專(zhuān)利名稱(chēng)：一種x射線(xiàn)數(shù)字成像的校正方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及數(shù)字成像技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種X射線(xiàn)數(shù)字成像的校正方法。
背景技術(shù)：
平板探測(cè)器是最近幾年被引入到醫(yī)用X-ray領(lǐng)域的，通過(guò)CsI:Tl閃爍體把X-ray轉(zhuǎn)化為可見(jiàn)光，隨后通過(guò)a-Si光電二極管轉(zhuǎn)換為電荷。電荷隨后被放大和數(shù)字化而讀出，從而可以獲得高質(zhì)量的圖像。目前在醫(yī)用X-ray領(lǐng)域數(shù)字成像系統(tǒng)中使用的大多數(shù)是這類(lèi)探測(cè)器。
由于直接數(shù)字成像系統(tǒng)以大規(guī)模固體探測(cè)器陣列為圖像獲取部件，因此不可避免的會(huì)遇到漂移(offset)，空間非均勻性(Gain)，壞點(diǎn)(defect point)，非線(xiàn)性響應(yīng)等固體探測(cè)器陣列固有的缺陷，如何對(duì)上述缺陷加以恰當(dāng)?shù)男拚蔀橹苯訑?shù)字成像系統(tǒng)設(shè)計(jì)中一項(xiàng)十分重要的問(wèn)題。
1.探測(cè)器的漂移(offset)影響探測(cè)器工作的環(huán)境因素隨時(shí)間的變化如溫度，濕度，氣壓，電磁環(huán)境等會(huì)導(dǎo)致探測(cè)器的輸出的變化，這些變化稱(chēng)為探測(cè)器的漂移。
2.探測(cè)器圖像的空間非均勻性(Gain)造成探測(cè)器成像不均勻的原因主要有以下三個(gè)方面的原因1)雖然在線(xiàn)性曝光劑量范圍內(nèi)探測(cè)器單個(gè)像元的X射線(xiàn)響應(yīng)是線(xiàn)性的，但不同像元的X射線(xiàn)響應(yīng)系數(shù)并不完全一致，從而導(dǎo)致圖像不均勻。
2)行驅(qū)動(dòng)電路，讀取放大器，A/D轉(zhuǎn)換器等外圍電路的不一致導(dǎo)致的圖像不均勻。
3)入射X射線(xiàn)本身固有的空間分布不均勻性導(dǎo)致的圖像不均勻。
這幾類(lèi)非均勻性盡管在圖像上的表現(xiàn)不同但都屬系統(tǒng)性的不均勻，在一定的限度內(nèi)可以通過(guò)軟件處理來(lái)加以校正。
3.探測(cè)器壞點(diǎn)(defect point)直接數(shù)字成像探測(cè)器以其像元對(duì)于X射線(xiàn)的線(xiàn)性響應(yīng)為成像基礎(chǔ)，如果某一像元對(duì)X射線(xiàn)的照射不響應(yīng)或響應(yīng)不良(存在明顯的非線(xiàn)性)則稱(chēng)其為壞點(diǎn)(defect point)。一個(gè)直接數(shù)字成像探測(cè)器通常由數(shù)百萬(wàn)個(gè)像元構(gòu)成，要制造一個(gè)不存在任何壞點(diǎn)的探測(cè)器幾乎是不可能的，出于成本的考慮允許探測(cè)器存在一定數(shù)量的壞點(diǎn)可以使成品率大幅度提高，通?？梢愿鶕?jù)不同探測(cè)器的物理特性及圖像質(zhì)量要求來(lái)確定壞點(diǎn)的接收準(zhǔn)則，在使用過(guò)程中探測(cè)器還會(huì)產(chǎn)生新的壞點(diǎn)。探測(cè)器壞點(diǎn)按其幾何形狀可分為點(diǎn)狀分布?jí)狞c(diǎn)(包含單點(diǎn)，雙點(diǎn)，多點(diǎn))，線(xiàn)狀分布?jí)狞c(diǎn)(單線(xiàn)，雙線(xiàn))，以及區(qū)域面狀分布?jí)狞c(diǎn)。