本發(fā)明涉及醫(yī)療電子設(shè)備技術(shù)領(lǐng)域，主要涉及一種基于光信號探測器的成像設(shè)備的自動(dòng)曝光控制方法及曝光系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

自動(dòng)曝光控制系統(tǒng)在基于x射線進(jìn)行成像過程中，其目的在于，保證圖像質(zhì)量的同時(shí)，盡量降低x射線曝光的劑量，以對受檢者進(jìn)行保護(hù)；考慮到臨床受檢者的體型、受檢的體位、擺位的不同以及不同成像設(shè)備的差異，單純依靠臨床物理師憑經(jīng)驗(yàn)設(shè)置的曝光參數(shù)進(jìn)行成像，其曝光劑量往往達(dá)不到需求。例如：如果曝光劑量過高，則受檢者將承受過多的x射線照射，罹患重大疾病的風(fēng)險(xiǎn)增大；而如果曝光劑量過低，獲得的圖像質(zhì)量較差，會嚴(yán)重影響醫(yī)生的臨床診斷；因此，實(shí)現(xiàn)智能化的曝光劑量控制對于x射線來說至關(guān)重要。

現(xiàn)有技術(shù)中，主要采用下述兩種方式實(shí)現(xiàn)自動(dòng)曝光控制的方法。

其中一種是通過在成像探測器表面設(shè)置電離室，該電離室和高壓發(fā)生器的接口電路進(jìn)行連接，在x射線穿透電離室的氣體區(qū)域時(shí)部分射線被吸收并轉(zhuǎn)化為電信號，電信號通過積分電路轉(zhuǎn)化為電壓信號，待電壓達(dá)到一定閾值時(shí)，高壓發(fā)生器將停止曝光。另外一種是采用兩次曝光的模式，在第一次曝光采用低劑量，在計(jì)算機(jī)上對低劑量曝光圖像進(jìn)行處理統(tǒng)計(jì)，分析圖像的信噪比或均值等，按照一定的比值關(guān)系，調(diào)整管電流或曝光時(shí)間，得到第二次曝光需要的劑量，然后實(shí)施第二次曝光獲取最終圖像。

上述兩種自動(dòng)曝光控制方法各有不足。采用電離室的方法缺點(diǎn)在于，這些電離室覆蓋于成像探測器前表面，造成了x射線的額外衰減，影響電離室覆蓋區(qū)域的探測器單元對x射線的捕獲；這就要求電離室盡可能的薄，以減少對探測器成像的影響；如此，會使得電離室的硬件制造成本增加，并且也會影響電離室對x射線探測的精度。采用兩次曝光的模式的缺點(diǎn)在于，雖然第一次曝光劑量很低，但采用兩次曝光，才能得到用于診斷的成像圖像，增加了成像的時(shí)間；特別是在第一次曝光采用極低劑量時(shí)，對高壓發(fā)生器的穩(wěn)定性有更高的要求。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的在于提供一種成像設(shè)備的自動(dòng)曝光控制方法及曝光系統(tǒng)。

為了實(shí)現(xiàn)上述發(fā)明目的之一，本發(fā)明一實(shí)施方式的成像設(shè)備的自動(dòng)曝光控制方法，所述方法包括以下步驟：

配置曝光參數(shù)以及工作參數(shù)；

所述曝光參數(shù)至少包括：光信號發(fā)射設(shè)備的偏置電壓、管電流，及一次曝光持續(xù)時(shí)長；

所述工作參數(shù)至少包括：光信號接收設(shè)備的曝光采樣開始時(shí)間、期望曝光指示系數(shù)，及感興趣區(qū)域；

觸發(fā)成像設(shè)備以發(fā)出曝光使能信號后，實(shí)時(shí)接收光信號發(fā)射設(shè)備根據(jù)所述曝光參數(shù)持續(xù)發(fā)射的曝光光信號，并實(shí)時(shí)記錄當(dāng)前曝光光信號持續(xù)接收的時(shí)間，

若當(dāng)前曝光光信號持續(xù)接收的時(shí)間等于曝光采樣開始時(shí)間，則對曝光光信號在所述感興趣區(qū)域形成的電荷信號進(jìn)行采樣，形成電荷信號陣列，并記錄采樣持續(xù)時(shí)間；

根據(jù)采樣獲取的電荷信號陣列獲取實(shí)際曝光指示系數(shù)，并記錄曝光指示系數(shù)計(jì)算時(shí)間；

根據(jù)所述期望曝光指示系數(shù)、實(shí)際曝光指示系數(shù)、曝光采樣開始時(shí)間、采樣持續(xù)時(shí)間、曝光指示系數(shù)計(jì)算時(shí)間確定剩余曝光時(shí)間；

按照所述剩余曝光時(shí)間開始計(jì)時(shí)，當(dāng)計(jì)時(shí)時(shí)間等于剩余曝光時(shí)間時(shí)，發(fā)送曝光終止信號。

