圖像的部分之間進行比較，例如可以借助相關方法識別和校正位移或定標偏差(Skalierungsabweichung)。這例如可以通過重采樣方法或通過X射線源相對于 X射線探測器和/或工件的定位來進行。借助內插方法從工件的相鄰旋轉位置的事先拍攝的透射圖像來校正用于測量所使用的透射圖像，對于所述透射圖像不存在事先透射圖像。所描述的做法的優點在于省去了用于確定焦斑漂移的要固定安置的附加透射體， 因為所述漂移體在測量期間也遭受漂移現象并且此外可能限制CT設備的測量區域。由于小數量的用于校正在本來測量時確定的透射圖像的要事先拍攝的透射圖像，在事先拍攝時出現非常小的測量時間，由此使焦斑的漂移現象最小化。與其中在大約100-1600個之間的透射圖像分布在全圓或半圓上的本來測量相比，僅以必要時還非均勻分布的、大約5°至 20°的步拍攝事先透射圖像。同樣，還可以借助單個透射圖像通過以下方式產生對漂移的校正，即例如在測量期間在開始和結束時以及在每一個其它任意時刻在該位置中重復地確定透射圖像。
因此尤其是規定，事先拍攝的透射圖像的數量(典型地20至70)明顯小于用于測量所需要的透射圖像的數量(典型地100至1600)。在本發明的擴展方案中規定，借助所述事先拍攝的透射圖像通過以下方式進行校正，即在測量流程期間的一個或多個任意可選擇的時刻在確定事先拍攝的旋轉位置和位置中重新測量待測量的工件。本發明的特征還在于，通過例如借助相關方法與事先拍攝的透射圖像進行比較， 為各個用于測量所使用的透射圖像確定校正數據，并且優選通過重采樣方法確定各個用于測量所使用的透射圖像、所述透射圖像的部分或者所述透射圖像內的一個或多個特征的基于該比較的位移和/或定標。還存在以下可能性，即通過以下方式來校正透射圖像(對于所述透射圖像在工件的相同旋轉位置中不存在事先透射圖像)，即使用來自在相鄰的旋轉位置中拍攝的事先透射圖像的信息，優選通過采用內插方法。在本發明的擴展方案中建議，基于事先確定的透射圖像與用于測量所使用的透射圖像的比較的位移和/或定標被用于通過定位校正在測量進程期間位于X射線源和/或X 射線探測器和/或工件之間的相對位置。尤其是規定，將校正方法用于是坐標測量設備的一部分的CT測量系統。該坐標測量設備尤其是多傳感器坐標測量設備。如已經提到的，在為X射線斷層造影拍攝透射圖像時由于諸如散射輻射或射線硬化的不同效應而產生所拍攝的信號的失真。這尤其是在將X射線斷層造影用于測量技術目的時導致超過容許范圍的測量偏差。為了校正這樣的偏差，從部分已經提到過的文獻已知不同的方法。在EP-A-I 415 179中描述了一種用于迭代地校正相應的誤差影響(也稱為偽影) 的方法。從而首先從仍失真的透射圖像產生第一粗略重建。由此計算出長度，利用所述長度執行所述透射圖像的特性曲線校正。接著對測量結果進行精確的重建。W0-A-2006/094493的主題是一種方法，在該方法中附加地考慮諸如CAD數據的標稱數據用于確定射線硬化偽影。^^W^fei Michael Maisl ^ 1992 ^^i^^I"Entwicklung und Aufbau eines hochauf losenden Rontgencomputertomografie-Systems fiir die fferkstiickpriifung" φ 得以描述。還公知這樣的方法，根據這些方法在相同的工件處利用其它傳感器執行附加的測量。在所述測量的基礎上可以對借助透射圖像的拍攝以及隨后的重建而產生的測量點幾何地在其位置方面予以校正。示例性地可以參照EP-A-I 749 190和W0-A-2008/128978A2。在最先提到的兩種方法中缺點在于，在確定校正值時不考慮可還原的測量結果。 由此強烈限制了可達到的精度。最后提到的方法的缺點在于，必須附加地至少在模板工件的情況下單獨地測量對稍后分析所需要的所有面。由此產生顯著的測量耗費，該測量耗費出于經濟上的原因而將應用僅限于若干要以高精度測量的特征。本發明的另一任務是，一方面避免上述方法的缺點，另一方面獲得對所達到的重建結果的精度的顯著改善。根據本發明，所述任務基本上通過以下方式解決，即對透射圖像進行校正，使得所述透射圖像經受特性曲線校正，其中考慮通過在相同工件處的校準測量而獲得的經過校準的長度。在此尤其是規定，借助坐標測量設備執行為校準經過校準的長度而進行的測量。按照優選的方式，通過多傳感器坐標測量設備執行為確定經過校準的長度而進行的測量，在該多傳感器坐標測量設備中集成了用于X射線計算機斷層造影的傳感器裝置。尤其是規定，為了確定校正特性曲線僅校準若干通過X射線斷層造影分析的透射長度、典型地10至大約100個透射長度。本發明的特別突出的擴展方案規定，為了確定校正特性曲線而分析的透射長度盡可能均勻地從0直至相應工件的最大出現的透射長度分布。在此，在工件在計算機斷層造影光路中的不同旋轉位置中確定為了確定校正特性曲線而分析的透射長度。本發明特有地建議，所述特性曲線校正通過在表示透射長度與所測量的射線強度之間關系的特性曲線和分配給所測量的射線強度的、借助校準測量確定的透射長度之間的比較來確定。本發明的特征尤其還在于，對所述校正特性曲線的確定通過在經過校準的值之間內插透射長度和所屬的透射值，和/或通過在經過校準的值上方和/或下方進行外推來進行。在此，作為內插方法可以優選采用樣條內插、多邊形內插或者利用具有解析描述的函數的內插。按照優選的方式，借助解析函數和/或離散值表(查找表)來進行對特性曲線校正的存放。本發明特有地(eigenerfinderisch)規定，通過優選光學或觸覺地測量侵入輻射 (射線)的一部分在工件上的入射點和出射點，和/或通過借助于在穿過工件表面的相應沖破點的區域中的優選光學或觸覺地測量的補償元件(優選平面或圓柱體)的數學邏輯連接來確定所述入射點和出射點，來確定經過校準的長度。尤其是，應該借助所測量的調節幾何元件和/或通過調整(Einpassimg)工件的部分和/或整個工件來對工件進行對準。對本發明所基于的任務的解決方案可以基本上通過以下方式達到，即通過利用坐標測量設備或者集成在具有計算機斷層造影的坐標測量設備中的附加傳感器的附加測量來準確地在要測量的工件處測量各個典型的長度。所述各個不同的“由此經過校準的”長度與在采用計算機斷層造影的情況下出現的透射長度(在X射線源與傳感器元件之間的連接線上)相應。由相應的2D透射圖像和對所有透射長度的第一粗略重建，可以借助經過校準的透射長度產生用于校正所述2D透射圖像的特性曲線，這些特性曲線描述從所述2D透射圖像的傳感器信號確定的衰減值(例如以灰度值的形式)與被透射的部件長度之間的關系。 該特性曲線計算的精度通過所選擇的透射長度的校準測量精度限定。對相應透射長度的校準原則上可以通過兩種途徑進行。一方面可以光學或觸覺地直接觸及相應射線在工件處的想到的入射點和出射點。替換地，同樣可以設想，在穿過工件表面的相應沖破點的區域中測量補償元件，例如平面或圓柱體，并由此通過數學邏輯連接(Verknilpfimg)確定所述沖破點。
為了既在重建的體積中又在對工件的例如光學或觸覺的反測量時準確找到相應的點，有意義的是預先執行數學工件對準。該工件對準可以替換地通過對所測量的調節幾何元件的對準或者通過調整工件的部分或調整整個工件來進行。在執行該方法時，有意義的是使用合適數量的例如10-100個透射長度，其中長度盡可能均勻地分布在0與最大長度之間。為此同樣有意義的是，從工件在計算機斷層造影光路中的不同旋轉位置來確定相應的測量。然后通過在經過校準的值之間內插相應的長度和所屬透射值來確定用于校正透射圖像的特性曲線。作為內插方法可以進行不同的公知方法，如樣條內插、多邊形內插或者利用具有解析描述的函數的內插。為了在使用計算機斷層造影傳感器的情況下借助測量設備來執行對部件的維度測量，需要對X射線源和所采用的X射線探測器以及用于旋轉所述部件的旋轉軸進行各種各樣的設定。這尤其是涉及X射線管的電流和加速電壓，每個透射圖像的曝光時間，在多個透射圖像上的圖像平均的數量，在X射線探測器的相鄰像素上的平均(Mittelimg)的數量 (像素組合(Binning))，所選擇的放大(工件在X射線源與X射線探測器之間的位置)以及所述工件的旋轉位置的數量(在所述旋轉位置中拍攝所述透射圖像)。根據最大透射長度和部件的幾何形狀以及要達到的體素分辨率和精度，必須耗費地手動設定這些參數。在此，尤其是必須注意，在所述旋轉位置中的任何一個上X射線探測器上的像素都未被過輻射或者顯得太暗。此外可以通過以下方式實現最佳的結果，即探測器圖像的對比度盡可能地高，該對比度也就是用于分析所使用的最亮和最暗像素之間的灰度值差。