這些壞點(diǎn)可由轉(zhuǎn)換層的缺陷，二極管陣列單元損壞或行列驅(qū)動(dòng)線(xiàn)及放大器損壞引起，有的探測(cè)器由于采用了多板拼接工藝也會(huì)存在拼接工藝線(xiàn)，此類(lèi)工藝線(xiàn)也納入線(xiàn)狀壞點(diǎn)的范疇。對(duì)于每一具體的探測(cè)器類(lèi)型而言制造商均制定了針對(duì)不同壞點(diǎn)類(lèi)型的詳細(xì)的接收規(guī)范規(guī)定每種壞點(diǎn)的數(shù)量，分布及位置關(guān)系作為探測(cè)器合格與否的判斷依據(jù)。
根據(jù)對(duì)成像鏈的系統(tǒng)分析，得知探測(cè)器平板的固有缺陷，這些缺陷如果未進(jìn)行系統(tǒng)校正，會(huì)影響最終圖像質(zhì)量。
發(fā)明內(nèi)容
為此，本發(fā)明提供了一種X射線(xiàn)數(shù)字成像的校正方法，其根據(jù)對(duì)成像鏈的物理學(xué)分析，利用數(shù)學(xué)模型對(duì)數(shù)字平板進(jìn)行Offset、Gain、Defect校正，以達(dá)到改善成像效果的目的。
本發(fā)明提供的一種X射線(xiàn)數(shù)字成像的校正方法具體表達(dá)如下1.探測(cè)器圖像的漂移校正(offset calibration)及空間非均勻性校正(gain calibration)。
①漂移校正及空間非均勻性校正基于以下的原理曝光后所獲得的探測(cè)器輸出Prow＝Px+Poffset；Poffset為曝光時(shí)所采集圖像中暗電荷引起的像元值，Px為由X射線(xiàn)照射所引起的實(shí)際像元值及有用像元信息值。故Px＝Prow-Poffset，而式中的Poffset在圖像采集時(shí)是沒(méi)法直接得到，由于Poffset由外界環(huán)境變化所導(dǎo)致因而是漸變的，它可以用曝光前采集的暗圖像像元值P‘offset來(lái)近似。因此實(shí)際的曝光圖像可用曝光后和曝光前所采集的兩幅圖像相減來(lái)獲得。
②基于在應(yīng)用范圍內(nèi)探測(cè)器像元的響應(yīng)是線(xiàn)性的特性，Pxn＝AnX，An為該像元的轉(zhuǎn)換系數(shù)。由于不同的像元An不完全相同，所以Pxn并不能代表像元處入射X射線(xiàn)的真實(shí)大小。因此還需求出各像元的An來(lái)加以修正。An可以用標(biāo)準(zhǔn)劑量的均勻X射線(xiàn)曝光采集來(lái)獲得及An＝PNgain/Xgain。PNgain為在標(biāo)準(zhǔn)Xgain劑量下所采集的參考圖像。通過(guò)應(yīng)用參考圖像的修正，最終可獲得入射X射線(xiàn)所包含的真實(shí)信息。由于An在探測(cè)器的工作過(guò)程中是長(zhǎng)期保持穩(wěn)定的，因此僅需定期采集參考圖像即可。
綜上所述可以采用以下的計(jì)算方法來(lái)完成漂移校正及空間非均勻性校正。
Pn＝C(PNrow-PNrawoffset)/(PNgain-PNgainoffset)Pn校正后最終像元值PNrow曝光后采集獲得的像元值PNrowoffset曝光前的暗像元值PNgain參考圖像曝光采集值PNgainoffset參考圖像曝光前所采集的暗像元值C為一個(gè)常數(shù)通?？赏ㄟ^(guò)設(shè)定標(biāo)準(zhǔn)劑量下圖像目標(biāo)亮度值來(lái)確定。
采用以上的校正方法逐點(diǎn)校正整幅圖像即可獲得穩(wěn)定的反映入射X射線(xiàn)真實(shí)信息的數(shù)字化圖像。