作為本發(fā)明一實(shí)施方式的進(jìn)一步改進(jìn)，所述方法還包括：

所述曝光采樣開始時(shí)間為一次曝光持續(xù)時(shí)長的1/40~1/2。

作為本發(fā)明一實(shí)施方式的進(jìn)一步改進(jìn)，所述“若當(dāng)前曝光光信號持續(xù)接收的時(shí)間等于曝光采樣開始時(shí)間，則對曝光光信號在所述感興趣區(qū)域形成的電荷信號進(jìn)行采樣，形成電荷信號陣列，并記錄采樣持續(xù)時(shí)間”具體包括：

對曝光光信號形成的電荷信號進(jìn)行采樣，形成電荷信號陣列，并對所述電荷信號陣列進(jìn)行校正，形成校正電荷信號陣列；

識別曝光光信號的實(shí)際投影區(qū)域和背景區(qū)域，根據(jù)所述實(shí)際投影區(qū)域、感興趣區(qū)域、以及背景區(qū)域的位置關(guān)系，獲取校正電荷信號陣列中實(shí)際用于數(shù)據(jù)分析的解析電荷信號陣列；

根據(jù)所述解析電荷信號陣列中各個(gè)電荷信號的灰度值獲得曝光指示系數(shù)。

作為本發(fā)明一實(shí)施方式的進(jìn)一步改進(jìn)，“對所述電荷信號陣列進(jìn)行校正，形成校正電荷信號陣列”中，

所述校正包括：對所述電荷信號陣列曝光時(shí)間歸一化、暗場校正、增益校正以及缺陷校正。

作為本發(fā)明一實(shí)施方式的進(jìn)一步改進(jìn)，“根據(jù)所述解析電荷信號陣列中各個(gè)電荷信號的灰度值獲得曝光指示系數(shù)”具體包括：

所述曝光指示系數(shù)為所述解析電荷信號的平均值，或所述解析電荷信號的加權(quán)平均值。

為了實(shí)現(xiàn)上述發(fā)明目的之一，本發(fā)明一實(shí)施方式的成像設(shè)備的自動(dòng)曝光系統(tǒng)，所述系統(tǒng)包括：工作站、光信號發(fā)生器、光信號探測器以及控制單元；

所述工作站用于配置曝光參數(shù)至所述光信號發(fā)生器，以及配置工作參數(shù)發(fā)送至所述光信號探測器；

所述曝光參數(shù)至少包括：光信號發(fā)生器的偏置電壓、管電流，及一次曝光持續(xù)時(shí)間；

所述工作參數(shù)至少包括：光信號探測器的曝光采樣開始時(shí)間、期望曝光指示系數(shù)，及感興趣區(qū)域；

所述成像設(shè)備被觸發(fā)以發(fā)出曝光使能信號后，所述光信號探測器用于實(shí)時(shí)接收光信號發(fā)射設(shè)備根據(jù)所述曝光參數(shù)持續(xù)發(fā)射的曝光光信號；

所述控制單元用于實(shí)時(shí)記錄當(dāng)前曝光光信號持續(xù)接收的時(shí)間；若當(dāng)前曝光光信號持續(xù)接收的時(shí)間等于曝光采樣開始時(shí)間，則對曝光光信號在所述感興趣區(qū)域形成的電荷信號進(jìn)行采樣，形成電荷信號陣列，并記錄采樣持續(xù)時(shí)間；

所述控制單元還用于：根據(jù)采樣獲取的電荷信號陣列獲取實(shí)際曝光指示系數(shù)，并記錄曝光指示系數(shù)計(jì)算時(shí)間；

根據(jù)所述期望曝光指示系數(shù)、實(shí)際曝光指示系數(shù)、曝光采樣開始時(shí)間、采樣持續(xù)時(shí)間、曝光指示系數(shù)計(jì)算時(shí)間確定剩余曝光時(shí)間；

按照所述剩余曝光時(shí)間開始計(jì)時(shí)，當(dāng)計(jì)時(shí)時(shí)間等于剩余曝光時(shí)間時(shí)，發(fā)送曝光終止信號至光信號發(fā)生器。

作為本發(fā)明一實(shí)施方式的進(jìn)一步改進(jìn)，所述曝光采樣開始時(shí)間為一次曝光持續(xù)時(shí)長的1/40~1/2。

作為本發(fā)明一實(shí)施方式的進(jìn)一步改進(jìn)，所述控制模塊具體用于：

對曝光光信號形成的電荷信號進(jìn)行采樣，形成電荷信號陣列，并對所述電荷信號陣列進(jìn)行校正，形成校正電荷信號陣列；

識別曝光光信號的實(shí)際投影區(qū)域和背景區(qū)域，根據(jù)所述實(shí)際投影區(qū)域、感興趣區(qū)域、以及背景區(qū)域的位置關(guān)系，獲取校正電荷信號陣列中實(shí)際用于數(shù)據(jù)分析的解析電荷信號陣列；