因此本發明所基于的任務還在于，選擇對計算機斷層造影(CT)所需要的參數，使得在探測器上達到諸如反差明顯的盡可能質量高的成像，尤其是與待測量工件的旋轉位置無關的，也就是在單獨的旋轉位置中。為了解決該任務，本發明尤其是規定，借助事先拍攝的透射圖像來選擇用于計算機斷層造影的參數。在此本發明特有地規定，從事先透射圖像通過數學方法或通過參數的變化來確定用于計算機斷層造影要使用的參數。本發明特有的內容通過以下方式得出，即以固定設定的方式和/或通過操作者和 /或借助至少一個透射圖像確定對要變化的參數和/或變化范圍的選擇。按照要突出的方式規定，作為用于計算機斷層造影的參數，選擇X射線源的電流和/或加速電壓，和/或在探測器上的曝光時間，和/或每個透射圖像的平均的數量，和/ 或在探測器像素上的平均的數量(像素組合)，和/或測量對象在X射線源與X射線探測器之間的旋轉位置的數量，和/或對象在X射線源與X射線探測器之間的位置(放大)。以下建議也具有表征性的印記，即一直自動改變所述參數中的至少一個，直到輸出參量采取最大值，和/或超過或未超過預定義的值，該輸出參量優選是透射圖像中的對 t匕貞。此外要突出的是，對比度的有效值對每個透射圖像和/或關于所有透射圖像來說相應于整個透射圖像的至少一部分的最亮與最暗像素的灰度值之間的差，而最暗的探測器像素具有大于預定義最小值的灰度值，最亮的像素具有小于預定義最大值的灰度值。與此無關地尤其是規定，本發明的教導在利用坐標測量設備的測量時實現，也就是說計算機斷層造影測量系統是坐標測量設備的部分。
根據本發明規定，借助在不同的旋轉位置中事先拍攝的少量透射圖像以及在改變一個或多個參數的情況下達到諸如圖像對比度的調節參量的最佳值，以便首先將這些參數之一然后用于計算機斷層造影(CT)，其中所述參數例如是X射線管的電流和/或加速電壓， 和/或探測器上的曝光時間以及從而圖像亮度，和/或圖像平均的數量以及要匯總的像素的數量(像素組合)，和/或旋轉步的放大和數量。根據本發明，建議一種用于自動確定計算機斷層造影的至少一個參數的方法，其中借助事先拍攝的透射圖像選擇用于計算機斷層造影的一個或多個參數。本發明的優點在于，可以自動進行最佳CT參數的匹配，并因此一方面可以縮短CT 的準備時間，另一方面減少操作者的錯誤決定。尤其是本發明規定，當探測器上最亮和最暗像素的灰度值之差盡可能大時，達到最大對比度，其中同時最暗像素的灰度值大于最小值，和最亮像素的灰度值小于最大值。為此要拍攝的透射圖像應當在本發明的實施方式中明顯少于用于本來測量的透射圖像的數量。事先拍攝的旋轉位置必須這樣來選擇，使得部件的最小和最大透射長度被包含。由此保證最亮像素不過輻射，而最暗像素不顯得太暗。在迄今公知的測量系統中，優選在使用旋轉軸情況下的計算機斷層造影測量系統中，需要將諸如旋轉對稱工件的工件在中心放置在物理旋轉軸上，以達到高精度的測量結果。此外，在計算機斷層造影成像的情況下，必須保證軸(所述工件圍繞該軸旋轉)在所有旋轉位置中都保持關于探測器中心地(mittig)布置，以能夠實現重建。為了將測量對象中心地對旋轉軸對準，需要花費時間的調準。用于將工件調準到旋轉軸中心中的相應裝置作為哥廷根Mahr公司的“Primar”序列的測量設備已經公知。此外在旋轉時出現的工件的側向移動尤其是在零件非常小時導致該工件不在所有旋轉位置中完整地被成像在探測器上，該非常小的零件優選地以斷層造影或光學高度放大地被測量。但是這是可分析的測量的前提。同樣，在生產線中的使用(例如與自動裝配關聯地)要求快速的設立時間和調準時間。此外，迄今公知的用于計算機斷層造影測量的方法的缺點是，具有明顯不同的維度的零件不能在所有旋轉位置中用相同的射線能量足夠反差明顯地被成像。其原因是不同出現的透射長度以及與此關聯的測量輻射衰減。到達探測器的輻射僅在行探測器或面探測器的全部區域(像素)都包含超過最小值和低于最大值的強度時才提供可分析的信息。為了用相同的射線能量在所有旋轉位置的透射圖像中獲得這種所謂的可分析的對比度，不允許沿著在工件的最小和第二大維度中的透射長度的射線衰減差異超過確定的值。只要測量體積允許這一點，最大工件維度有利地大多垂直于透射方向布置。在兩個維度中非常延長而在第三維度中非常短的工件當前只能借助利用不同射線能量的至少兩個測量來測量。為此在從0°到360°的所有旋轉位置中利用至少兩個不同的射線能量分別執行完整的測量。接著對每個旋轉位置都從單個測量的至少兩個透射圖像中計算透射圖像。該數據融合包含每個旋轉位置的分別息息相關的透射圖像的匹配。這些圖像當然包含過輻射的區域或太暗的區域，也就是沒有可分析的對比度的區域。相應的不允許被用于分析并且通過來自該旋轉位置的其它透射圖像中的分別至少一個的信息來代替。為了保證所述圖像的強度的絕對基準(Bezug)，事先優選借助透射圖像的在所有圖像中同時未被過輻射又不太暗的區域的強度將所屬圖像匹配或標準化到相同的強度水平。這例如通過所謂的“降尺度(Downscaling)”、“升尺度(Upscaling)”或通過平均而成為可能并且與本發明的方法相關聯地同樣是本發明的組成部分。為了共同地分析在相同工件的不同點處進行的計算機斷層造影測量的測量值，對現有技術而言迄今僅公知以下方法，其中測量以相同的放大并由此幾乎相同的像素或體素柵格被放置在一起(aneinandersetzen)。相應的做法在W0-A-2005/119174中得以描述。測量數據的相互排列在此在考慮測量對象、輻射源和探測器之間的相對位置的情況下進行， 所述測量對象、輻射源和探測器將優選通過坐標測量設備的精確移動軸活動(verfahren)， 或者通過拼接(Stitching)方法。但由此沒有解決對從具有不同放大的測量中確定的測量數據的共同分析。在此，尤其是必須考慮偏離的像素或體素柵格。如果也由于為此所需要的較小的放大和從而分辨率而具有較小的精度的話，對來自不同放大的測量值的共同分析是必要的，以便例如非常精確地確定高度放大的工件的小細節，但盡管如此可以確定該細節在總體積中的位置。在此未解決的尤其是，測量對象的部分在高度放大的斷層造影測量時在至少若干少量的旋轉位置中垂直于旋轉軸地離開測量體積。垂直于旋轉軸地未成像在探測器上的所述部分的所缺乏的透射值阻止對工件的體積數據的重建。與此不同地，從現有技術僅得出以下方法，其中工件的未成像的部分僅位于旋轉軸方向上。因此本發明所基于的任務還在于，避免現有技術的缺點，并且原則上在避免耗費的校正方法的情況下能夠以高精度測量不同尺寸的工件，尤其是避免工件對準的問題。本發明通過以下方式解決該任務，尤其是工件對準的問題，即測量結果，尤其是利用圖像處理傳感器進行的拍攝或在工件的不同旋轉位置中確定的透射圖像，通過組合平移的和旋轉的移動被直接精確組合，而無需先前將工件與物理旋轉軸對準。在此的基本思想是，使測量對象圍繞虛擬的旋轉軸旋轉，該虛擬的旋轉軸不必強制地與所述物理旋轉軸重合，并且所述物理旋轉軸在一個或兩個軸中移動以及必要時在該物理旋轉軸旋轉期間探測器在至少一個軸中移動。通過工件圍繞虛擬旋轉軸(優選工件的對稱軸)旋轉實現，該工件與當前旋轉位置無關地總是在接近探測器的相同位置處成像。工件相對于探測器的側向移動通過下面兩種可能性來避免。第一種可能性包含的是，探測器保持不動，但是測量對象圍繞相對于探測器固定的旋轉軸轉動。這尤其是即使在所述工件不是中心地布置在所述物理旋轉軸上時也是可能的。這是通過以下方式實現的，即所述工件被固定布置于上的所述物理旋轉軸在兩個方向上分別被定位，使得該工件圍繞空間固定的虛擬旋轉軸轉動。在此，所述物理旋轉軸在其旋轉期間在圍繞虛擬旋轉軸的圓形軌道上移動，但是僅附加地通過兩個平移移動。所述平移移動例如可以通過具有兩個平移自由度的十字工作臺(Kreuztisch)來進行。第二種可能性包含的是，結合旋轉軸的至少一個平移移動來有針對性地跟蹤探測器。對現在在所述物理旋轉軸旋轉期間在一個方向上移動的虛擬旋轉軸來說，在所述一個方向上跟蹤該探測器。該方向垂直于所述物理旋轉軸并且垂直于探測器平面的法線。但是所述虛擬旋轉軸固定在探測器平面的法線方向上，即使所述測量對象沒有中心地布置在所述物理旋轉軸上。這是通過以下方式實現的，即相應地在探測器平面的法線方向上跟蹤所述物理旋轉軸。在此，該物理旋轉軸執行線性移動，以便將虛擬旋轉軸和探測器平面之間在探測器平面的法線方向上的距離保持恒定。所述虛擬旋轉軸和所述探測器在成像射線中的側向移動導致所述工件的相同區域現在以改變了的成像射線角度成像。在此出現的測量偏差可以通過數學方法以及必要時探測器圍繞平行于旋轉軸的方向傾斜來得到校正。相應的方法已經在DE-A-10 2008 044 437中描述。應用該校正的前提是，旋轉中點偏移和放大、 也就是成像射線的位置、旋轉軸和探測器都相互已知。EP05750966. 