2.探測(cè)器壞點(diǎn)校正(defect calibration)a.首先對(duì)探測(cè)器壞點(diǎn)的標(biāo)定由于探測(cè)器壞點(diǎn)指哪些對(duì)X射線(xiàn)不響應(yīng)或響應(yīng)不良的點(diǎn)，因此可以采用標(biāo)準(zhǔn)參考均勻X射線(xiàn)Xdefect劑量下采集以檢出對(duì)X射線(xiàn)不響應(yīng)的壞點(diǎn)，然后分別在2倍defect、50倍defect及60倍defect劑量下曝光采集以檢出響應(yīng)不線(xiàn)性的壞點(diǎn)；由于經(jīng)過(guò)漂移校正及空間非均勻性校正后獲得的均勻劑量下的圖像P應(yīng)呈現(xiàn)以平均亮度P0為期望值，標(biāo)準(zhǔn)差為δ的正態(tài)分布。對(duì)于分布在nδ之外的像元?jiǎng)t標(biāo)定為壞點(diǎn)，n的取值通常為2～4之間，由設(shè)計(jì)者選定。通過(guò)以上的步驟即可獲得標(biāo)定了所有壞點(diǎn)位置的壞點(diǎn)圖(defect map)。接下來(lái)根據(jù)得到的壞點(diǎn)圖，利用插值算法進(jìn)行修正，這一步校正工作在完成漂移校正及空間非均勻性校正后進(jìn)行。
b.探測(cè)器壞點(diǎn)的校正壞點(diǎn)校正的基本方法為采用臨近像素插值法進(jìn)行修正，但必須考慮該點(diǎn)周?chē)裨臓顩r(臨近有無(wú)其他壞點(diǎn))選用不同的插值算法，通常由設(shè)計(jì)者根據(jù)探測(cè)器制造商提供的接收準(zhǔn)則及自身試驗(yàn)結(jié)果來(lái)設(shè)計(jì)，在此不詳細(xì)介紹。
另外，在探測(cè)器壞點(diǎn)校正中有以下幾個(gè)方面的因素需要加以關(guān)注1)探測(cè)器MTF越高則壞點(diǎn)校正的偽影越嚴(yán)重，因?yàn)镸TF越高臨近像元包含本像元的信息越少(信息的點(diǎn)擴(kuò)散函數(shù))，極端情況下壞點(diǎn)位置的圖像信息將完全丟失不能由臨近像元插值獲得。因此應(yīng)根據(jù)探測(cè)器MTF來(lái)制定插值方案。
2)應(yīng)根據(jù)像元密度梯度來(lái)調(diào)整插值的權(quán)重，每一壞點(diǎn)周?chē)?個(gè)臨近像元(16個(gè)次臨近像元)存在4個(gè)梯度方向(水平，垂直，左斜，右斜)，對(duì)于密度梯度較小的方向可給予較高的權(quán)重或者僅采用此方向插值，可減小插值帶來(lái)的偽影。
3)設(shè)定插值算法的限定條件，對(duì)于不能滿(mǎn)足條件的壞點(diǎn)則放棄插值(如臨近壞點(diǎn)太多)。以避免因插值帶來(lái)的信息錯(cuò)誤。
由此可見(jiàn)，經(jīng)過(guò)漂移校正，空間非均勻性校正，壞點(diǎn)校正可獲得穩(wěn)定、完整、正確地反映入射X射線(xiàn)信息的數(shù)字圖像，這種圖像被稱(chēng)為潔凈圖像(clean image)，可用于圖像存儲(chǔ)及表達(dá)。獲得潔凈圖像的過(guò)程通常稱(chēng)為圖像的預(yù)處理。
綜上所述，通過(guò)圖像預(yù)處理可以校正直接數(shù)字成像系統(tǒng)固有的系統(tǒng)性缺陷從而達(dá)到改善成像效果的目的。
下面，結(jié)合附圖和實(shí)施例詳細(xì)說(shuō)明依據(jù)本發(fā)明提出的具體方法的細(xì)節(jié)及工作情況。
圖1為本發(fā)明的維護(hù)界面圖。
圖2為本發(fā)明的校正界面圖。
圖3為本發(fā)明的進(jìn)行漂移校正界面圖。
圖4為本發(fā)明的進(jìn)行非線(xiàn)性校正界面圖。