根據(jù)所述解析電荷信號陣列中各個(gè)電荷信號的灰度值獲得曝光指示系數(shù)。

作為本發(fā)明一實(shí)施方式的進(jìn)一步改進(jìn)，所述控制模塊具體用于對所述電荷信號陣列進(jìn)行校正時(shí)，所述校正包括：對所述電荷信號陣列曝光時(shí)間歸一化、暗場校正、增益校正以及缺陷校正。

作為本發(fā)明一實(shí)施方式的進(jìn)一步改進(jìn)，所述控制模塊具體用于根據(jù)所述解析電荷信號陣列中各個(gè)電荷信號的灰度值獲得曝光指示系數(shù)時(shí)，

所述曝光指示系數(shù)為所述解析電荷信號的平均值，或所述解析電荷信號的加權(quán)平均值。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的成像設(shè)備的自動(dòng)曝光控制方法及曝光系統(tǒng)，無需增加額外的裝置，即可以完成曝光，避免光信號的額外衰減，并降低成像設(shè)備的制造成本；同時(shí)，精確控制曝光劑量，無需二次曝光，在降低曝光劑量的同時(shí)，保證圖像質(zhì)量，從而提高了成像設(shè)備的易用性和使用效率。

附圖說明

圖1是本發(fā)明一實(shí)施方式中成像設(shè)備的自動(dòng)曝光控制方法的流程圖；

圖2是本發(fā)明一具體示例中電荷信號陣列的處理流程圖；

圖3是本發(fā)明一實(shí)施方式中成像設(shè)備的自動(dòng)曝光系統(tǒng)的模塊示意圖；

圖4a-圖4d是本發(fā)明一具體示例中曝光光信號的實(shí)際投影區(qū)域、感興趣區(qū)域、以及背景區(qū)域的位置關(guān)系圖；

圖5是本發(fā)明一具體示例中基于x射線的成像設(shè)備的自動(dòng)曝光系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖。

具體實(shí)施方式

以下將結(jié)合附圖所示的各實(shí)施方式對本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)描述。但這些實(shí)施方式并不限制本發(fā)明，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員根據(jù)這些實(shí)施方式所做出的結(jié)構(gòu)、方法、或功能上的變換均包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍內(nèi)。

如圖1所示，在本發(fā)明一實(shí)施方式中成像設(shè)備的自動(dòng)曝光控制方法，所述方法包括以下步驟：

s1、配置曝光參數(shù)以及工作參數(shù)；

所述曝光參數(shù)至少包括：光信號發(fā)射設(shè)備的一次曝光的持續(xù)時(shí)長；

本發(fā)明具體示例中，所述光信號發(fā)射設(shè)備為光信號發(fā)生器，光信號發(fā)生器可包括：高壓發(fā)生器以及球管。在本發(fā)明的具體實(shí)施方式中，所述曝光參數(shù)還包括：球管陰極與陽極之間的偏置電壓，常用kv（千伏）值表示；球管的管電流，常用ma（毫安）值表示；所述曝光的持續(xù)時(shí)長常用時(shí)間s（秒）值表示；在此不做詳細(xì)贅述。

所述工作參數(shù)至少包括：光信號接收設(shè)備的曝光采樣開始時(shí)間、期望曝光指示系數(shù)、感興趣區(qū)域；所述感興趣域的大小可以采用其邊界的坐標(biāo)值表示，所述感興趣區(qū)域?yàn)橐粋€(gè)或多個(gè)其可以根據(jù)用戶需要指定，在此不做詳細(xì)贅述。

期望曝光指示系數(shù)其通常為一組預(yù)設(shè)的值，其同樣可以根據(jù)用戶需要進(jìn)行設(shè)定，也可以根據(jù)以往的經(jīng)驗(yàn)值進(jìn)行設(shè)定，例如：在以往采用受檢組織部位正常的曝光劑量進(jìn)行拍攝后，感興趣區(qū)域電荷信號陣列的平均值或一組像素區(qū)域電荷信號陣列的加權(quán)平均值，在此不做詳細(xì)贅述。

本發(fā)明一實(shí)施方式中，所述成像設(shè)備的自動(dòng)曝光控制方法還包括：

s2、實(shí)時(shí)接收光信號發(fā)射設(shè)備根據(jù)所述曝光參數(shù)持續(xù)發(fā)射的曝光光信號，并實(shí)時(shí)記錄當(dāng)前曝光光信號持續(xù)接收的時(shí)間，

若當(dāng)前曝光光信號持續(xù)接收的時(shí)間等于曝光采樣開始時(shí)間，則對曝光光信號在所述感興趣區(qū)域形成的電荷信號進(jìn)行采樣，形成電荷信號陣列，并記錄采樣持續(xù)時(shí)間；