3描述了用于確定所需要的方法。為了滿足以下條件，即所述工件旋轉所圍繞的軸，也即所述虛擬旋轉軸在所有旋轉位置中都關于探測器中心地布置的軸，在第一步驟中在將工件布置在所述物理旋轉軸上之后借助至少一個平移移動來使所述物理旋轉軸推移，使得所述虛擬旋轉軸中心地與探測器對準。相應的對準(例如具有翻轉測量(Umschlagsmessung))可以從現有技術中得知，例如EP05750966. 3。優選地，如果使用坐標測量設備的高度精確軸、優選CNC軸，該對準可以是快速和精確的。為了控制由平移移動和旋轉移動構成的組合而采用控制計算機。為此，該控制計算機必須已知虛擬旋轉軸與物理旋轉軸之間的相對位置。該位置或者從已經描述的用于對準工件的方法已知，或者通過以下方式確定，即對事先在物理旋轉軸的不同旋轉位置中拍攝的檢查測量(優選透射圖像)進行分析。為此所需的方法由DE-A-10 2008 044 437和EP 05750966. 3描述。這些方法同樣可以在本來測量期間、在不同旋轉位置中的測量之間進行。 如果在所述設備中存在其它傳感器，則這些其它傳感器可以事先或者在測量期間被用于確定虛擬旋轉軸與物理旋轉軸之間的相對位置。優選僅在達到圍繞所述虛擬旋轉軸的事先預定義的角度時才拍攝用于本來測量的透射圖像。由此能夠實現恒定的角度柵格以及對測量體積的常規重建。所采用的控制計算機為此識別出，何時借助由平移移動和旋轉移動構成的組合來達到相應的旋轉位置和橫向位置。作為工件優選采用旋轉對稱的零件和/或工具和/或可斷層造影的零件。在本發明的另一方面中，簡化對具有明顯不同維度的零件的測量，這些零件不能在所有旋轉位置用相同的射線能量足夠反差明顯地成像。為此需要比現有技術中少的測量，因為不是對每個旋轉位置都需要利用每一射線能量拍攝。根據本發明，將射線能量和/或所使用的波長范圍(優選管加速電壓、管電流)和/ 或限制波長的濾波器與分別存在的幾何形狀(優選透射長度)和/或所存在的材料(優選材料密度)相匹配。由此不是對每個旋轉位置都存在具有所有射線能量的圖像。更快速的測量是通過以下方式產生的，即優選對在每個旋轉位置中利用例如兩個射線能量的測量僅拍攝具有一個或另一個射線能量的圖像。對于稍后的數據融合，也許需要至少對若干旋轉位置利用多于一個的射線能量拍攝圖像。借助事先拍攝的少量透射圖像和/或借助在本來測量期間在先前的旋轉位置的一個或多個中所拍攝的圖像和/或借助事先已知的幾何形狀數據和/或材料數據，優選從工件的CAD模型來選擇要用于每個旋轉位置的射線能量。利用事先拍攝，可以在少量的旋轉位置中通過改變諸如射線能量的拍攝參數優選自動確定具有適當的射線能量的數據組。 對于缺乏的旋轉位置對射線能量進行內插。這是可能的，因為不能預期從旋轉位置到旋轉位置的透射長度或材料的跳躍式改變。因此，同樣還可以從本來測量流程的先前一個或先前多個的旋轉位置的描述射線能量的參數中，優選通過平均或外推來確定用于當前旋轉位置的參數。然后通過持續的或者只有在多個旋轉位置之后才進行的對所拍攝的透射圖像的圖像參數的監視，優選通過分析對最大強度的超過以及對最小強度的未超過，匹配用于分別當前旋轉位置的射線能量。此外或替換地，可以將事先提供的關于幾何形狀的信息，以及由此在針對各個旋轉位置的配準(Registrierimg)之后提供的透射長度和/或工件的材料用于確定針對每個或各個旋轉位置的要使用的射線能量。中間值又可以被內插。可以借助對成像的仿真，優選通過對射線衰減、散射和/或探測器靈敏度的仿真從工件數據中確定針對相應的旋轉位置的所需要的射線能量，以便透射圖像包含可分析的對比度。為了能夠實現已經屬于現有技術的、將利用不同射線能量拍攝的所屬圖像匹配或標準化到相同的強度水平，可以通過內插虛擬地產生具有以下射線能量的透射圖像，其中未利用這些射線能量進行過測量。作為其基礎，優選使用相同射線能量的在相鄰旋轉位置中確定的透射圖像。此外，可以通過比較所使用的輻射參數來進行所述匹配。為此，借助相同旋轉位置但不同射線能量的所選擇的息息相關的圖像對來確定變換方程，這些變換方程優選用于類似射線能量的圖像和/或類似的在探測器上存在的強度分布的圖像。用于其它射線能量或強度分布的缺乏的變換方程又被內插。本發明通過對不同測量的經過重建的體積數據進行合并和/或重采樣，解決對計算機斷層造影測量的測量值的共同分析，所述測量在不同的位置處和/或利用不同的放大和從而像素或體素柵格被拍攝。在此，各個測量可以在空間上疊加，其中加權地對重疊區域中的重建值(優選灰度值)進行平均。該加權例如根據與重疊邊界的距離進行。重采樣到單位三維柵格是必要的，以便可以隨后將體積濾波器應用于整個組合的測量數據組。如果高度放大地確定工件的細節，則也許將工件的部分在若干旋轉位置中不成像到探測器上。如果這些未成像的部分在側向在垂直于物理旋轉軸和/或虛擬旋轉軸的方向上位于測量區域之外，則從具有較小放大的至少一個測量的測量值(優選分別相同旋轉角度的透射圖像)中計算出在透射圖像中缺乏的區域，其中在該至少一次測量時工件的相應部分被成像在探測器上。相應透射值的計算優選地利用重采樣方法和/或內插方法和/或外推方法進行。共同分析體積數據(尤其是灰度值)的多個數據組的前提是在空間中的精確的可分配性。因此，利用精確的坐標測量設備軸來移動用于改變工件的測量片段以及用于改變放大的組件，即承載工件的旋轉軸、X射線源和探測器。由此與拼接方法不同，不必強制地存在重疊區域。在對體積數據進行重采樣時，首先在空間中相應于不同數據組的拍攝位置來布置所述不同的數據組。為此，對每個灰度值都存在X，y和Z位置。接著對所有數據組確定固定的χ、ι、ζ柵格，對該柵格內插所屬的灰度值。由此產生單位可表示和可分析的數據組。 通過這樣才可以確定高分辨的特征之間的間距以及應用基于體積的濾波器。優選地，在坐標測量設備中采用所述一種或多種方法和/或在坐標測量設備中集成所述裝置。因此，此外通過一種用于借助測量系統、優選計算機斷層造影測量系統來確定諸如工件的對象的結構和/或幾何形狀的方法，該測量系統包括至少一個輻射源、至少一個輻射探測器和至少一個旋轉軸，本發明的特征在于，組合來自工件的不同旋轉位置的照片、 優選透射圖像，對于所述旋轉位置_借助由工件與探測器之間的旋轉和平移的相對移動構成的組合將所述工件圍繞不同于物理旋轉軸的旋轉軸旋轉，和/或 -使用不同的輻射能量，和/或
“測量對象、輻射源和/或探測器采取相對于彼此的多個位置。在此尤其是規定，借助由旋轉移動和平移移動構成的組合將所述工件圍繞不同于物理旋轉軸的旋轉軸旋轉，其中該物理旋轉軸相對于探測器和/或輻射源不是位置固定的，其方式是，所述物理旋轉軸在至少一個平移方向上被移動和/或探測器在至少一個平移方向上和/或至少一個旋轉方向上被移動，或者借助由旋轉移動和平移移動構成的組合將所述工件圍繞不同于物理旋轉軸的旋轉軸旋轉，其方式是，所述探測器固定而所述物理旋轉軸在兩個平移方向上被移動，其中第一方向幾乎垂直于探測器平面，并且第二方向幾乎垂直于物理旋轉軸的方向和幾乎垂直于探測器平面的法線。本發明特有地建議，所述工件圍繞相對于探測器和/或輻射源不位置固定的物理旋轉軸旋轉，其方式是，所述物理旋轉軸在幾乎垂直于探測器平面的平移方向上被移動，并且探測器在伸展于探測器平面中的、垂直于所述物理旋轉軸方向的方向上移動，并且優選探測器圍繞幾乎平行于物理旋轉軸的方向旋轉，和/或在考慮關于照射偏心的工件透射和 /或關于照射存在的探測器旋轉的情況下校正測量結果。與此無關地，與所述物理旋轉軸不同的旋轉軸可以是工件的虛擬旋轉軸，優選是對稱軸。按照優選方式，所述物理旋轉軸在諸如橢圓軌道、尤其是圓形軌道的封閉平滑曲線上，圍繞虛擬旋轉軸或者在優選垂直于探測器平面的直線上移動。借助本發明的教導，可以確定旋轉對稱的零件和/或工具和/或可斷層造影的零件的結構和/或幾何形狀。以下思想享有獨立的保護，即在無先前將工件與物理旋轉軸對準的情況下進行測量，并且在物理旋轉軸的旋轉移動期間進行物理旋轉軸和/或探測器的平移移動，其中優選借助CNC控制的坐標軸，通過在本來測量之前和/或期間進行的對準，所述虛擬旋轉軸始終保持相對于探測器來說中心地布置。本發明特有地還有，控制計算機確定所述虛擬旋轉軸相對于物理旋轉軸在空間中的相對位置并由此控制由平移移動和旋轉移動構成的組合，其方式是，
_在物理旋轉軸的至少兩個事先或在不同旋轉位置中的本來測量之間采取的旋轉位置中拍攝檢查測量、優選透射圖像，從這些檢查測量中分別在至少一個坐標中確定所述虛擬旋轉軸相對于物理旋轉軸或者相對于表征物理旋轉軸的物體(例如圓柱體或心軸(Dorn)) 的位置的位置，并且組合這些檢查測量的結果，和/或