圖5為本發(fā)明的進(jìn)行壞點(diǎn)校正界面圖。
圖6-1為本發(fā)明一實(shí)施例的校正流程圖。
圖6-2為本發(fā)明的圖像校正流程圖。
圖7為本發(fā)明一實(shí)施例的校正數(shù)據(jù)流圖。
圖8為本發(fā)明未經(jīng)校正原始圖像。
圖9為本發(fā)明經(jīng)校正后的圖像。
圖10表示壞點(diǎn)信號(hào)可以被相鄰點(diǎn)捕捉。
具體實(shí)施例方式
如附圖6-7所示，本發(fā)明提供了一種X射線(xiàn)數(shù)字成像的校正方法，其包括下列步驟一、開(kāi)始采集圖像數(shù)據(jù)，得到原始圖像；二、對(duì)上述原始圖像進(jìn)行漂移校正；三、對(duì)上述原始圖像進(jìn)行空間非均勻性校正；四、對(duì)上述原始圖像進(jìn)行壞點(diǎn)校正；五、最后得到潔凈圖像可用于圖像存儲(chǔ)及表達(dá)。
本發(fā)明實(shí)施例使用的平板探測(cè)器采用Trixell公司提供的Pixium 4600型平板探測(cè)器進(jìn)行校正，外部環(huán)境是在恒溫操作室中，探測(cè)器通電4個(gè)小時(shí)后，探測(cè)器溫度基本穩(wěn)定不變下進(jìn)行的。射線(xiàn)源到平板的S工D的距離是150cm，采用21mm的鋁過(guò)濾器，并且發(fā)生器的設(shè)置是70kV用來(lái)進(jìn)行g(shù)ain和defect校準(zhǔn)。
本發(fā)明提供的一種X射線(xiàn)數(shù)字成像的校正方法中所述的漂移校正(offset calibration)及空間非均勻性校正(gain calibration)步驟如下曝光后所獲得的探測(cè)器輸出Prow＝Px+Poffset；Poffset為曝光時(shí)所采集圖像中暗電荷引起的像元值，Px為由X射線(xiàn)照射所引起的實(shí)際像元值及有用像元信息值；故Px＝Prow-Poffset，而式中的Poffset在圖像采集時(shí)是沒(méi)法直接得到，由于Poffset由外界環(huán)境變化所導(dǎo)致因而是漸變的，它可以用曝光前采集的暗圖像像元值P‘offset來(lái)近似，因此實(shí)際的曝光圖像可用曝光后和曝光前所采集的兩幅圖像相減來(lái)獲得；基于在應(yīng)用范圍內(nèi)探測(cè)器像元的響應(yīng)是線(xiàn)性的特性，Pxn＝AnX，An為該像元的轉(zhuǎn)換系數(shù)；由于不同的像元An不完全相同，所以Pxn并不能代表像元處入射X射線(xiàn)的真實(shí)大小，因此還需求出各像元的An來(lái)加以修正，An可以用標(biāo)準(zhǔn)劑量的均勻X射線(xiàn)曝光采集來(lái)獲得及An＝PNgain/Xgain。PNgain為在標(biāo)準(zhǔn)Xgain劑量下所采集的參考圖像；通過(guò)應(yīng)用參考圖像的修正，最終可獲得入射X射線(xiàn)所包含的真實(shí)信息；由于An在探測(cè)器的工作過(guò)程中是長(zhǎng)期保持穩(wěn)定的，因此僅需定期采集參考圖像即可；其可通過(guò)下列計(jì)算方法來(lái)完成漂移校正及空間非均勻性校正；Pn＝C(PNrow-PNrawoffset)/(PNgain-PNgainoffset)Pn校正后最終像元值PNrow曝光后采集獲得的像元值PNrowoffset曝光前的暗像元值PNgain參考圖像曝光采集值PNgainoffset參考圖像曝光前所采集的暗像元值C為一個(gè)常數(shù)通常可通過(guò)設(shè)定標(biāo)準(zhǔn)劑量下圖像目標(biāo)亮度值來(lái)確定。
采用以上的校正方法逐點(diǎn)校正整幅圖像即可獲得穩(wěn)定的反映入射X射線(xiàn)真實(shí)信息的數(shù)字化圖像。