根據(jù)采樣獲取的電荷信號陣列獲取實(shí)際曝光指示系數(shù)，并記錄曝光指示系數(shù)計(jì)算時(shí)間；

通常情況下，工作參數(shù)配置完成，成像設(shè)備被觸發(fā)，即發(fā)出曝光使能信號，并同時(shí)發(fā)射曝光光信號，本發(fā)明具體實(shí)施方式中，所述曝光光信號為x射線。當(dāng)然，在本發(fā)明的其他實(shí)施方式中，所述曝光使能信號也可以根據(jù)用戶需要預(yù)設(shè)置啟動(dòng)，在此不做詳細(xì)贅述。

所述曝光采樣開始時(shí)間為時(shí)間值，其可根據(jù)用戶需要進(jìn)行設(shè)置，其小于一次曝光的持續(xù)時(shí)長，本發(fā)明優(yōu)選實(shí)施方式中，所述曝光采樣開始時(shí)間為一次曝光持續(xù)時(shí)長的1/40~1/2；當(dāng)前曝光光信號持續(xù)接收的時(shí)間等于曝光采樣開始時(shí)間后，則對所述成像區(qū)域的電荷信號陣列進(jìn)行采樣，并記錄采樣持續(xù)時(shí)間。

結(jié)合圖2所示，本發(fā)明一具體示例中，所述步驟s2中“根據(jù)采樣獲取的電荷信號陣列獲取實(shí)際曝光指示系數(shù)”具體包括：

p1、對曝光光信號形成的電荷信號進(jìn)行采樣，形成電荷信號陣列，并對所述電荷信號陣列進(jìn)行校正，形成校正電荷信號陣列；如此，利于控制曝光劑量的準(zhǔn)確性。

對所述成像區(qū)域的電荷信號陣列進(jìn)行采樣為按照一定的間隔方式依次打開落在實(shí)際曝光區(qū)域內(nèi)的行，并讀取相應(yīng)的電荷信號，形成電荷信號陣列。

所述一定的采樣方式，例如：在感興趣區(qū)域中，每相隔固定的行數(shù)或列數(shù)采樣對應(yīng)像素的電荷信號，在此不做詳細(xì)贅述。

本發(fā)明一優(yōu)選實(shí)施方式中，對所述電荷信號陣列曝光時(shí)間歸一化、暗場校正、增益校正以及缺陷校正。

對所述電荷信號陣列進(jìn)行所述暗場校正、增益校正、缺陷校正的方式，在實(shí)際應(yīng)用中有多種方式，在此不做詳細(xì)贅述。

由于在曝光采樣過程中，按照一定的間隔方式依次讀取行，在讀取當(dāng)前行的同時(shí)，未被讀取的行仍在累積光信號，所以越后面讀取的行，接收x射線的時(shí)間越長，即曝光時(shí)間越長，如此，需要對所述電荷信號陣列進(jìn)行曝光時(shí)間歸一化。

本發(fā)明一具體示例中，對所述電荷信號陣列歸一化校正過程中，提取歸一化參數(shù)包括：假設(shè)共讀出n行，讀取每行電荷信號的時(shí)間間隔為tline，曝光采樣開始時(shí)間為，則各行曝光時(shí)間為：

exptime=ts+(i-1)*tline，i=1,2,…,n

各讀出行相對于第一次讀出的行的歸一化參數(shù)即為：

ri=ts/exptime，i=1,2,…,n

進(jìn)一步的，根據(jù)各行的歸一化參數(shù)ri修正增益陣列g(shù)ain′，之后依次進(jìn)行暗場校正、增益校正、缺陷校正以校正電荷信號陣列形成校正電荷信號陣列，當(dāng)然，上述校正過程僅需要保證在歸一化校正后進(jìn)行暗場和增益校正即可，其他校正方式不做具體固定，在此不做詳細(xì)贅述。

p2、識別曝光光信號的實(shí)際投影區(qū)域和背景區(qū)域，根據(jù)所述實(shí)際投影區(qū)域、感興趣區(qū)域、以及背景區(qū)域的位置關(guān)系，獲取校正電荷信號陣列中實(shí)際用于數(shù)據(jù)分析的解析電荷信號陣列；

結(jié)合圖4a-圖4d所示，所述曝光光信號的實(shí)際投影區(qū)域?yàn)槭軝z部位在成像設(shè)備上的實(shí)際投影，如圖中虛線框內(nèi)為曝光的實(shí)際投影區(qū)域；圖中陰影部分為感興趣區(qū)域；其余部分為背景區(qū)域。

