一种平板探测器以及降低平板探测器图像残影的方法技术

本发明专利技术提供一种平板探测器以及降低平板探测器图像残影的方法，所述方法首先实现目标图像和对比图像的校正预处理工作，然后根据对比图像和目标图像之间的时间间隔、曝光窗口等变量，实现图像残影衰减系数K以及玻璃漏电流补偿系数Kd的函数计算，最后通过减法公式，将图像残影从目标图像中减去，以达到最终降低或者消除图像残影的目的。本发明专利技术通过在目标图像前插入多帧自动采集的对比图像的方式，利用校正后的对比图像具有相同性质的图像残影，对目标图像上含残影信息的各像素点的进行公式计算，实现在不增加现有硬件成本的基础上，降低或消除图像残影的目的，且该方法具备高度的集成性、灵活性和可观的市场应用价值。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于医疗设备及图像处理领域，特别是涉及一种平板探测器以及降低平板探测器图像残影的方法。
技术介绍
X射线平板探测器主流为非晶硅和非晶硒，由于非晶硅和非晶硒平板探测器本身的物理特性：一定拍摄条件下，它们的曝光图像上都会存在着残影的问题，即第n次(n>1)成像时所获得的影像残留第1～n-1次被拍摄物体的影响，且这种影响程度根据第1～n-1次的顺序，呈现逐渐递增的效果。一旦出现图像残影，则需要很长时间进行自然衰减，才能完全消除图像残影的影响。当前，大多研发平板探测器的企业或研究单位，主要还是通过硬件上的改进来降低图像残影，如改善玻璃的工艺制成。但是，这些技术手段繁琐、复杂且昂贵。此外，随着计算机处理技术不断应用于医疗器械领域，也有部分企业或研究机构从图像处理技术角度，设计理论算法，进行计算机图像后处理，如专利CN103377464A对含残影的图像进行时频变换，并进行图像去噪、图像特征提取等一系列相关算法的处理，这在一定程度上实现了图像残影的降低或消除。但是，这类理论算法，不具备很强的适用性，对于不同X射线剂量下的不同物体的残影，依然无法做到实时、有效合理地降低或者消除。而且，有时还会带入副作用，图像在降低或者消除残影的同时，往往会出现不同程度的图像失真，影响图像的完整性。
技术实现思路
鉴于以上所述现有技术的缺点，本专利技术的目的在于提供一种平板探测器以及降低平板探测器图像残影的方法，用于解决现有技术中平板探测器图像残影难以有效消除的问题。为实现上述目的及其他相关目的，本专利技术提供一种降低平板探测器图像残影的方法，包括步骤：1)采集第一目标图像，并记录采集时间点T1、曝光窗口的大小D1，采集原始暗场图像n帧，所述第一目标图像、原始暗场图像具有固定偏移量；2)对第一目标图像进行固定偏移量校正，算法包括：Map_1(x,y)=Σi=2nPi(x,y)n-1]]>其中，n根据第一目标图像的固定偏移量校正方式以及第一帧原始暗场图像的残影量确定；Pi(x,y)是某幅图像上各个像素点，x为图像的宽度坐标，y为图像的高度坐标；Map_2(x，y)＝(I(x，y)-Avg_I)/Avg_I其中，I(x,y)是图像I经过固定偏移量校正后的亮场图；Avg_I是图像I的所有像素点累加后的平均值；Ghost_template1＝(Dark_1-Map_1+C)/(1+Map_2)Target_image1＝(Light_1-Map_1+C)/(1+Map_2)其中，Dark_1为第一帧原始暗场图像，Light_1为第一目标图像，C为预设的固定常数；3)采集第二目标图像，并记录采集时间点T2、曝光窗口的大小D2，采集原始暗场图像n帧，并根据步骤2)的固定偏移量校正的算法，获得Ghost_template2以及Target_image2；4)根据图像残影的自然衰减规律，利用T1和T2之间的时间间隔以及D1和D2的变化，设置加权系数，作用到Ghost_template1，用以定量对比图像Ghost_template1到目标图像Target_image2之间的图像残影衰减量；5)对目标图像Target_image2和对比图像Ghost_template1进行对应像素点的减法运算，获得最终校正图像。作为本专利技术的降低平板探测器图像残影的方法的一种优选方案，所述固定偏移量为由于平板探测器中的电子电路、ROIC、GateIC及像素本身存在的干扰信息造成原始暗场图像、及第一目标图像存在的本底噪声。作为本专利技术的降低平板探测器图像残影的方法的一种优选方案，步骤2)中，还包括对原始暗场图像、及第一目标图像进行Gain校正及Defect校正的步骤，步骤3)中，还包括对原始暗场图像、及第二目标图像进行Gain校正及Defect校正的步骤。