本發(fā)明提供的一種X射線(xiàn)數(shù)字成像的校正方法中所述的探測(cè)器壞點(diǎn)校正(defect calibration)步驟如下a.首先對(duì)探測(cè)器壞點(diǎn)的標(biāo)定由于探測(cè)器壞點(diǎn)指哪些對(duì)X射線(xiàn)不響應(yīng)或響應(yīng)不良的點(diǎn)，因此可以采用標(biāo)準(zhǔn)參考均勻X射線(xiàn)X defect劑量下采集以檢出對(duì)X射線(xiàn)不響應(yīng)的壞點(diǎn)，然后分別在2倍defect、50倍defect及60倍defect劑量下曝光采集以檢出響應(yīng)不線(xiàn)性的壞點(diǎn)；由于經(jīng)過(guò)漂移校正及空間非均勻性校正后獲得的均勻劑量下的圖像P應(yīng)呈現(xiàn)以平均亮度P0為期望值，標(biāo)準(zhǔn)差為δ的正態(tài)分布；對(duì)于分布在nδ之外的像元?jiǎng)t標(biāo)定為壞點(diǎn)，n的取值通常為2～4之間，由設(shè)計(jì)者選定；通過(guò)以上的步驟即可獲得標(biāo)定了所有壞點(diǎn)位置的壞點(diǎn)圖(defect map)。接下來(lái)根據(jù)得到的壞點(diǎn)圖，利用插值算法進(jìn)行修正，這一步校正工作在完成漂移校正及空間非均勻性校正后進(jìn)行；b.探測(cè)器壞點(diǎn)的校正壞點(diǎn)校正的基本方法為采用臨近像素插值法進(jìn)行修正，但必須考慮該點(diǎn)周?chē)裨臓顩r(臨近有無(wú)其他壞點(diǎn))選用不同的插值算法，通常由設(shè)計(jì)者根據(jù)探測(cè)器制造商提供的接收準(zhǔn)則及自身試驗(yàn)結(jié)果來(lái)設(shè)計(jì)。
本發(fā)明提供的一種X射線(xiàn)數(shù)字成像的校正方法中所述的探測(cè)器壞點(diǎn)校正(defect calibration)步驟還有以下幾個(gè)方面的因素需要加以關(guān)注，如附圖10所示1、探測(cè)器MTF越高則壞點(diǎn)校正的偽影越嚴(yán)重，因?yàn)镸TF越高臨近像元包含本像元的信息越少(信息的點(diǎn)擴(kuò)散函數(shù))，極端情況下壞點(diǎn)位置的圖像信息將完全丟失不能由臨近像元插值獲得；因此應(yīng)根據(jù)探測(cè)器MTF來(lái)制定插值方案。
2、應(yīng)根據(jù)像元密度梯度來(lái)調(diào)整插值的權(quán)重，每一壞點(diǎn)周?chē)?個(gè)臨近像元(16個(gè)次臨近像元)存在4個(gè)梯度方向(水平，垂直，左斜，右斜)，對(duì)于密度梯度較小的方向可給予較高的權(quán)重或者僅采用此方向插值，可減小插值帶來(lái)的偽影。
3、設(shè)定插值算法的限定條件，對(duì)于不能滿(mǎn)足條件的壞點(diǎn)則放棄插值(如臨近壞點(diǎn)太多)。以避免因插值帶來(lái)的信息錯(cuò)誤。
由此可見(jiàn)，經(jīng)過(guò)漂移校正，空間非均勻性校正，壞點(diǎn)校正可獲得穩(wěn)定、完整、正確地反映入射X射線(xiàn)信息的數(shù)字圖像，這種圖像被稱(chēng)為潔凈圖像(clean image)，可用于圖像存儲(chǔ)及表達(dá)。獲得潔凈圖像的過(guò)程通常稱(chēng)為圖像的預(yù)處理。
