触发模式下实时提高探测器动态范围的方法及装置制造方法及图纸

本发明专利技术涉及触发模式下实时提高探测器动态范围的方法及装置，其方法包括如下步骤：生成一个与首个外部触发信号同步的初始脉冲信号，并利用初始脉冲信号控制平板探测器进行一次图像数据流读出；将平板探测器在初始脉冲信号控制下读出的一次图像数据流，生成一帧图像；在两个相邻外部触发信号的间隔时间内生成多个预设脉冲信号，并利用多个预设脉冲信号中的每个脉冲控制平板探测器进行一次图像数据流读出；将平板探测器在多个预设脉冲信号控制下读出的多个图像数据流进行算术平均处理，生成一帧图像；本发明专利技术具有与现有技术的实时性，且无需用户进行额外操作即可实现动态范围的提高，大大减轻了用户的负担。大大减轻了用户的负担。大大减轻了用户的负担。

【技术实现步骤摘要】
触发模式下实时提高探测器动态范围的方法及装置


[0001]本专利技术涉及提高探测器动态范围的
，具体涉及触发模式下实时提高探测器动态范围的方法及装置。

技术介绍

[0002]平板探测器是一种专用于X光成像的辐射探测设备，其广泛应用于口腔CT、C型臂、工业无损检测等辐射成像领域。在平板探测器的应用中，被拍摄物密度变化范围通常较大，因此对平板探测器的动态范围提出了较高的要求。对于用户而言，更高动态范围的平板探测器意味着更清晰的细节以及更低的剂量，现有技术中，提高平板探测器的动态范围的方法有如下两种：
[0003]方法一是使用带有不同增益的平板探测器，首先在不同的增益下各自采集一幅灰度值图像，随后针对每一个像素点在不同图像中的灰度值进行一定的判定及选择，最后将每一个像素点选择的灰度值融合为最终灰度值图像。在最终灰度值图像中，接收光强较弱的像素点通常选用较高增益下的图像输出灰度，而接收光强较强的像素点则选用较低增益下的图像输出灰度。由于较高的增益对应更优的信噪比，较低的增益对应更高的饱和剂量，因此最终融合而成的图像对应的动态范围将大幅提升。在这种方法中，由于平板探测器需要设计多个增益档位，因此其核心光电转换芯片的良率将大幅下降，同时芯片制作差异会导致每个像素的增益存在一定差异，因此其也需要配合十分复杂的增益校正方法对每一个像素的增益进行校正。
[0004]方法二则是基于多次短积分时间采集替代相同时间下的单次长积分时间采集的思路。平板探测器系统通常使用千兆网络传输数据，由于千兆网络带宽限制，用户使用的帧速率通常小于平板探测器实际可运行的最高帧速率。当平板探测器实际运行在N倍于用户设置的帧速率时，由于积分时间降低为原来的1/N，此时的饱和剂量率将提升N倍，对应动态范围也将提升√N倍，其中，N为大于1的整数。可以看到，这种方法的优点在于无需设计多个增益档位以及复杂的增益校正方法，通过平板探测器内部调整实际运行帧速率并进行一定的程序多帧叠加即可完成动态范围的提升。
[0005]平板探测器的采集模式包含自由模式和触发模式。在自由模式下，用户首先设置帧速率，随后当用户设置开始采集指令后，平板探测器在预设的帧速率下连续的进行信号读出；在触发模式下，当用户设置开始采集指令后，用户使用外部信号控制平板探测器进行信号读出，根据触发时序的差异，触发模式又分为上升沿触发、下降沿触发、高电平触发、低电平触发等等。
[0006]以下降沿触发为例，当用户设置开始采集指令后，用户从平板探测器外部输入触发信号，当平板探测器接收到触发信号的下降沿后，平板探测器随即开始进行信号读出。由于平板探测器逐行扫描的读出方式，其读出存在一定的读出时间间隔Tr，该时间与平板探测器核心光电转换芯片的设计直接相关，在同一模式下通常为固定值，而相邻2次外部触发信号下降沿的间隔时间则被称为积分时间，积分时间由用户进行控制并且可根据需要改
变，在连续射线源曝光的过程中，积分时间与平板探测器的接收剂量呈正相关。
[0007]可见，方法二的实现依赖于用户设置的帧速率，当用户使用触发模式时，帧速率由用户输入的触发信号间隔决定，因此，当用户输入的触发信号间隔不合适时，方法二将无法有效实现。
[0008]方法三是本专利技术专利申请人所提供的“一种提高触发模式下平板探测器动态范围的方法及装置”专利申请中所提到的方法，在该方法中，探测模块的添加带来一些额外的问题：一是用户必须输入第二个触发信号后图像数据才会有输出，影响了其在单帧触发场景下的应用；二是相较于传统方法，其图像数据的输出会存在额外的一帧时间延迟。