作为本专利技术的降低平板探测器图像残影的方法的一种优选方案，步骤4)中，获得加权系数K的方法为拟合各个(T1,T2)点的图像残影信息情况，确定其自然衰减规律符合的公式：K=G(T1,T2)≈Σ|I0(x,y)-Avg_I0||I1(x,y)-Avg_I1|]]>其中，G(T1,T2)是一个自变量是T1、T2的函数，I0(x,y)是某一(T1,T2)点下经过固定偏移量校正后的目标图像的各个像素点的灰度值，Avg_I0是I0(x,y)的所有像素点累加后的平均值，I1(x,y)是对应某一(T1,T2)点的经过固定偏移量校正后的对比图像的各个像素点的灰度值，Avg_I1是I1的所有像素点累加后的平均值。进一步地，步骤4)中，由于前后二次曝光窗口的差异会引起玻璃漏电流的变化，从而改变图像残影的大小，需根据曝光窗口设置漏电流补偿系数Kd，拟合各个曝光窗口下的图像残影信息情况，确定其符合的公式：Kd=W(D1,D2)≈G(T1,T2)/Σ|I0(x,y)-Avg_I0||I1(x,y)-Avg_I1|]]>其中，W(D1,D2)是自变量为D1、D2的函数，G(T1,T2)是某一(T1,T2)点下的理论计算值，I0(x,y)是某一(D1,D2)点下，对应某一(T1,T2)点的经过固定偏移量校正后的目标图像的各个像素点的灰度值，Avg_I0是I0(x,y)的所有像素点累加后的平均值，I1(x,y)是对应某一(D1,D2)点和(T1,T2)点的经过固定偏移量校正后的对比图像的各个像素点的灰度值，Avg_I1是I1的所有像素点累加后的平均值。进一步地，步骤5)中，对目标图像Target_image2和对比图像Ghost_template1进行对应像素点的减法运算，获得最终校正图像：Corrected_image＝PT2(x，y)-K1*K*Kd*(PG1(x，y)-C)其中，PT2(x,y)是目标图像Target_image2上的各个像素点灰度值，PG1(x,y)是对比图像Ghost_template1上的各个像素点灰度值，K1是微调系数。本专利技术还提供一种平板探测器，包括：图像采集模块，用于采集图像；图像处理模块，用于实现目标图像和对比图像的图像校正工作，根据对比图像和目标图像之间的时间间隔以及曝光窗口大小，实现影响目标图像残影信息量的图像残影衰减系数K以及玻璃漏电流补偿系数Kd的函数计算，并通过减法公式，将图像残影从目标图像中减去，以终降低或者消除图像残影，获得最终的图像；系统控制模块，用于实现图像采集模块、图像处理模块及图像显示模块的控制；图像显示模块，用于显示最终的图像。作为本专利技术的平板探测器的一种优选方案，所述图像处理模块中，目标图像和对比图像的图像校正工作包括：offset校正、Gain校正及Defect校正。进一步地，所述offset校正包括：依据采集的第一目标图像的时间点T1、曝光窗口的大小D1，以及采集的n帧原始暗场图像，采用算法：Map_1(x,y)=Σi=2nPi(x,y)n-1]]>其中，n根据第一目标图像的固定偏移量校正方式以及第一帧原始暗场图像的残影量确定；Pi(x,y)是某幅图像上各个像素点，x为图像的宽度坐标，y为图像的高度坐标；Map_2(x，y)＝(I(x，y)-Avg_I)/Avg_I其中，I(x,y)是图像I经本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种降低平板探测器图像残影的方法，其特征在于，包括步骤：1)采集第一目标图像，并记录采集时间点T1、曝光窗口的大小D1，采集原始暗场图像n帧，所述第一目标图像、原始暗场图像具有固定偏移量；2)对第一目标图像进行固定偏移量校正，算法包括：Map_1(x,y)=Σi=2nPi(x,y)n-1]]>其中，n根据第一目标图像的固定偏移量校正方式以及第一帧原始暗场图像的残影量确定；Pi(x,y)是某幅图像上各个像素点，x为图像的宽度坐标，y为图像的高度坐标；Map_2(x,y)＝(I(x,y)‑Avg_I)/Avg_I其中，I(x,y)是图像I经过固定偏移量校正后的亮场图；Avg_I是图像I的所有像素点累加后的平均值；Ghost_template1＝(Dark_1‑Map_1+C)/(1+Map_2)Target_image1＝(Light_1‑Map_1+C)/(1+Map_2)其中，Dark_1为第一帧原始暗场图像，Light_1为第一目标图像，C为预设的固定常数；3)采集第二目标图像，并记录采集时间点T2、曝光窗口的大小D2，采集原始暗场图像n帧，并根据步骤2)的固定偏移量校正的算法，获得Ghost_template2以及Target_image2；4)根据图像残影的自然衰减规律，利用T1和T2之间的时间间隔以及D1和D2的变化，设置加权系数，作用到Ghost_template1，用以定量对比图像Ghost_template1到目标图像Target_image2之间的图像残影衰减量；5)对目标图像Target_image2和对比图像Ghost_template1进行对应像素点的减法运算，获得最终校正图像。...