本發(fā)明提供了一種X射線(xiàn)數(shù)字成像的校正方法具體操作步驟表達(dá)如下如圖1所示，打開(kāi)本發(fā)明的維護(hù)界面；點(diǎn)擊校準(zhǔn)，如圖2所示出現(xiàn)校準(zhǔn)界面；以下就是進(jìn)行本發(fā)明校正的具體過(guò)程，首先進(jìn)行漂移校正，如圖3所示這步不需要x射線(xiàn)下采集，點(diǎn)擊校正，軟件自動(dòng)采集當(dāng)前環(huán)境下的暗圖像。共3幅圖像，取平均；下一步進(jìn)行空間非線(xiàn)性gain校正，如圖4所示，點(diǎn)擊校正，在標(biāo)準(zhǔn)的、均勻的X射線(xiàn)劑量5uGy下(軟件會(huì)自動(dòng)提示用戶(hù)采用此劑量)，連續(xù)采集12幅x射線(xiàn)圖像，每采集一幅圖像，軟件自動(dòng)和前獲得的漂移圖像進(jìn)行處理，得到Pgainoffset圖像；最后進(jìn)行壞點(diǎn)defect校正，如圖5所示，點(diǎn)擊采集圖像，分別在劑量0.6uGy、1.2uGy、30uGy和36uGy條件下采集4幅圖像，得出壞點(diǎn)分布圖，最后點(diǎn)擊校正，本發(fā)明根據(jù)數(shù)學(xué)模型進(jìn)行插值計(jì)算出壞點(diǎn)圖像。
此外，本發(fā)明提供的一種X射線(xiàn)數(shù)字成像的校正方法設(shè)置每隔固定時(shí)間自動(dòng)進(jìn)行offset校正，一般設(shè)置為間隔2分鐘，不斷的消除周?chē)h(huán)境帶來(lái)的不利影響。
經(jīng)過(guò)以上步驟操作，可以對(duì)平板成像探測(cè)器作校正。而且明顯的減少了相鄰放大器通道和相鄰放大器芯片的空間上不同的非線(xiàn)性。經(jīng)過(guò)實(shí)際臨床使用得到了很好的效果。
當(dāng)然，隨著平板探測(cè)器的二極管陣列的不斷積累電荷然后被讀取，肯定會(huì)出現(xiàn)新的非線(xiàn)性區(qū)域和壞點(diǎn)等，這就需要不斷的對(duì)平板進(jìn)行校正，大概時(shí)間是半年需要校正一次，這步工作需要專(zhuān)業(yè)人員操作。
舉例說(shuō)明，圖8-9兩幅圖像分別是利用平板探測(cè)器采集的兩幅DR圖像，圖8是采集的原始圖像，其中包括1、壞點(diǎn)；2、非線(xiàn)性區(qū)域；3、平板拼接縫；4、壞線(xiàn)。而圖9是經(jīng)過(guò)本發(fā)明方法校正后的圖像；兩幅圖像都是在同樣的外部環(huán)境下，同樣的x射線(xiàn)質(zhì)下采集的圖像。其中發(fā)生器條件是50kv、3.3mAs。SID距離一樣。由上述兩個(gè)圖像可見(jiàn)，經(jīng)過(guò)本發(fā)明的漂移校正，空間非均勻性校正，壞點(diǎn)校正可獲得穩(wěn)定、完整、正確地反映入射X射線(xiàn)信息的數(shù)字圖像，這種圖像被稱(chēng)為潔凈圖像(clean image)，可用于圖像存儲(chǔ)及表達(dá)。
權(quán)利要求
1.一種X射線(xiàn)數(shù)字成像的校正方法，其特征在于該校正方法包括下列步驟一、開(kāi)始采集圖像數(shù)據(jù)，得到原始圖像；二、對(duì)上述原始圖像進(jìn)行漂移校正；三、對(duì)上述原始圖像進(jìn)行空間非均勻性校正；四、對(duì)上述原始圖像進(jìn)行壞點(diǎn)校正；五、最后得到潔凈圖像用于圖像存儲(chǔ)及表達(dá)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種X射線(xiàn)數(shù)字成像的校正方法，其特征在于所述的漂移校正及空間非均勻性校正步驟如下曝光后所獲得的探測(cè)器輸出Prow＝Px+Poffset；Poffset為曝光時(shí)所采集圖像中暗電荷引起的像元值，Px為由X射線(xiàn)照射所引起的實(shí)際像元值及有用像元信息值；故