-通過其它集成在設備中的傳感器裝置事先或在測量期間確定所述虛擬旋轉軸相對于物理旋轉軸的位置。按照優選方式，分別僅在達到圍繞虛擬旋轉軸的事先預定義的角度時才拍攝透射圖像。同樣地給出以下可能性，即利用不同的射線能量針對不同的旋轉位置拍攝照片， 優選透射圖像，其中不是對每個旋轉位置都用所有所使用的射線能量進行拍攝。存在以下可能性，即通過改變產生輻射的源(優選X射線管)的加速電壓和/或管電流和/或改變所采用的射線濾波器來產生不同的射線能量。還規定，根據在相應旋轉位置中當前最大存在的和/或最小存在的透射長度和/ 或根據工件材料選擇分別使用的射線能量。本發明特有地教導，用于至少若干旋轉位置的要使用的射線能量
_從少量事先拍攝的透射圖像通過以下方式來確定，即事先優選自動設定觸發在探測器上可分析的對比度的參數，其中探測器的幾乎所有元件都具有大于最小值和小于最大值的強度，并且對于所有其它旋轉位置內插射線能量，和/或
_借助在本來測量期間在先前旋轉位置中的一個或多個中拍攝的圖像，優選通過形成平均值和/或外推來確定，和/或
_通過持續的或者在多個旋轉位置之后才進行的對所拍攝的透射圖像的圖像參數的監視，優選通過分析對最大強度的超過和對最小強度的未超過來確定，和/或
-借助事先已知的幾何形狀數據和/或諸如密度的材料數據，優選從工件的CAD模型確定并且優選通過針對缺少的旋轉位置的內插來確定，和/或
_借助對成像的仿真，優選通過對射線衰減、散射和/或探測器靈敏度的仿真從工件數據確定。與此相分離地可以規定，通過匹配到相同的射線強度水平來融合借助不同的射線能量產生的透射圖像，其方式是，
_利用射線能量(利用這些射線能量不測量)通過從在相鄰旋轉位置中確定的、相同射線能量的透射圖像中的內插來虛擬地產生透射圖像，和/或 “借助所使用的射線參數的比例來進行變換，和/或
_借助相同旋轉位置但不同射線能量的所選擇的息息相關的圖像對來確定變換方程， 這些變換方程優選用于類似射線能量的圖像和/或類似的在探測器上存在的強度分布的圖像，并且優選內插出用于其它射線能量或強度分布的缺少的變換方程。存在以下可能性，即在測量對象、輻射源和/或探測器之間的多個相對位置中、優選不同放大地拍攝的透射圖像首先對于針對體積數據組的相對位置的每個組合被重建，其中這些透射圖像可以部分重疊，以接著在空間中在共同柵格中被表示并且可以被分析。按照優選的方式，在測量對象、輻射源和/或探測器之間的多個相對位置的至少一個中，優選具有更高放大的相對位置中，工件的一部分在至少一個旋轉位置中不完整地備成像在探測器上，其中工件的該部分離開垂直于虛擬旋轉軸的可用測量區域，并且在所拍攝的透射圖像中缺乏的測量值是從優選相同旋轉位置的透射圖像的測量值中計算出來的，優選通過重采樣方法和/或內插方法和/或外推方法。在此，可以在考慮測量對象、輻射源和/或探測器的位置的情況下在空間中在共同的柵格中進行表示和分析，其中尤其是借助從具有最高放大的測量中所產生的體積數據來確定空間中的共同柵格。給出以下可能性，即優選在使用內插方法的情況下從原始的測量數據通過合并和 /或重采樣方法確定用于所述共同柵格的測量值，優選灰度值，其中在重疊區域中優選對所述測量值進行加權的平均，其中優選根據至重疊邊界的距離來進行所述加權。按照優選的方式，通過在測量對象、輻射源和/或探測器之間的不同相對位置來產生大于通過固定探測器覆蓋的測量區域的測量區域，其方式是，優選在至少一個幾乎垂直于成像軸的方向上進行在測量對象和至少探測器之間的相對移動。一種用于借助測量系統、優選斷層造影測量系統確定對象的結構和/或幾何形狀的裝置，該測量系統由至少一個輻射源、至少一個輻射探測器和至少一個旋轉軸組成，其特征在于，借助由工件與探測器之間的旋轉和平移的相對移動構成的組合可以使所述工件圍繞不同于物理旋轉軸的旋轉軸旋轉。在此，所述物理旋轉軸可以在至少一個平移方向上是可移動的，和/或測量對象在至少一個平移方向上可移動地布置在所述物理旋轉軸上，和/或探測器在至少一個平移和或旋轉軸上可被移動。還存在以下可能性，即所述物理旋轉軸可以在兩個平移方向上被移動，其中第一方向幾乎垂直于探測器平面，第二方向幾乎垂直于物理旋轉軸的方向并且幾乎垂直于探測器平面的法線。此外本發明規定，所述物理旋轉軸可以幾乎垂直于探測器平面地被移動，并且探測器可以在至少一個在探測器平面中伸展的、幾乎垂直于物理旋轉軸方向的方向上被移動，并且優選所述探測器可以圍繞幾乎平行于旋轉軸的軸被旋轉。
本發明的其它細節、優點和特征不僅從權利要求、要從權利要求中得出的特征單獨和/或組合地、而且從下面對要從附圖中得出的實施例的描述中產生。圖1以原理圖示出CT測量裝置，
圖2示出工件在兩個不同位置中的測量布置，
圖3示出根據圖2的CT探測器的原理圖，
圖4以原理圖示出像素或像素組的特性曲線，
圖5示出所測量的輻射的根據穿透工件的地點的強度變化過程，
圖6示出相應于圖5的工件的地點坐標，
圖7示出具有根據圖6的工件的CT測量布置的原理圖，
圖8示出具有工件的CT測量不置的另一原理圖，尤其是為了考慮在測量對象旋轉以及 X射線管的焦斑轉移時的擺動移動，
圖9示出坐標測量設備的另一實施方式， 圖10示出坐標測量設備的另一實施方式， 圖11以原理圖示出計算機斷層造影傳感器，
圖12示出根據支持點處的被透射的長度的強度分布的原理性變化過程，
圖13示出工件在兩個不同位置中的測量布置，
圖14示出可圍繞虛擬旋轉軸旋轉的對象的布置的第一實施方式，
圖15示出可圍繞虛擬旋轉軸旋轉的對象的布置的第二實施方式，
圖16以工件的全部或所述工件的細節示出工件的用于測量該工件的第一裝置，以及
圖17示出用于在以相同放大的兩個要相繼拍攝的測量中完整地測量工件的裝置。
具體實施例方式在圖1中純示例性地和原理性地示出應當是坐標測量設備一部分的CT測量裝置，以測量工件4。該裝置包括X射線源1和具有像素的X射線探測器5，待測量的工件或部件 4布置在X射線源1與X射線探測器5之間。在此，離開X射線源1的X射線輻射2在不同的路徑上穿透部件4，其中在部件4的界面處(以及在部件4內)可能形成散射輻射或其它偽影，所述其它偽影根據輻射長度的在輻射方向上存在的幾何形狀而不同地出現。為了有效地校正在CT測量時出現的偽影，現在規定為了校正所采用的CT探測器 (即X射線探測器5)的各個像素或像素組的測量值而使用不同的特性曲線。在此，為了確定各個特性曲線而在計算機斷層造影成像時確定各個像素或像素組的不同測量技術特性和/ 或偽影。在特性曲線中通過以下方式考慮由偽影造成的影響，即在CT測量期間在用于拍攝不同投影數據的不同旋轉位置中確定分配給各個像素或像素組的透射長度和/或工件4的幾何形狀。借助幾乎完整存在的投影數據或借助CAD模型可以在不同的旋轉位置中確定透射長度和/或工件4的幾何形狀。為了校正偽影，從事先確定的透射長度和/或在相應的透射方向上存在的特性幾何形狀推導出一個或多個然后在特性曲線中考慮的參數。尤其是通過以下方式從所述特性幾何形狀推導出參數，即從該幾何形狀和/或材料順序針對每種材料類型和布置檢測透射線段，并由此推斷出諸如散射輻射偽影和射線硬化偽影的偽影的構成。可替換地，可以通過以下方式從特性幾何形狀推導出所述參數，即從該幾何形狀和/或材料順序例如借助仿真確定各個材料片段的加權的平均透射長度或者以其它方式解析形成的對比度比例，并由此也推斷出諸如散射輻射偽影和射線硬化偽影的偽影的構成。在此應當還根據工件(即部件4)的旋轉位置和/或位置確定和使用不同的校正特性曲線。通過對工件的對準在工件4的相應旋轉位置和位置中為X射線探測器5的各個探測器像素和/或像素組選擇并分配相應的特性曲線。在圖2中純原理性地示出工件203，該工件被從CT管(X射線源)200輻射的X射線輻射202穿透，其中X射線202射在探測器205上。在工件203的第一位置中，穿透工件 203的區域213的X射線被探測器像素(X，Y)207探測，而在工件204的第二偏離的位置中相同的區域213被穿透，但被像素(Χ+Ν，Υ+Μ) 208探測。探測器像素(Χ，Υ) 207探測穿透工件203，204的另一個區域的X射線輻射，該另一個區域尤其是在被透射的長度和/或被透射的材料順序方面不同。因此與被透射的長度和/或材料順序有關的偽影，如射線硬化偽影或散射輻射偽影，在工件的不同旋轉位置中表現得不同。為了考慮該依賴性，根據本發明此外規定，在所述工件的不同旋轉位置或位置中也確定和考慮針對不同像素或像素組的不同特性曲線，這些特性曲線描述被透射的部件長度和/或材料順序與所探測到的輻射強度之間的關系。從而圖3示出CT探測器205和單個像素207或像素組209。根據本發明，對該單個像素207或像素組208可以使用不同的特性曲線，這些特性曲線描述被透射的部件長度 L或材料順序與所探測到的輻射強度I之間的關系。