技术实现思路

[0009]为了解决现有技术中，由于探测器需要设计多个增益档位，因此其核心光电转换芯片的良率将大幅下降；芯片制作差异会导致每个像素的增益存在一定差异，因此其需要配合十分复杂的增益校正方法对每一个像素的增益进行校正，同时对用户硬件性能提出了较高的要求；依赖于用户设置的帧速率，当用户使用触发模式时，帧速率由用户输入的触发信号间隔决定，提高触发模式下探测器动态范围将无法有效实现；探测模块的添加带来一些额外的问题：一是用户必须输入第二个触发信号后图像数据才会有输出，影响了其在单帧触发场景下的应用；二是相较于传统方法，其图像数据的输出会存在额外的一帧时间延迟等技术问题，本专利技术提供触发模式下实时提高探测器动态范围的方法及装置。
[0010]本专利技术解决上述技术问题的技术方案如下：
[0011]触发模式下实时提高探测器动态范围的方法，包括如下步骤：
[0012]生成一个与首个外部触发信号同步的初始脉冲信号，并利用所述初始脉冲信号控制平板探测器进行一次图像数据流读出；
[0013]将所述平板探测器在所述初始脉冲信号控制下读出的一次图像数据流，生成一帧图像；
[0014]在两个相邻外部触发信号的间隔时间内生成多个预设脉冲信号，并利用多个所述预设脉冲信号中的每个脉冲控制所述平板探测器进行一次图像数据流读出；其中，多个所述预设脉冲信号中，最后一个所述预设脉冲信号与两个相邻所述外部触发信号中后一个所述外部触发信号同步；
[0015]将所述平板探测器在多个所述预设脉冲信号控制下读出的多个图像数据流进行算术平均处理，生成一帧图像。
[0016]本专利技术的有益效果是：先生成一个与首个外部触发信号同步的初始脉冲信号，并利用所述初始脉冲信号控制平板探测器进行一次图像数据流读出，因此，在第一个外部触发信号发出的同时生成控制平板探测器输出图像。在两个相邻外部触发信号的间隔时间内生成多个预设脉冲信号，并利用多个所述预设脉冲信号中的每个脉冲控制所述平板探测器进行一次图像数据流读出，将所述平板探测器在多个所述预设脉冲信号控制下读出的多个图像数据流进行算术平均处理，生成一帧图像；既实现了传统方法均在外部触发信号触发下进行实时读出对应的信号及图像输出，又提高了动态范围；因此本专利技术具有与传统方法完全一致的实时性，同时无需用户进行额外操作即可实现动态范围的提高，大大减轻了用户的负担。
[0017]在上述技术方案的基础上，本专利技术还可以做如下改进。
[0018]进一步，所述初始脉冲信号与所述预设脉冲信号触发方式一致；所述初始脉冲信号或所述预设脉冲信号的触发模式为上升沿触发或下降沿触发或高电平触发或低电平触发。
[0019]进一步，所述外部触发信号为脉冲信号，所述外部触发信号与所述初始脉冲信号或所述预设脉冲信号触发方式一致。
[0020]进一步，多个所述预设脉冲信号中，第一个所述预设脉冲信号与两个相邻所述触发信号中前一个所述触发信号之间的间隔时间大于或等于所述平板探测器进行一次图像数据流读出的时间。
[0021]进一步，其特征在于，相邻两个所述预设脉冲信号之间的间隔时间大于或等于所述平板探测器进行一次图像数据流读出的时间。
[0022]为了解决上述技术问题，本专利技术还提供触发模式下实时提高探测器动态范围的装置，其具体技术方案如下：
[0023]触发模式下实时提高探测器动态范围的装置，包括触发信号本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.触发模式下实时提高探测器动态范围的方法，其特征在于，包括如下步骤：生成一个与首个外部触发信号同步的初始脉冲信号，并利用所述初始脉冲信号控制平板探测器进行一次图像数据流读出；将所述平板探测器在所述初始脉冲信号控制下读出的一次图像数据流，生成一帧图像；在两个相邻外部触发信号的间隔时间内生成多个预设脉冲信号，并利用多个所述预设脉冲信号中的每个脉冲控制所述平板探测器进行一次图像数据流读出；其中，多个所述预设脉冲信号中，最后一个所述预设脉冲信号与两个相邻所述外部触发信号中后一个所述外部触发信号同步；将所述平板探测器在多个所述预设脉冲信号控制下读出的多个图像数据流进行算术平均处理，生成一帧图像。2.根据权利要求1所述的触发模式下实时提高探测器动态范围的方法，其特征在于，所述初始脉冲信号与所述预设脉冲信号触发方式一致；所述初始脉冲信号或所述预设脉冲信号的触发模式为上升沿触发或下降沿触发或高电平触发或低电平触发。3.根据权利要求2所述的触发模式下实时提高探测器动态范围的方法，其特征在于，所述外部触发信号为脉冲信号，所述外部触发信号与所述初始脉冲信号或所述预设脉冲信号触发方式一致。4.根据权利要求1所述的触发模式下实时提高探测器动态范围的方法，其特征在于，多个所述预设脉冲信号中，第一个所述预设脉冲信号与两个相邻所述触发信号中前一个所述触发信号之间的间隔时间大于或等于所述平板探测器进行一次图像数据流读出的时间。5.根据权利要求1至4任一项所述的触发模式下实时提高探测器动态范围的方法，其特征在于，相邻两个所述预设脉冲信号之间的间隔时间大于或等于所述平板探测器进行一次图像数据流读出的时间。6.触发模式下实时提高探测器动态范围的装置，其特征在于，包括触...

【专利技术属性】
技术研发人员：杨光，罗杰，
申请(专利权)人：成都善思微科技有限公司，
类型：发明
国别省市：