若曝光光信號的實(shí)際投影區(qū)域完全覆蓋所述感興趣區(qū)域，則所述校正電荷信號陣列即為所述解析電荷信號陣列；

若曝光光信號的實(shí)際投影區(qū)域未能完全覆蓋所述感興趣區(qū)域，則剔除掉背景區(qū)域和所述曝光光信號的實(shí)際投影區(qū)域重合位置內(nèi)的校正電荷陣列后，再將所述曝光光信號的實(shí)際投影區(qū)域內(nèi)的校正電荷信號陣列形成解析電荷信號陣列。

如圖4a、4d所示，所述校正電荷信號陣列即為所述解析電荷信號陣列；

如圖4b、4c所示，所述實(shí)際投影區(qū)域內(nèi)的校正電荷信號陣列形成解析電荷信號陣列。

其中，剔除掉背景區(qū)域和所述曝光光信號的實(shí)際投影區(qū)域重合位置內(nèi)的校正電荷陣列的方式有多種，本發(fā)明一具體實(shí)施方式中，采用下述流程剔除背景區(qū)域內(nèi)的電荷信號。

m1、對已讀取的解析電荷信號陣列做平滑降噪，如此，以去除電荷信號采集過程中引入的噪聲，利于最終獲得較為平滑的圖像。

m2、解析電荷信號陣列電荷信號的分布，獲取電荷陣列中的候選背景值，所述候選背景值可為電荷信號的最大值、落在電荷信號直方圖分布中的靠近最大值一側(cè)的平均值、中值、或加權(quán)平均值中的一種；并獲取每行電荷信號的關(guān)鍵參數(shù)值；所述關(guān)鍵參數(shù)值可為當(dāng)前行中電荷信號的平均值、最小值和最大值的平均值、中值中的一種；

依次從電荷信號陣列的頂部首行和底部的行往中間行尋找各行關(guān)鍵參數(shù)值，若當(dāng)前行的關(guān)鍵參數(shù)值和所述候選背景值的比值小于/大于系統(tǒng)預(yù)設(shè)剔除閾值，則判斷該行中至少部分電荷信號需要做剔除處理。

進(jìn)一步的，依次從可能存在剔除電荷信號的當(dāng)前行的兩側(cè)分別向中間獲取電荷信號，并將所述電荷信號的灰度值與所述關(guān)鍵參數(shù)值進(jìn)行對比，獲取需要剔除的電荷信號進(jìn)行剔除，若左側(cè)或右側(cè)的當(dāng)前電荷信號不應(yīng)剔除，則停止從該側(cè)往中間剔除電荷信號的操作。

p3、根據(jù)所述解析電荷信號陣列中各個(gè)電荷信號的灰度值獲得曝光指示系數(shù)。

本發(fā)明優(yōu)選實(shí)施方式中，所述曝光指示系數(shù)為所述解析電荷信號的平均值，或所述解析電荷信號的加權(quán)平均值。

本發(fā)明一實(shí)施方式中，所述成像設(shè)備的自動(dòng)曝光控制方法還包括：

s3、根據(jù)所述期望曝光指示系數(shù)、實(shí)際曝光指示系數(shù)、曝光采樣開始時(shí)間、采樣持續(xù)時(shí)間、曝光指示系數(shù)計(jì)算時(shí)間確定剩余曝光時(shí)間；

按照所述剩余曝光時(shí)間開始計(jì)時(shí)，當(dāng)計(jì)時(shí)時(shí)間等于剩余曝光時(shí)間時(shí)，發(fā)送曝光終止信號。

所述剩余曝光時(shí)間以tleft表示，所述期望曝光指數(shù)系數(shù)以i′ei表示，所述實(shí)際曝光指示系數(shù)以iei表示，曝光采樣開始時(shí)間以ts表示，采樣持續(xù)時(shí)間以tread表示，曝光指示系數(shù)計(jì)算時(shí)間以talg表示，

則：tleft=r*ts-ts-tread-talg；

r=i′ei/iei。

按照上述方式獲得剩余曝光時(shí)間后，繼續(xù)計(jì)時(shí)，當(dāng)剩余曝光時(shí)間等于當(dāng)前計(jì)時(shí)時(shí)間時(shí)，發(fā)送曝光終止信號以停止發(fā)射曝光光信號，結(jié)束曝光。

結(jié)合圖3所示，本發(fā)明一實(shí)施方式中提供的成像設(shè)備的自動(dòng)曝光系統(tǒng)的模塊示意圖，所述系統(tǒng)包括：工作站100、光信號發(fā)生器200、光信號探測器300以及控制單元400。