在圖4中示例性地示出三個不同的特性曲線210，211和212。這些特性曲線可能由于各個像素或像素組的物理特性和/或工件的被透射的路徑長度或在工件內的材料順序而例如在起始強度10/1或10/2而也在這些特性曲線的增長特性或線性度方面有所不同。借助圖5至圖7應當示例性地解釋如何確定散射輻射的強度以便然后將該強度返回用于校正。在圖5中示例性地根據工件310的單個透射圖像的橫截面的地點χ再現了強度I 的變化過程，這在圖6和圖7中更詳細示出。根據圖7，工件310相應于該繪制的圖示布置在X射線源200與探測器205之間并且被X射線源200的輻射200穿透。在地點al與M 之間，工件310在透射方向上具有厚度dl。在圖6中根據地點χ再次示出工件310的厚度。 相應于圖5和圖6中的圖示，工件310的邊緣位于地點al與a2之間或地點bl與1^2之間的區域中。在兩個邊緣地點之間存在比在遠遠在工件310之外的區域304和305中明顯更低的強度。在工件310之外但是在邊緣地點附近存在具有提高的強度的區域300和301， 所述強度例如可以通過散射輻射被觸發。最大值302和303可以被用于與來自區域304和 305的未衰減的X射線的強度相比確定散射輻射的強度。可以關于散射輻射幅度來校正、例如減小布置在地點al與1^2之間的探測器像素。在此，該校正可以均勻地或者與存在的透射長度或針對每種材料的透射線段有關地應用于所有像素。用于考慮在測量對象旋轉時或在X射線管(尤其是X射線管的焦斑)與X射線探測器之間轉移時的擺動移動的多傳感器坐標測量設備純原理性地從圖8得出，利用該多傳感器坐標測量設備可以執行對工件觀的完整維度測量，所述工件觀例如由芯30和圍繞該芯的包封32組成。芯30和包封32的材料在它們的密度方面不同。從而芯30例如可以由金屬組成，而包封32可以由塑料或其它較輕的材料組成。該坐標測量設備與具有控制、硬件和軟件以及用于存儲測量點的存儲單元的分析單元34連接。此外還存在用于操作者的輸入和輸出單元。工件28布置在可旋轉的工作臺38上。在支架40上布置X射線源42以及示例性地觸覺傳感器44以及激光線性傳感器46，它們沿著支架40上的活動軸可推移地布置(雙箭頭48，50，52)。該支架本身可以沿著垂直于活動軸48，50，52的軸M被移動。在工件28的關于X射線源42相對的側上布置X射線探測器56。在此，探測器56 可以根據測量任務垂直于活動軸48，50，52，54以及必要時平行于支架40的活動軸M地可被移動。在該實施例中，工件觀被由X射線源32發射的X射線輻射透射。然后射透工件 28的輻射被探測器56檢測。為了將在工件觀的不同旋轉位置中的用于重建的透射圖像在空間中明確地相互分配，并且因此排除由于在工件觀旋轉時或在X射線源或X射線管42 (尤其是其焦斑)與X射線探測器56之間轉移時可能的擺動移動造成的測量不精確性，或將該測量不精確性在以下范圍內最小化，即確保期望的測量精度，考慮事先信息，借助所述事先信息來校正在本來測量過程時的透射圖像。為此首先拍攝工件觀或該工件的部分的一個或多個事先透射圖像。為了將在事先拍攝時的漂移現象最小化，僅在少量的不同的位置中拍攝若干少量的透射圖像。通過在事先拍攝的透射圖像或其部分與在測量期間拍攝的透射圖像或其部分進行比較，例如可以借助關聯方法識別和校正位移或定標偏差。這例如可以通過重采樣方法或X射線源42相對于X射線探測器56和/或工件觀的定位來進行。借助內插方法從該工件觀的相鄰旋轉位置的事先拍攝的透射圖像來校正不存在事先透射圖像所針對的用于測量所使用的透射圖像。尤其是規定，與用于測量工件觀典型需要的100至1600個透射圖像相比拍攝20至70個事先透射圖像。在圖9中純原理性地示出用于必要時組合地采用X射線傳感器裝置和光學和/或觸覺傳感器裝置的坐標測量設備。在平行于該坐標測量設備的X軸的軸118上布置旋轉工作臺110。測量對象103 位于該旋轉工作臺上并且因此可以圍繞旋轉軸118轉動以及在X方向上穿過軸118被推移 (雙箭頭)。在平行于Y軸的滑板104上布置兩個平行于Z軸的軸105，106。在機械軸105 上具有用于X射線輻射的傳感器107以及圖像處理傳感器108。在機械軸106上附加地具有觸覺傳感器109。相對于X射線傳感器107布置X射線源110，該X射線源可以可選地在 Y方向上可移動或固定安置。相對于圖像處理傳感器裝置108具有透射光源111。沿著坐標測量設備的X、Y或Z軸的機械軸或滑板被如此設計，使得安裝在該坐標測量設備中或在該坐標測量設備上的傳感器可以分別覆蓋旋轉工作臺102上的整個測量區域。通過在多傳感器坐標測量設備中集成計算機斷層造影(CT)，實現了完全新的可能性。利用斷層造影的快速、無損壞的完整測量與利用觸覺或光學傳感器裝置的高精度的功能式測量聯合。在此可以規定，X射線傳感器裝置(傳感器，射線源)可相應于第二傳感器裝置(例如圖像處理傳感器，透射光射線源或入射光射線源或必要時具有所分配的圖像處理傳感器的觸覺傳感器)地定位在坐標測量設備中，也就是針對第二傳感器裝置等價地布置X 射線傳感器裝置。在此，具有至少觸覺傳感器裝置和/或光學傳感器裝置的X射線傳感器裝置可以布置在共同的機械軸上或布置在單獨的機械軸上，該單獨的機械軸按照與用于觸覺和/或光學傳感器裝置的機械軸類似的方式工作。要從圖9的設計中得出的坐標測量設備作為多傳感器坐標測量設備是不需要的，用于實現本發明教導的所有部分。更確切地說只應該確保能夠執行計算機斷層造影。在圖10中純原理性地示出多傳感器坐標測量設備130的另一實施方式。傳感器可以可選地裝配或拆卸，或者即使在運行期間也可以自動通過相應的傳感器轉換系統換入和換出。當然，如果所選擇的相應數量的傳感器被允許固定裝配在該設備上以便以該配置測量對象，則不離開本發明。充分已知并且再次在10中再現的坐標測量設備130的原理包括例如由花崗石組成的、具有測量工作臺114的底座112，待測量對象116定位在該測量工作臺114上，以測量該對象的表面特性。門架119可以在Y方向上沿著底座112被移動。為此柱子或架子120，122被滑行地支承在底座112上。橫梁IM從柱子120，122出發，滑塊可沿著該橫梁IM活動，該滑塊在其側接納可在Z方向上被移動的套筒或柱子126。傳感器130從套筒1 或必要時與套筒1 連接的轉換接口 1 出發，該傳感器可以構成為觸覺傳感器，該觸覺傳感器在套筒 1 包含圖像處理傳感器時以觸覺-光學的方式測量。但是就這點而言參照充分公知的技術，正如參照其它所采用的傳感器那樣，如激光距離傳感器、白光干涉儀、圖像處理傳感器、 X射線傳感器裝置或彩色焦點傳感器或共焦的掃描測量頭，而無需由此對本發明的教導進行限制。相應于測量任務來選擇和使用所述一個或多個傳感器，用于針對相應的測量任務最佳地配置坐標測量設備130。同時解決了在常見坐標測量設備中出現的問題。為了能夠使用具有合適傳感器的坐標測量設備130，該坐標測量設備可以具有傳感器轉換器。由此多個傳感器可以分別可選地通過轉換接口被配備坐標測量設備130并且手動地或者通過從停放站自動取用來轉換。圖11示出計算機斷層造影傳感器的原理圖。離開X射線源200的輻射202在此穿透工件203并且此后射到探測器205。為了建立根據本發明的在由探測器205確定的衰減值與工件或部件203的對應被透射的長度之間的關系，例如用光學或觸覺傳感器測量射線320的沖破點324，325。在旋轉位置204改變時，例如可以在使用射線321和對沖破點 326，327的測量的情況下或者也在使用射線322和穿過測量對象的沖破點328，329的情況下確定校正特性曲線的其它支持值，也就是其它透射長度。一種替換的、用于確定諸如3 和327的沖破點之間的透射長度的可能性在于，通過觸覺和/或光學測量的元件(如平面或圓柱體)和/或手動元件的數學邏輯連接來確定沖破點的坐標。例如，可以通過觸覺和/或光學測量的平面330與沿著射線321的手直線 (Handgeraden)相交來確定沖破點327的坐標。出現在這些透射長度之間的長度可以通過內插來確定。同樣可以通過外推確定較大或較小的透射長度，并且使與探測器的衰減值形成函數關系。為此圖12示出被透射的長度L與由探測器確定的強度I之間的關系。基于解析的或者以查找表(LuT)形式存在的特性曲線350，首先確定離散測量的點351至354的校正值作為與現有特性曲線的差長度。對于位于這些支持點之間的強度，例如通過點355表征的強度，通過內插點355確定校正357。同樣適用于位于支持點之外的強度，例如在使用外推方法的情況下穿過點356的強度。分配給各個強度的校正值以解析函數或值表LuT的形式被存放并應用。借助與圖12相同的圖13應該解釋用于執行計算機斷層造影的本發明教導的其它重要方面。