【技术特征摘要】
1.一种降低平板探测器图像残影的方法，其特征在于，包括步骤：1)采集第一目标图像，并记录采集时间点T1、曝光窗口的大小D1，采集原始暗场图像n帧，所述第一目标图像、原始暗场图像具有固定偏移量；2)对第一目标图像进行固定偏移量校正，算法包括：Map_1(x,y)=Σi=2nPi(x,y)n-1]]>其中，n根据第一目标图像的固定偏移量校正方式以及第一帧原始暗场图像的残影量确定；Pi(x,y)是某幅图像上各个像素点，x为图像的宽度坐标，y为图像的高度坐标；Map_2(x,y)＝(I(x,y)-Avg_I)/Avg_I其中，I(x,y)是图像I经过固定偏移量校正后的亮场图；Avg_I是图像I的所有像素点累加后的平均值；Ghost_template1＝(Dark_1-Map_1+C)/(1+Map_2)Target_image1＝(Light_1-Map_1+C)/(1+Map_2)其中，Dark_1为第一帧原始暗场图像，Light_1为第一目标图像，C为预设的固定常数；3)采集第二目标图像，并记录采集时间点T2、曝光窗口的大小D2，采集原始暗场图像n帧，并根据步骤2)的固定偏移量校正的算法，获得Ghost_template2以及Target_image2；4)根据图像残影的自然衰减规律，利用T1和T2之间的时间间隔以及D1和D2的变化，设置加权系数，作用到Ghost_template1，用以定量对比图像Ghost_template1到目标图像Target_image2之间的图像残影衰减量；5)对目标图像Target_image2和对比图像Ghost_template1进行对应像素点的减法运算，获得最终校正图像。2.根据权利要求1所述的降低平板探测器图像残影的方法，其特征在于：所述固定偏移量为由于平板探测器中的电子电路、ROIC、GateIC及像素本身存在的干扰信息造成原始暗场图像、及第一目标图像存在的本底噪声。3.根据权利要求1所述的降低平板探测器图像残影的方法，其特征在于：步骤2)中，还包括对原始暗场图像、及第一目标图像进行Gain校正及Defect校正的步骤，步骤3)中，还包括对原始暗场图像、及第二目标图像进行Gain校正及Defect校正的步骤。4.根据权利要求1所述的降低平板探测器图像残影的方法，其特征在于：步骤4)中，获得加权系数K的方法为拟合各个(T1,T2)点的图像残影信息情况，确定其自然衰减规律符合的公式：K=G(T1,T2)≈Σ|I0(x,y)-Avg_I0||I1(x,y)-Avg_I1|]]>其中，G(T1,T2)是一个自变量是T1、T2的函数，I0(x,y)是某一(T1,T2)点下经过固定偏移量校正后的目标图像的各个像素点的灰度值，Avg_I0是I0(x,y)的所有像素点累加后的平均值，I1(x,y)是对应某一(T1,T2)点的经过固定偏移量校正后的对比图像的各个像素点的灰度值，Avg_I1是I1的所有像素点累加后的平均值。5.根据权利要求4所述的降低平板探测器图像残影的方法，其特征在于：步骤4)中，由于前后二次曝光窗口的差异会引起玻璃漏电流的变化，从而改变图像残影的大小，需根据曝光窗口设置漏电流补偿系数Kd，拟合各个曝光窗口下的图像残影信息情况，确定其符合的公式：Kd=W(D1,D2)≈G(T1,T2)/Σ|I0(x,y)-Avg_I0||I1(x,y)-Avg_I1|]]>其中，W(D1,D2)是自变量为D1、D2的函数，G(T1,T2)是某一(T1,T2)点下的理论计算值，I0(x,y)是某一(D1,D2)点下，对应某一(T1,T2)点的经过固定偏移量校正后的目标图像的各个像素点的灰度值，Avg_I0是I0(x,y)的所有像素点累加后的平均值，I1(x,y)是对应某一(D1,D2)点和(T1,T2)点的经过固定偏移量校正后的对比图像的各个像素点的灰度值，Avg_I1是I1的所有像素点累加后的平均值。6.根据权利要求5所述的降低平板探测器图像残影的方法，其特征在于：步骤5)中，对目标图像Target_image2和对比图像Ghost_template1进行对应像素点的减法运算，获得最终校正图像：Corrected_image＝PT2(x,y)-K1*K*Kd*(PG1(x,y)-C)其中，PT2(x,y)是目标图像Target_image2上的各个像素点灰度值，PG1...

【专利技术属性】
技术研发人员：张楠，王锋，金利波，潘力平，沈文泓，程涛，
申请(专利权)人：上海奕瑞光电子科技有限公司，
类型：发明
国别省市：上海;31