結(jié)合圖5所示，本發(fā)明一具體實(shí)施方式中，基于x射線的成像設(shè)備的自動(dòng)曝光系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖；光信號發(fā)生器200可包括：高壓發(fā)生器201以及球管203。工作站100通過串口等通訊方式為高壓發(fā)射器201預(yù)設(shè)置曝光參數(shù)，以及為光信號探測器預(yù)設(shè)置工作參數(shù)。高壓發(fā)射器201和球管203構(gòu)成光信號發(fā)生器200，用于產(chǎn)生x射線；高壓發(fā)射器201和球管203可以是分離器件，通過高壓密封線纜連接，也可以整合在一起的一體化器件；高壓發(fā)射器201作為球管203的控制器件，通過與工作站100連接為球管203提供偏置電壓以及管電流，并對球管203的工作狀態(tài)進(jìn)行監(jiān)控；球管203作為被控器件，其內(nèi)部有一真空管，在曝光狀態(tài)下，管內(nèi)陰極持續(xù)產(chǎn)生熱電子，熱電子在陰極與陽極之間的偏置電壓作用下高速轟擊陽極靶，靶面一般為鎢材料，從而產(chǎn)生x射線。x射線照射受檢者的待檢部位，一部分x射線被待檢部位吸收，造成x射線的衰減，剩余的x射線則到達(dá)光信號探測器300，實(shí)現(xiàn)對受檢者待檢部位的成像；光信號探測器300則感應(yīng)穿過受檢者的x射線，將其轉(zhuǎn)換為電信號，并最終形成灰度圖像。

本發(fā)明一實(shí)施方式中，工作站100用于配置曝光參數(shù)至光信號發(fā)生器200，以及配置工作參數(shù)發(fā)送至光信號探測器300；

所述曝光參數(shù)至少包括：光信號發(fā)生器200的一次曝光的持續(xù)時(shí)長；當(dāng)然，在本發(fā)明的具體實(shí)施方式中，所述曝光參數(shù)還包括：球管陰極與陽極之間的偏置電壓，常用kv（千伏）值表示；球管的管電流，常用ma（毫安）值表示；所述曝光的持續(xù)時(shí)長常用時(shí)間s（秒）值表示；在此不做詳細(xì)贅述。

所述工作參數(shù)至少包括：光信號探測器300的曝光采樣開始時(shí)間、期望曝光指示系數(shù)、感興趣區(qū)域；所述感興趣域的大小可以采用其邊界的坐標(biāo)值表示，所述感興趣區(qū)域?yàn)橐粋€(gè)或多個(gè)其可以根據(jù)用戶需要指定，在此不做詳細(xì)贅述。

期望曝光指示系數(shù)其通常為一組預(yù)設(shè)的值，其同樣可以根據(jù)用戶需要進(jìn)行設(shè)定，也可以根據(jù)以往的經(jīng)驗(yàn)值進(jìn)行設(shè)定，例如：在以往采用受檢組織部位正常的曝光劑量進(jìn)行拍攝后，感興趣區(qū)域電荷信號陣列的平均值或一組像素區(qū)域電荷信號陣列的加權(quán)平均值，在此不做詳細(xì)贅述。

本發(fā)明一實(shí)施方式中，光信號探測器300用于實(shí)時(shí)接收光信號發(fā)射設(shè)備根據(jù)所述曝光參數(shù)持續(xù)發(fā)射的曝光光信號，并實(shí)時(shí)記錄當(dāng)前曝光光信號持續(xù)接收的時(shí)間，若當(dāng)前曝光光信號持續(xù)接收的時(shí)間等于曝光采樣開始時(shí)間，則對曝光光信號在所述感興趣區(qū)域形成的電荷信號進(jìn)行采樣，形成電荷信號陣列，并記錄采樣持續(xù)時(shí)間；根據(jù)采樣獲取的電荷信號陣列獲取實(shí)際曝光指示系數(shù)，并記錄曝光指示系數(shù)計(jì)算時(shí)間；

通常情況下，工作參數(shù)配置完成，設(shè)備啟動(dòng)后，成像設(shè)備被觸發(fā)，即發(fā)出曝光使能信號，并同時(shí)發(fā)射曝光光信號，本發(fā)明具體實(shí)施方式中，所述曝光光信號為x射線。當(dāng)然，在本發(fā)明的其他實(shí)施方式中，所述曝光使能信號也可以根據(jù)用戶需要預(yù)設(shè)置啟動(dòng)，在此不做詳細(xì)贅述。

所述曝光采樣開始時(shí)間為時(shí)間值，其可根據(jù)用戶需要進(jìn)行設(shè)置，其小于一次曝光的持續(xù)時(shí)長，本發(fā)明優(yōu)選實(shí)施方式中，所述曝光采樣開始時(shí)間為一次曝光持續(xù)時(shí)長的1/40~1/2；當(dāng)前曝光光信號持續(xù)接收的時(shí)間等于曝光采樣開始時(shí)間后，則對所述成像區(qū)域的電荷信號陣列進(jìn)行采樣，并記錄采樣持續(xù)時(shí)間。

本發(fā)明一具體示例中，控制模塊400具體用于：對曝光光信號形成的電荷信號進(jìn)行采樣，形成電荷信號陣列，并對所述電荷信號陣列進(jìn)行校正，形成校正電荷信號陣列；如此，利于控制曝光劑量的準(zhǔn)確性。