從而在圖13中純原理性地示出對象或工件203，該對象或工件被從CT管200發射的X射線輻射202穿透，其中X射線輻射202射到探測器205上。在工件203的第一事先設定的旋轉位置中，由探測器205的探測器像素207接收的輻射穿透測量對象203、區域 213，并且在探測器像素207上產生相應的特性灰度值。在其它旋轉位置中，例如在旋轉位置204中，出現針對諸如探測器像素207或208的不同探測器像素的其它特性灰度值。如果在不同的旋轉位置中遮蓋從0至90度的至少一個區域，則最短和最長的透射長度在探測器205上的成像中至少被包含一次。由此計算出最亮和最暗的像素并由此計算出對比度值或用于統計分析的像素灰度值直方圖。如果最亮的像素大于預先給定的最大值，也就是圖像例如部分地被過控制，則例如自動減小諸如CT管200的電流和/或積分時間的參數，以然后重新事先拍攝事先透射圖像。在出現在預先給定的灰度值之下的像素時，例如自動提高參數、圖像平均的數量， 由此提高信號噪聲比，也就是改善信號噪聲比，以然后重新拍攝事先透射圖像。如果例如在所分析的圖像區域中存在非常大數量的非常暗的像素，則自動提高CT 管200的加速電壓，并且此后重新拍攝事先圖像。相反的行動在非常高數量的非常亮的像素時被執行。圖14示出X射線源200和從X射線源200出發的測量輻射202、X射線探測器205 和在第一測量位置中的布置在所述X射線源200與X射線探測器205之間的工件310，該工件與物理旋轉軸400固定連接。第一測量位置通過以下方式采取，即通過物理旋轉軸400在箭頭403的方向上(在圖中是豎直的)的移動，使大致對應于工件310的對稱軸的虛擬旋轉軸405大致中心地與探測器205對準，也就是與中心的射線軸404大致相交。通過物理旋轉軸400在箭頭401的方向上的旋轉(在圖中圍繞與繪圖平面垂直相交的軸)，在多個、典型為 100-1600個步驟中拍攝工件310的直到360°的透射圖像。為了在所有旋轉位置中將工件完整地成像在探測器上，承載工件310的旋轉軸400在箭頭402 (在圖中水平)和403的方向上同時移動，使得虛擬旋轉軸405在所有旋轉位置中采取與探測器205相同的位置。對于90°位置，示例性地示出物理旋轉軸406和工件407的位置。物理旋轉軸在箭頭402和 403的方向上的移動通過是所述裝置被置于其中的坐標測量設備的部分的十字工作臺在圓形軌道412上進行。在圖15中，物理旋轉軸400現在僅還在箭頭402的方向上活動，而同時探測器205 在箭頭403的方向上移動，并且優選附加地圍繞平行于物理旋轉軸400的軸傾斜。在此，虛擬旋轉軸405又與中心的射線軸404相交。對于90°位置，示例性地示出旋轉軸409、工件 410和探測器408的改變了的位置。虛擬旋轉軸現在位于物理旋轉軸400的起始位置中， 并且又與現在隨著探測器205游走的、也就是旋轉的中心射線軸411相交。在物理旋轉軸 400的旋轉的其它變化過程中，虛擬旋轉軸405在箭頭403的方向上移動。圖16在用于檢測完整幾何形狀的第一位置中以及在用于高分辨率地確定高度放大下的細節213的第二位置204中示出工件203。在此，在第一位置中，工件203圍繞虛擬旋轉軸40 (在圖中圍繞與繪圖平面垂直相交的軸)旋轉，并且所述工件在所有旋轉位置中都完整地成像在探測器205上。在第二位置中，工件204圍繞虛擬旋轉軸40 (在圖中圍繞與繪圖平面垂直相交的軸)旋轉。在該位置中，該零件在至少若干旋轉位置中離開通過X 射線源200形成的、在繪圖平面中或者在至少一個垂直地被虛擬旋轉軸40 沖破的平面中的射線區域202。所述工件由此不是在所有旋轉位置中都完整地成像在探測器205上。然后探測器205上的由此缺乏的透射值通過重采樣方法在內插方法和/或外推方法的幫助下從在工件203的第一位置中的測量來確定。接著通過以下方式概括性地分析兩個計算機斷層造影測量的結果，即借助例如重采樣方法在內插方法的幫助下將重建的灰度值換算到共同的三維柵格上。圖17示出與圖16相同的行事方式，但是其中現在將相繼在位置203和204中測量的工件203的、在類似相同的放大下拍攝的部分重疊的區域聯合。由此可以完整地檢測工件203，雖然該工件大于通過探測器205形成的測量區域。虛擬旋轉軸405在此或者圍繞與繪圖平面垂直相交的軸或者圍繞箭頭405 (在圖中是豎直的)旋轉。
權利要求
1.用于在使用具有像素的CT探測器的情況下校正用于CT重建的投影數據的方法，其特征在于，為了校正所采用的CT探測器的各個像素或者像素組的測量值使用不同的特性曲線。
2.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，為了確定各個特性曲線，在計算機斷層造影成像時確定各個像素或像素組的不同測量技術特性和/或偽影。
3.根據優選權利要求1或2所述的方法，其特征在于，在所述特性曲線中考慮通過偽影造成的影響，其方式是，在CT測量期間在為了拍攝不同投影數據在不同旋轉位置中確定分配給各個像素或像素組的透射長度和/或工件的幾何形狀。
4.根據上述權利要求中優選至少一個所述的方法，其特征在于，借助幾乎完整存在的投影數據和/或借助CAD模型在不同的旋轉位置中確定透射長度和/或工件的幾何形狀。
5.根據上述權利要求中優選至少一個所述的方法，其特征在于，借助在無已知特性、尤其是幾何形狀、的測量對象的情況下以及在有已知特性、尤其是幾何形狀、的測量對象的情況下對透射圖像的確定來確定所述各個像素或像素組的不同測量技術特性、尤其是靈敏度和偏移。
6.根據上述權利要求中優選至少一個所述的方法，其特征在于，為了校正偽影從事先確定的透射長度和/或在相應的透射方向上存在的特性幾何形狀中推導出一個或多個在特性曲線中考慮的參數。
7.根據上述權利要求中優選至少一個所述的方法，其特征在于，從所述特性幾何形狀中推導出參數，其方式是，從該幾何形狀和/或材料順序針對每個材料類型和布置檢測透射線段，并由此推斷出諸如散射輻射偽影和射線硬化偽影的偽影的構成。
8.根據上述權利要求中優選至少一個所述的方法，其特征在于，從特性幾何形狀中推導出所述參數，其方式是，從該幾何形狀和/或材料順序例如借助仿真確定各個材料片段的加權的平均透射長度或者以其它方式解析地形成的對比度比例，并由此推斷出諸如散射輻射偽影和射線硬化偽影的偽影的構成。
9.根據上述權利要求中優選至少一個所述的方法，其特征在于，根據工件的旋轉位置和/或位置確定和使用不同的校正特性曲線。
10.根據上述權利要求中優選至少一個所述的方法，其特征在于，通過對工件的對準在工件的相應旋轉位置或位置中為各個探測器像素和/或像素組選擇并分配相應的特性曲線。
11.根據上述權利要求中優選之一所述的方法，其特征在于，在所述特性曲線中考慮通過偽影造成的影響，其方式是，借助工件在至少一個旋轉位置和/或位置中的至少一個透射圖像為所采用的CT探測器的各個像素或像素組確定共同的或不同的校正值。
12.根據上述權利要求中優選之一所述的方法，其特征在于，為了確定所述校正，使用 CT探測器的像素的測量值，所述測量值絕大部分受X射線源的發出的X射線輻射的部分影響，所述部分不在直接的穿過工件的直線路徑上行進。
13.根據上述權利要求中優選之一所述的方法，其特征在于，對測量值被用于確定所述校正的像素的選擇通過以下方式進行，即將工件的至少一個透射圖像與在無工件的至少一個透射圖像進行比較，并且借助該比較選擇像素的全部或一部分，其在有測量對象的透射圖像中具有比在無測量對象的透射圖像中更高的測量強度，或者在有工件的透射圖像內選擇測量值被用于所述校正的像素，其方式是，將至少一個僅受X射線源的發出的X射線輻射的未穿過工件行進的部分影響的像素與至少一個具有更高測量強度的像素相比較。
14.根據上述權利要求中優選之一所述的方法，其特征在于，借助所選擇的像素確定的校正值被同樣地應用于其所有像素的特性曲線，所述像素接收在從X射線源穿過工件的直接路徑上行進的X射線輻射，或者所述校正根據分配給各個像素或像素組的透射長度和/ 或工件的幾何形狀和/或材料順序在不同的旋轉位置和/或位置中進行。
15.根據上述權利要求中優選之一所述的方法，其特征在于，被用于確定所述校正的像素的測量值在位于X射線源與X射線探測器之間的工件的一個或多個不同位置中，尤其是在不同的放大設定下被確定和/或組合，并且在不同的放大設定下被應用，例如通過采用內插方法。
16.根據上述權利要求中優選之一所述的方法，其特征在于，被用于確定所述校正的像素的測量值在位于X射線源與X射線探測器之間的工件的一個或多個不同位置中以及在X 射線源相對于X射線探測器的多個不同位置中，尤其是在相同的放大設定、但在從X射線源發出的輻射的穿透測量對象的不同錐形射線角度時被確定和/或組合，并且在一個或不同的放大設定下被應用，例如通過采用內插方法。