Px＝Prow-Poffset，而式中的Poffset在圖像采集時(shí)是沒(méi)法直接得到，由于Poffset由外界環(huán)境變化所導(dǎo)致因而是漸變的，它可以用曝光前采集的暗圖像像元值P‘offset來(lái)近似，因此實(shí)際的曝光圖像可用曝光后和曝光前所采集的兩幅圖像相減來(lái)獲得；基于在應(yīng)用范圍內(nèi)探測(cè)器像元的響應(yīng)是線(xiàn)性的特性，Pxn＝AnX，An為該像元的轉(zhuǎn)換系數(shù)；由于不同的像元An不完全相同，所以Pxn并不能代表像元處入射X射線(xiàn)的真實(shí)大小，因此還需求出各像元的An來(lái)加以修正，An可以用標(biāo)準(zhǔn)劑量的均勻X射線(xiàn)曝光采集來(lái)獲得及An＝PNgain/Xgain。PNgain為在標(biāo)準(zhǔn)Xgain劑量下所采集的參考圖像；通過(guò)應(yīng)用參考圖像的修正，最終可獲得入射X射線(xiàn)所包含的真實(shí)信息；由于An在探測(cè)器的工作過(guò)程中是長(zhǎng)期保持穩(wěn)定的，因此僅需定期采集參考圖像即可；其可通過(guò)下列計(jì)算方法來(lái)完成漂移校正及空間非均勻性校正；Pn＝C(PNrow-PNrawoffset)/(PNgain-PNgainoffset)Pn校正后最終像元值PNrow曝光后采集獲得的像元值PNrowoffset曝光前的暗像元值PNgain參考圖像曝光采集值PNgainoffset參考圖像曝光前所采集的暗像元值C為一個(gè)常數(shù)通常可通過(guò)設(shè)定標(biāo)準(zhǔn)劑量下圖像目標(biāo)亮度值來(lái)確定。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種X射線(xiàn)數(shù)字成像的校正方法，其特征在于所述的壞點(diǎn)校正步驟如下a.首先對(duì)探測(cè)器壞點(diǎn)的標(biāo)定由于探測(cè)器壞點(diǎn)指哪些對(duì)X射線(xiàn)不響應(yīng)或響應(yīng)不良的點(diǎn)，因此可以采用標(biāo)準(zhǔn)參考均勻X射線(xiàn)Xdefect劑量下采集以檢出對(duì)X射線(xiàn)不響應(yīng)的壞點(diǎn)，然后分別在2倍defect、50倍defect及60倍defect劑量下曝光采集以檢出響應(yīng)不線(xiàn)性的壞點(diǎn)；由于經(jīng)過(guò)漂移校正及空間非均勻性校正后獲得的均勻劑量下的圖像P應(yīng)呈現(xiàn)以平均亮度P0為期望值，標(biāo)準(zhǔn)差為δ的正態(tài)分布。對(duì)于分布在nδ之外的像元?jiǎng)t標(biāo)定為壞點(diǎn)，n的取值通常為2～4之間，由設(shè)計(jì)者選定；通過(guò)以上的步驟即可獲得標(biāo)定了所有壞點(diǎn)位置的壞點(diǎn)圖(defect map)；接下來(lái)根據(jù)得到的壞點(diǎn)圖，利用插值算法進(jìn)行修正，這一步校正工作在完成漂移校正及空間非均勻性校正后進(jìn)行；b.探測(cè)器壞點(diǎn)的校正壞點(diǎn)校正的基本方法為采用臨近像素插值法進(jìn)行修正，但必須考慮該點(diǎn)周?chē)裨臓顩r(臨近有無(wú)其他壞點(diǎn))選用不同的插值算法，通常由設(shè)計(jì)者根據(jù)探測(cè)器制造商提供的接收準(zhǔn)則及自身試驗(yàn)結(jié)果來(lái)設(shè)計(jì)。