對所述成像區(qū)域的電荷信號陣列進(jìn)行采樣為按照一定的間隔方式依次打開落在實(shí)際曝光區(qū)域內(nèi)的行，并讀取相應(yīng)的電荷信號，形成電荷信號陣列。

所述一定的采樣方式，例如：在感興趣區(qū)域中，每相隔固定的行數(shù)或列數(shù)采樣對應(yīng)像素的電荷信號，在此不做詳細(xì)贅述。

本發(fā)明一優(yōu)選實(shí)施方式中，控制模塊400具體用于對所述電荷信號陣列進(jìn)行校正時(shí)，所述校正包括：對所述電荷信號陣列曝光時(shí)間歸一化、暗場校正、增益校正以及缺陷校正。

對所述電荷信號陣列進(jìn)行所述暗場校正、增益校正、缺陷校正的方式，在實(shí)際應(yīng)用中有多種方式，在此不做詳細(xì)贅述。

由于在曝光采樣過程中，按照一定的間隔方式依次讀取行，在讀取當(dāng)前行的同時(shí)，未被讀取的行仍在累積光信號，所以越后面讀取的行，接收x射線的時(shí)間越長，即曝光時(shí)間越長，如此，需要對所述電荷信號陣列進(jìn)行曝光時(shí)間歸一化。

本發(fā)明一具體示例中，對所述電荷信號陣列歸一化校正過程中，提取歸一化參數(shù)包括：假設(shè)共讀出n行，讀取每行電荷信號的時(shí)間間隔為tline，曝光采樣開始時(shí)間為，則各行曝光時(shí)間為：

exptime=ts+(i-1)*tline，i=1,2,…,n

各讀出行相對于第一次讀出的行的歸一化參數(shù)即為：

ri=ts/exptime，i=1,2,…,n

進(jìn)一步的，控制模塊400根據(jù)各行的歸一化參數(shù)ri修正增益陣列g(shù)ain′，之后依次進(jìn)行暗場校正、增益校正、缺陷校正以校正電荷信號陣列形成校正電荷信號陣列，當(dāng)然，上述校正過程僅需要保證在歸一化校正后進(jìn)行暗場和增益校正即可，其他校正方式不做具體固定，在此不做詳細(xì)贅述。

進(jìn)一步的，控制模塊400還用于識別曝光光信號的實(shí)際投影區(qū)域和背景區(qū)域，根據(jù)所述實(shí)際投影區(qū)域、感興趣區(qū)域、以及背景區(qū)域的位置關(guān)系，獲取校正電荷信號陣列中實(shí)際用于數(shù)據(jù)分析的解析電荷信號陣列；

結(jié)合圖4a-圖4d所示，所述曝光光信號的實(shí)際投影區(qū)域?yàn)槭軝z部位在成像設(shè)備上的實(shí)際投影，如圖中虛線框內(nèi)為曝光的實(shí)際投影區(qū)域；圖中陰影部分為感興趣區(qū)域；其余部分為背景區(qū)域。

若曝光光信號的實(shí)際投影區(qū)域完全覆蓋所述感興趣區(qū)域，則所述校正電荷信號陣列即為所述解析電荷信號陣列；

若曝光光信號的實(shí)際投影區(qū)域未能完全覆蓋所述感興趣區(qū)域，則剔除掉背景區(qū)域和所述曝光光信號的實(shí)際投影區(qū)域重合位置內(nèi)的校正電荷陣列后，再將所述曝光光信號的實(shí)際投影區(qū)域內(nèi)的校正電荷信號陣列形成解析電荷信號陣列。

如圖4a、4d所示，所述校正電荷信號陣列即為所述解析電荷信號陣列；

如圖4b、4c所示，所述實(shí)際投影區(qū)域內(nèi)的校正電荷信號陣列形成解析電荷信號陣列。

其中，剔除掉背景區(qū)域和所述曝光光信號的實(shí)際投影區(qū)域重合位置內(nèi)的校正電荷陣列的方式有多種，本發(fā)明一具體實(shí)施方式中，控制模塊400采用下述流程剔除背景區(qū)域內(nèi)的電荷信號。

控制模塊400對已讀取的解析電荷信號陣列做平滑降噪，如此，以去除電荷信號采集過程中引入的噪聲，利于最終獲得較為平滑的圖像。

控制模塊400還用于解析電荷信號陣列電荷信號的分布，獲取電荷陣列中的候選背景值，所述候選背景值可為電荷信號的最大值、落在電荷信號直方圖分布中的靠近最大值一側(cè)的平均值、中值、或加權(quán)平均值中的一種；并獲取每行電荷信號的關(guān)鍵參數(shù)值；所述關(guān)鍵參數(shù)值可為當(dāng)前行中電荷信號的平均值、最小值和最大值的平均值、中值中的一種。