17.根據上述權利要求中優選之一所述的方法，其特征在于，通過由多個子透射圖像組成透射圖像，其中所述子透射圖像例如通過使用光闌而分別僅透射所述工件的一部分，明顯減少偽影構成，尤其是減少散射輻射偽影的構成，并且通過與完整拍攝的透射圖像相比較，確定針對探測器的不同像素的至少一部分的校正值，所述校正值必要時在圍繞入射區域的、在所組成的子透射圖像中缺乏的區域之間和/或上內插和/或外推。
18.根據上述權利要求中優選之一所述的方法，其特征在于，根據所述工件的旋轉位置和/或所述工件的位置確定和使用不同的校正特性曲線，其中在X射線源與X射線探測器之間的工件的位置能夠在X射線輻射的主射線軸的方向上和/或與該主射線軸成直角的方向上變化，以使柵格方法成為可能。
19.根據上述權利要求中優選之一所述的方法，其特征在于，對各個探測器像素和/或像素組的相應特性曲線的選擇和分配在所述工件的相應旋轉位置或位置中通過對所述工件的對準來進行。
20.根據上述權利要求中優選之一所述的方法，其特征在于，根據穿透測量對象的輻射的所使用的頻譜，優選通過使用X射線管的不同加速電壓和/或通過采用預濾器來確定和使用不同的校正特性曲線。
21.根據上述權利要求中優選之一所述的方法，其特征在于，當在工件的不同旋轉位置和/或位置中拍攝不同的透射圖像期間或者在拍攝了完整的透射圖像組之后校正輻射探測器的各個像素或像素組的特性曲線。
22.根據上述權利要求中優選至少一個所述的方法，其特征在于，針對是坐標測量設備的部分的CT測量系統來進行CT重建。
23.用來校正用于CT重建的投影數據的方法，其中在測量時待測量的工件布置在發射 X射線輻射的X射線源與接收X射線輻射的X射線探測器之間，其特征在于，在測量流程期間出現的在X射線源與X射線探測器之間的相對移動通過事先獲得的信息而得到校正。
24.根據上述權利要求中優選至少一個所述的方法，其特征在于，作為事先信息，在相對于X射線源和/或X射線探測器的不同旋轉位置和/或不同位置中拍攝待測量工件的一個透射圖像或者待測量工件的多個透射圖像。
25.根據上述權利要求中優選至少一個所述的方法，其特征在于，事先拍攝的透射圖像的數量、典型地為20至70，明顯小于用于測量所需要的透射圖像的數量、典型地為100至 1600。
26.根據上述權利要求中優選至少一個所述的方法，其特征在于，借助所述一個事先拍攝的透射圖像進行校正，其方式是，在一個或多個在測量流程期間任意可選擇的時刻在確定了事先拍攝的旋轉位置和位置中重新測量待測量的工件。
27.根據上述權利要求中優選至少一個所述的方法，其特征在于，通過例如借助相關方法與事先拍攝的透射圖像進行比較，為各個用于測量所使用的透射圖像確定校正數據，并且確定優選通過重采樣方法的、各個用于測量所使用的透射圖像、所述透射圖像的部分或者所述透射圖像內的一個或多個特征的基于所述比較的位移和/或定標。
28.根據上述權利要求中優選至少一個所述的方法，其特征在于，通過以下方式來校正在工件的相同旋轉位置中不存在事先透射圖像所針對的透射圖像，即使用來自事先透射圖像的信息，所述事先透射圖像在相鄰的旋轉位置中被拍攝，優選通過采用內插方法。
29.根據上述權利要求中優選至少一個所述的方法，其特征在于，基于事先確定的透射圖像與用于測量所使用的透射圖像的比較的位移和/或定標被用于通過定位在測量進程期間校正位于X射線源和/或X射線探測器和/或所述工件之間的相對位置。
30.根據上述權利要求中優選至少一個所述的方法，其特征在于，將所述方法用于是坐標測量設備的部分的CT測量系統。
31.用于校正透射圖像的方法，其特征在于，使所述透射圖像經受特性曲線校正，在該特性曲線校正時考慮通過對相同工件的校正測量而獲得的經過校準的長度。
32.根據上述權利要求中優選至少一個所述的方法，其特征在于，借助坐標測量設備執行為校準經過校準的長度而進行的測量。
33.根據上述權利要求中優選之一所述的方法，其特征在于，通過多傳感器坐標測量設備執行為確定經過校準的長度而進行的測量，在該多傳感器坐標測量設備中集成用于X射線計算機斷層造影的傳感器裝置。
34.根據上述權利要求中優選之一所述的方法，其特征在于，為了確定校正特性曲線僅校準若干通過X射線斷層造影分析的透射長度、典型的是10至大約100個透射長度。
35.根據上述權利要求中優選之一所述的方法，其特征在于，為了確定校正特性曲線而分析的透射長度盡可能均勻地從0到相應工件的最大出現的透射長度分布。
36.根據上述權利要求中優選之一所述的方法，其特征在于，在工件在計算機斷層造影光路中的不同旋轉位置中確定為了確定校正特性曲線而分析的透射長度。
37.根據上述權利要求中優選之一所述的方法，其特征在于，所述特性曲線校正通過在表示透射長度與所測量的射線強度之間關系的特性曲線和分配給所測量的射線強度的、借助校準測量確定的透射長度之間的比較來確定。
38.根據上述權利要求中優選之一所述的方法，其特征在于，對所述校正特性曲線的確定通過在經過校準的值之間內插透射長度和所屬的透射值，和/或通過在經過校準的值上方和/或下方外推來進行。
39.根據上述權利要求中優選之一所述的方法，其特征在于，作為內插方法優選采用樣條內插、多邊形內插或者利用具有解析描述的函數的內插。
40.根據上述權利要求中優選之一所述的方法，其特征在于，借助解析函數和/或離散值表(查找表)來進行對特性曲線校正的存放。
41.根據上述權利要求中優選之一所述的方法，其特征在于，通過優選光學或觸覺地測量侵入輻射(射線)的一部分在工件處的入射點和出射點，和/或通過由優選光學或觸覺地測量的補償元件、優選平面或圓柱體、在穿過工件表面的相應沖破點的區域中的數學邏輯連接來確定所述入射點和出射點，確定經過校準的長度。
42.根據上述權利要求中優選之一所述的方法，其特征在于，借助所測量的調節幾何元件和/或通過調整工件的部分和/或整個工件來對工件進行對準。
43.用于借助計算機斷層造影測量諸如工件的對象、優選用于自動確定用于執行計算機斷層造影的參數的方法，其特征在于，借助事先拍攝的透射圖像來選擇用于計算機斷層造影的參數。
44.根據上述權利要求中優選之一所述的方法，其特征在于，從事先透射圖像中通過數學方法或通過參數的變化來確定用于計算機斷層造影要使用的參數。
45.根據上述權利要求中優選之一所述的方法，其特征在于，以固定設定的方式和/或通過操作員和/或借助至少一個透射圖像確定對待變化的參數和/或變化范圍的選擇。
46.根據上述權利要求中優選之一所述的方法，其特征在于，作為用于計算機斷層造影的參數選擇X射線源的電流和/或加速電壓，和/或在探測器上的曝光時間，和/或針對每個透射圖像的平均的數量，和/或在探測器像素上平均的數量(像素組合)，和/或測量對象在X射線源與X射線探測器之間的旋轉位置的數量，和/或對象在X射線源與X射線探測器之間的位置(放大)。
47.根據上述權利要求中優選之一所述的方法，其特征在于，一直自動改變所述參數中的至少一個，直到輸出參量采取最大值，和/或超過或未超過預定義的值，該輸出參量優選是透射圖像中的對比度。
48.根據上述權利要求中優選之一所述的方法，其特征在于，對比度的有效值針對每個透射圖像或關于所有透射圖像來說相應于整個透射圖像的至少一部分的最亮像素與最暗像素的灰度值之間的差，而最暗的探測器像素具有大于預定義最小值的灰度值，和最亮的像素具有小于預定義最大值的灰度值。
49.根據上述權利要求中優選之一所述的方法，其特征在于，計算機斷層造影測量系統是坐標測量設備的部分。
50.用于借助測量系統、優選計算機斷層造影測量系統來確定諸如工件的對象的結構和/或幾何形狀的方法，該測量系統包括至少一個輻射源、至少一個輻射探測器和至少一個旋轉軸，其特征在于，組合來自工件的不同旋轉位置的照片、優選透射圖像，對于所述旋轉位置-借助由工件與探測器之間的旋轉和平移的相對移動構成的組合將所述工件圍繞不同于物理旋轉軸的旋轉軸旋轉，和/或-使用不同的輻射能量，和/或-測量對象、輻射源和/或探測器采取相對于彼此的多個位置。
51.用于借助觸覺的和/或光學的傳感器裝置和/或X射線傳感器裝置來確定對象的結構和/或幾何形狀的方法，其特征在于，每個傳感器裝置都能在X，Y和/或Z方向上相對于測量對象定位。
52.根據上述權利要求中優選之一所述的方法，其特征在于，借助由旋轉移動和平移移動構成的組合將所述工件圍繞不同于物理旋轉軸的旋轉軸旋轉，其中通過所述物理旋轉軸在至少一個平移方向上被移動和/或探測器在至少一個平移方向上和/或至少一個旋轉方向上被移動，該物理旋轉軸相對于探測器和/或輻射源不是位置固定的。