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種X射線(xiàn)數(shù)字成像的校正方法，其特征在于所述的壞點(diǎn)校正步驟中需要加以關(guān)注如下問(wèn)題a、探測(cè)器MTF越高則壞點(diǎn)校正的偽影越嚴(yán)重，因?yàn)镸TF越高臨近像元包含本像元的信息越少(信息的點(diǎn)擴(kuò)散函數(shù))，極端情況下壞點(diǎn)位置的圖像信息將完全丟失不能由臨近像元插值獲得；因此應(yīng)根據(jù)探測(cè)器MTF來(lái)制定插值方案；b、應(yīng)根據(jù)像元密度梯度來(lái)調(diào)整插值的權(quán)重，每一壞點(diǎn)周?chē)?個(gè)臨近像元(16個(gè)次臨近像元)存在4個(gè)梯度方向(水平，垂直，左斜，右斜)，對(duì)于密度梯度較小的方向可給予較高的權(quán)重或者僅采用此方向插值，可減小插值帶來(lái)的偽影；c、設(shè)定插值算法的限定條件，對(duì)于不能滿(mǎn)足條件的壞點(diǎn)則放棄插值(如臨近壞點(diǎn)太多)；以避免因插值帶來(lái)的信息錯(cuò)誤。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種X射線(xiàn)數(shù)字成像的校正方法，其特征在于該校正方法包括下列步驟a、打開(kāi)維護(hù)界面；點(diǎn)擊校準(zhǔn)，出現(xiàn)校準(zhǔn)界面；以下就是進(jìn)行校正的具體過(guò)程首先進(jìn)行漂移校正，這步不需要x射線(xiàn)下采集，點(diǎn)擊校正，軟件自動(dòng)采集當(dāng)前環(huán)境下的暗圖像，共3幅圖像，取平均；b、下一步進(jìn)行空間非線(xiàn)性gain校正，點(diǎn)擊校正，在標(biāo)準(zhǔn)的、均勻的X射線(xiàn)劑量5uGy下，連續(xù)采集12幅x射線(xiàn)圖像，每采集一幅圖像，自動(dòng)和前獲得的漂移圖像進(jìn)行處理，得到Pgainoffset圖像；c、最后進(jìn)行壞點(diǎn)defect校正，點(diǎn)擊采集圖像，分別在劑量0.6uGy、1.2uGy、30uGy和36uGy條件下采集4幅圖像，得出壞點(diǎn)分布圖，最后點(diǎn)擊校正，根據(jù)數(shù)學(xué)模型進(jìn)行插值計(jì)算出壞點(diǎn)圖像。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種X射線(xiàn)數(shù)字成像的校正方法，其特征在于該校正方法設(shè)置每隔固定時(shí)間自動(dòng)進(jìn)行offset校正，一般設(shè)置為間隔2分鐘。
全文摘要
本發(fā)明涉及數(shù)字成像技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種X射線(xiàn)數(shù)字成像的校正方法。本發(fā)明根據(jù)對(duì)成像鏈的物理學(xué)分析，利用數(shù)學(xué)模型對(duì)數(shù)字平板進(jìn)行漂移校正，空間非均勻性校正，壞點(diǎn)校正后，可獲得穩(wěn)定、完整、正確地反映入射X射線(xiàn)信息的數(shù)字圖像，這種圖像可用于圖像存儲(chǔ)及表達(dá)。本發(fā)明通過(guò)圖像預(yù)處理可以校正直接數(shù)字成像系統(tǒng)固有的系統(tǒng)性缺陷從而達(dá)到改善成像效果的目的。
文檔編號(hào)G03B42/02GK1881075SQ20051002678
公開(kāi)日2006年12月20日 申請(qǐng)日期2005年6月15日 優(yōu)先權(quán)日2005年6月15日
發(fā)明者楊葉 申請(qǐng)人:上海醫(yī)療器械廠有限公司