控制模塊400依次從電荷信號陣列的頂部首行和底部的行往中間行尋找各行關(guān)鍵參數(shù)值，若當(dāng)前行的關(guān)鍵參數(shù)值和所述候選背景值的比值小于/大于系統(tǒng)預(yù)設(shè)剔除閾值，則判斷該行中至少部分電荷信號需要做剔除處理。

控制模塊400依次從可能存在剔除電荷信號的當(dāng)前行的兩側(cè)分別向中間獲取電荷信號，并將所述電荷信號的灰度值與所述關(guān)鍵參數(shù)值進(jìn)行對比，獲取需要剔除的電荷信號進(jìn)行剔除，若左側(cè)或右側(cè)的當(dāng)前電荷信號不應(yīng)剔除，則停止從該側(cè)往中間剔除電荷信號的操作。

進(jìn)一步的，控制模塊400還用于根據(jù)所述解析電荷信號陣列中各個(gè)電荷信號的灰度值獲得曝光指示系數(shù)。

本發(fā)明優(yōu)選實(shí)施方式中，所述曝光指示系數(shù)為所述解析電荷信號的平均值，或所述解析電荷信號的加權(quán)平均值。

本發(fā)明一實(shí)施方式中，控制模塊400還用于根據(jù)所述期望曝光指示系數(shù)、實(shí)際曝光指示系數(shù)、曝光采樣開始時(shí)間、采樣持續(xù)時(shí)間、曝光指示系數(shù)計(jì)算時(shí)間確定剩余曝光時(shí)間；

按照所述剩余曝光時(shí)間開始計(jì)時(shí)，當(dāng)計(jì)時(shí)時(shí)間等于剩余曝光時(shí)間時(shí)，發(fā)送曝光終止信號。

所述剩余曝光時(shí)間以tleft表示，所述期望曝光指數(shù)系數(shù)以i′ei表示，所述實(shí)際曝光指示系數(shù)以iei表示，曝光采樣開始時(shí)間以ts表示，采樣持續(xù)時(shí)間以tread表示，曝光指示系數(shù)計(jì)算時(shí)間以talg表示，

則：tleft=r*ts-ts-tread-talg；

r=i′ei/iei。

按照上述方式獲得剩余曝光時(shí)間后，繼續(xù)計(jì)時(shí)，當(dāng)剩余曝光時(shí)間等于當(dāng)前計(jì)時(shí)時(shí)間時(shí)，發(fā)送曝光終止信號至光信號發(fā)生器200，以使其停止發(fā)射曝光光信號，結(jié)束曝光。

綜上所述，本發(fā)明的成像設(shè)備的自動(dòng)曝光控制方法及曝光系統(tǒng)，無需增加額外的裝置，即可以完成曝光，避免光信號的額外衰減，并降低成像設(shè)備的制造成本；同時(shí)，精確控制曝光劑量，無需二次曝光，在降低曝光劑量的同時(shí)，保證圖像質(zhì)量，從而提高了成像設(shè)備的易用性和使用效率。

為了描述的方便，描述以上裝置時(shí)以功能分為各種模塊分別描述。當(dāng)然，在實(shí)施本申請時(shí)可以把各模塊的功能在同一個(gè)或多個(gè)軟件和/或硬件中實(shí)現(xiàn)。

通過以上的實(shí)施方式的描述可知，本領(lǐng)域的技術(shù)人員可以清楚地了解到本申請可借助軟件加必需的通用硬件平臺的方式來實(shí)現(xiàn)。以上所描述的裝置實(shí)施方式僅僅是示意性的，其中所述作為分離部件說明的模塊可以是或者也可以不是物理上分開的，作為模塊顯示的部件可以是或者也可以不是物理模塊，即可以位于一個(gè)地方，或者也可以分布到多個(gè)網(wǎng)絡(luò)模塊上?？梢愿鶕?jù)實(shí)際的需要選擇其中的部分或者全部模塊來實(shí)現(xiàn)本實(shí)施方式方案的目的。本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在不付出創(chuàng)造性勞動(dòng)的情況下，即可以理解并實(shí)施。

應(yīng)當(dāng)理解，雖然本說明書按照實(shí)施方式加以描述，但并非每個(gè)實(shí)施方式僅包含一個(gè)獨(dú)立的技術(shù)方案，說明書的這種敘述方式僅僅是為清楚起見，本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)將說明書作為一個(gè)整體，各實(shí)施方式中的技術(shù)方案也可以經(jīng)適當(dāng)組合，形成本領(lǐng)域技術(shù)人員可以理解的其他實(shí)施方式。

上文所列出的一系列的詳細(xì)說明僅僅是針對本發(fā)明的可行性實(shí)施方式的具體說明，它們并非用以限制本發(fā)明的保護(hù)范圍，凡未脫離本發(fā)明技藝精神所作的等效實(shí)施方式或變更均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。