53.根據上述權利要求中優選之一所述的方法，其特征在于，借助由旋轉移動和平移移動構成的組合將所述工件圍繞不同于物理旋轉軸的旋轉軸旋轉，其方式是，所述探測器固定而所述物理旋轉軸在兩個平移方向上被移動，其中第一方向幾乎垂直于探測器平面，并且第二方向幾乎垂直于物理旋轉軸的方向并且幾乎垂直于探測器平面的法線。
54.根據上述權利要求中優選之一所述的方法，其特征在于，將所述工件圍繞相對于探測器和/或輻射源不位置固定的物理旋轉軸旋轉，其方式是，所述物理旋轉軸在幾乎垂直于探測器平面的平移方向上被移動，和探測器在伸展于探測器平面中的、垂直于所述物理旋轉軸方向的方向上被移動，并且優選探測器圍繞幾乎平行于物理旋轉軸的方向旋轉，和/ 或在考慮關于照射偏心的工件透射和/或關于照射存在的探測器旋轉的情況下校正測量結果。
55.根據上述權利要求中優選之一所述的方法，其特征在于，與所述物理旋轉軸不同的旋轉軸是工件的虛擬旋轉軸，優選是對稱軸。
56.根據上述權利要求中優選之一所述的方法，其特征在于，所述物理旋轉軸在諸如橢圓軌道、尤其是圓形軌道的封閉平滑曲線上，圍繞虛擬旋轉軸或者在優選垂直于探測器平面的直線上移動。
57.根據上述權利要求中優選之一所述的方法，其特征在于，確定旋轉對稱的零件和/ 或工具和/或可斷層造影的零件的結構和/或幾何形狀。
58.根據上述權利要求中優選之一所述的方法，其特征在于，在不事先將工件與物理旋轉軸對準的情況下進行測量，并且在物理旋轉軸的旋轉移動期間進行物理旋轉軸和/或探測器的平移移動，其中優選借助CNC控制的坐標軸，通過在本來測量之前和/或期間進行的對準，所述虛擬旋轉軸始終保持相對于探測器中心地布置。
59.根據上述權利要求中優選之一所述的方法，其特征在于，控制計算機確定所述虛擬旋轉軸相對于物理旋轉軸在空間中的相對位置并由此控制由平移移動和旋轉移動構成的組合，其方式是，_在物理旋轉軸的至少兩個事先或在不同旋轉位置中的本來測量之間采取的旋轉位置中拍攝檢查測量，優選透射圖像，從所述檢查測量中分別在至少一個坐標上確定所述虛擬旋轉軸相對于物理旋轉軸或者相對于表征物理旋轉軸的例如圓柱體或心軸的物體的位置的位置，并且組合檢查測量的結果，和/或-通過其它集成在設備中的傳感器裝置事先或在測量期間確定所述虛擬旋轉軸相對于物理旋轉軸的位置。
60.根據上述權利要求中優選之一所述的方法，其特征在于，分別僅在達到圍繞虛擬旋轉軸的事先預定義的角度時才拍攝透射圖像。
61.根據上述權利要求中優選之一所述的方法，其特征在于，利用不同的射線能量針對不同的旋轉位置拍攝照片，優選透射圖像，其中不是對每個旋轉位置都用所有使用的射線能量進行拍攝。
62.根據上述權利要求中優選之一所述的方法，其特征在于，通過改變產生輻射的源的加速電壓和/或管電流和/或通過改變所采用的射線濾波器來產生不同的射線能量，該源優選是X射線管。
63.根據上述權利要求中優選之一所述的方法，其特征在于，根據在相應旋轉位置中當前最大存在的和/或最小存在的透射長度和/或根據工件材料選擇分別使用的射線能量。
64.根據上述權利要求中優選之一所述的方法，其特征在于，用于至少若干旋轉位置的要使用的射線能量-從少量事先拍攝的透射圖像中來確定，其方式是，事先優選自動設定觸發在探測器上可分析的對比度的參數，其中探測器的幾乎所有元件都具有大于最小值和小于最大值的強度，并且對于所有其它旋轉位置內插射線能量，和/或-借助在本來測量期間在先前的旋轉位置中的一個或多個中拍攝的圖像，優選通過形成平均值和/或外推來確定，和/或-通過持續的或者只有在多個旋轉位置之后才進行的對所拍攝的透射圖像的圖像參數的監視，優選通過分析最大強度的超過和最小強度的未超過來確定，和/或-借助事先已知的幾何形狀數據和/或諸如密度的材料數據，優選從工件的CAD模型中確定并且優選通過針對缺少的旋轉位置的內插來確定，和/或-借助對成像的仿真，優選通過對射線衰減、散射和/或探測器靈敏度的仿真從工件數據中確定。
65.根據上述權利要求中優選之一所述的方法，其特征在于，通過匹配到相同的射線強度水平來融合借助不同的射線能量產生的透射圖像，其方式是，_利用射線能量通過從在相鄰旋轉位置中確定的、相同射線能量的透射圖像中內插來虛擬地產生透射圖像，其中利用所述射線能量未進行過測量，和/或-借助所使用的射線參數的比例來進行變換，和/或_借助相同旋轉位置但不同射線能量的所選擇的息息相關的圖像對來確定變換方程， 所述變換方程優選用于類似射線能量和/或類似的在探測器上存在的強度分布的圖像，并且優選內插用于其它射線能量或強度分布的缺少的變換方程。
66.根據上述權利要求中優選之一所述的方法，其特征在于，在測量對象、輻射源和/ 或探測器之間的多個相對位置中、優選不同放大地拍攝的透射圖像首先對于針對體積數據組的相對位置的每個組合被重建，其中所述透射圖像能夠部分重疊，以便接著在空間中在共同柵格中被表示并且能被分析。
67.根據上述權利要求中優選之一所述的方法，其特征在于，在測量對象、輻射源和/ 或探測器之間的多個相對位置的至少一個中，優選具有更高放大的相對位置中，工件的一部分在至少一個旋轉位置中未完整地成像在探測器上，其中工件的該部分離開垂直于虛擬旋轉軸的可用測量區域，并且在所拍攝的透射圖像中缺少的測量值從優選相同的旋轉位置的透射圖像的測量值中計算，優選通過重采樣方法和/或內插方法和/或外推方法。
68.根據上述權利要求中優選之一所述的方法，其特征在于，在考慮測量對象、輻射源和/或探測器的位置的情況下在空間中在共同柵格中進行表示和分析。
69.根據上述權利要求中優選之一所述的方法，其特征在于，借助從具有最高放大的測量中產生的體積數據在空間中確定共同柵格。
70.根據上述權利要求中優選之一所述的方法，其特征在于，優選在使用內插方法的情況下從原始的測量數據中通過合并和/或重采樣方法確定用于所述共同柵格的測量值，優選灰度值，其中在重疊區域中優選對所述測量值進行加權的平均，其中優選根據至重疊邊界的距離來進行所述加權。
71.根據上述權利要求中優選之一所述的方法，其特征在于，通過在測量對象、輻射源和/或探測器之間的不同相對位置來產生大于通過固定探測器覆蓋的測量區域的測量區域，其方式是，優選在至少一個幾乎垂直于成像軸的方向上進行在測量對象和至少所述探測器之間的相對移動。
72.根據上述權利要求中優選之一所述的方法，其特征在于，該方法被用在坐標測量設備中。
73.用于借助測量系統、優選計算機斷層造影測量系統確定對象的結構和/或幾何形狀的裝置，該測量系統由至少一個輻射源、至少一個輻射探測器和至少一個旋轉軸組成，其特征在于，借助由工件與探測器之間的旋轉和平移的相對移動構成的組合能使所述工件圍繞不同于物理旋轉軸的旋轉軸旋轉。
74.用于借助觸覺的和/或光學的傳感器裝置和/或X射線傳感器裝置來確定對象的結構和/或幾何形狀的裝置，其特征在于，每個傳感器裝置都能在X，Y和/或Z方向上相對于測量對象定位。
75.根據上述權利要求中優選之一所述的裝置，其特征在于，所述物理旋轉軸能在至少一個平移方向上被移動，和/或測量對象在至少一個平移方向上可移動地布置在所述物理旋轉軸上，和/或探測器能在至少一個平移軸和或旋轉軸上被移動。
76.根據上述權利要求中優選之一所述的裝置，其特征在于，所述物理旋轉軸能在兩個平移方向上被移動，其中第一方向幾乎垂直于探測器平面，和第二方向幾乎垂直于物理旋轉軸的方向并且幾乎垂直于探測器平面的法線。
77.根據上述權利要求中優選之一所述的裝置，其特征在于，所述物理旋轉軸能幾乎垂直于探測器平面地被移動，并且探測器能在至少一個伸展于探測器平面中的、幾乎垂直于物理旋轉軸方向的方向上被移動，并且優選所述探測器能圍繞幾乎平行于旋轉軸的軸旋轉。
78.根據上述權利要求中優選之一所述的裝置，其特征在于，該裝置集成在坐標測量設備中。
全文摘要
本發明涉及一種用來校正用于CT重建的透射圖像或投影數據的方法，其中在測量時待測量的工件布置在發射X射線輻射的X射線源與接收X射線輻射的X射線探測器之間。此外，本發明還涉及一種用于根據事先拍攝的透射圖像利用在探測器上諸如反差明顯的盡可能質量高的成像確定用于計算機斷層造影的參數。本發明還涉及一種用于借助測量系統、優選計算機斷層造影測量系統確定對象的結構和/或幾何形狀的裝置，該測量系統由至少一個輻射源、至少一個輻射探測器和至少一個旋轉軸組成。
文檔編號G06T11/00GK102326182SQ201080008625
公開日2012年1月18日 申請日期2010年2月19日 優先權日2009年2月20日
發明者施密特 I., 哈默 M., 克里斯托弗 R., 韋登赫費爾 T. 申請人:沃思測量技術股份有限公司