一种DR及CT成像的曝光参数快速确定方法技术

本发明专利技术提供了一种DR及CT成像的曝光参数快速确定方法，首先获取DR/CT成像系统的曝光参数模型，然后根据所得曝光参数模型快速获取曝光参数。本发明专利技术提通过简便的步骤即可获取DR/CT成像系统的曝光参数模型，而且该模型长期有效，其建立所花费的工作量基本可以忽略不计。根据获取的DR/CT成像系统曝光参数模型，可以自动快速获取曝光参数，使DR/CT图像的信噪比和对比度达到最优，克服现有技术获取曝光参数需要很多人工交互和相关专业技术经验的问题，从而相对延长DR/CT成像系统的使用寿命。

【技术实现步骤摘要】
【专利摘要】本专利技术提供了一种DR及CT成像的曝光参数快速确定方法，首先获取DR/CT成像系统的曝光参数模型，然后根据所得曝光参数模型快速获取曝光参数。本专利技术提通过简便的步骤即可获取DR/CT成像系统的曝光参数模型，而且该模型长期有效，其建立所花费的工作量基本可以忽略不计。根据获取的DR/CT成像系统曝光参数模型，可以自动快速获取曝光参数，使DR/CT图像的信噪比和对比度达到最优，克服现有技术获取曝光参数需要很多人工交互和相关专业技术经验的问题，从而相对延长DR/CT成像系统的使用寿命。【专利说明】一种DR及CT成像的曝光参数快速确定方法
本专利技术属于射线成像与检测
，涉及一种射线数字成像(DigitalRadiography, DR)和计算机断层成像(Computed Tomography, CT)的曝光参数确定方法。
技术介绍
近年来，射线数字成像DR和计算机断层成像CT在工业无损检测领域得到加速发展，成为某些关键零部件不可或缺的检测手段，其中DR成像是CT成像的基础。曝光参数的选择是DR/CT成像系统的基本问题之一，不仅直接影响图像质量，而且还是控制辐射剂量的主要手段。如何快速获取优化的DR/CT成像系统曝光参数，减少人工依赖，提高图像质量，已成为射线无损检测界所关注的问题。在DR/CT无损检测时，要快速有效找出合适的曝光参数，一般都是根据曝光曲线进行查找，曝光曲线是在一定条件下绘制的透照参数与透照厚度之间的关系曲线，但根据曝光曲线查找曝光参数的方法受人工和经验干预性较强。另外，通过实验的方法可以分析不同曝光参数组合对图像质量的影响，从而得出扫描电压和曝光量与图像质量的相关性，但到目前为止仍未形成切实可用的操作方法。近年出现的CT扫描自动曝光控制技术，旨在保证图像质量的同时减 少CT辐射剂量，可以根据特定位置被照物体的厚度自动调节曝光量的大小使图像噪声保持一定水平，但对厚度未知的工业异形零件难以实施，而且自动曝光控制需给定参考值，如果设置不当就可能影响图像质量或增加辐射剂量。由于实际工业零件的材质、形状复杂多变，目前在执行DR/CT无损检测时，确定曝光参数的准则不够明晰，优化不足，效率较低，人工依赖性高。
技术实现思路
为了克服现有技术的不足，本专利技术提供一种DR及CT成像的曝光参数快速确定方法，以达到对各种工业零件实行DR/CT无损检测时，简便快速、自动优化确定曝光参数的目的。本专利技术解决其技术问题所采用的技术方案包括以下步骤:(I)设DR/CT成像系统中探测器暗场校正后可输出的最小均值为Gmin，最大均值为Gmax,计算探测器实际可用的安全输出范围[Gmin，GfflaJ，Gfflin = Gmin+ a Gfflax = Gmax- QijQ1=β ! (Gmax-Gmin)，β I 取 0.02 ~0.10 ;(2)设DR/CT成像系统中射线源可输出的最低电压为Vmin，最高电压为Vmax，计算射线源实际可用的安全电压徂围, Vmin = (1+ a 2) Vmin, Vmax = (1- a 2) Vmax, <12取0.05 ~0.20 ; (3)曝光量mAs是射线源电流mA与探测器曝光时间s的乘积，在范围内取等差排列的输出g，对每一个V，获取每一个g下的mAs，得到曝光参数表T ;或者将,获取范围内的曝光参数表T2之前需先在射线源出口前附加过滤板；(4)构造曝光参数模型g = mAs.(av2+bv+c),其中a、b、c为系数,该模型拟合T得Gm，或分别拟合1\、T2得GM1、GM2，所得结果即为该DR/CT成像系统的曝光参数模型；(5)对于DR成像，将零件感兴趣方位放置于射线源射线照射方向；对于CT成像，将零件的最大厚度放置于射线源射线照射方向；(6)根据穿透性原则设置零件投影区域的最小输出值gmin，gmin > Gfflin ；(7)对于变焦点尺寸射线源，设置空气投影区域的最大输出值gmax = ngfflin, η取5~10 ;对于其它情况，设置gmax = Gmax ；(8)选择DR/CT成像系统的曝光参数模型Gm，或Gmi和Gm2 ；(9)对于GM，在中按折半查找法获取优化的曝光参数，即V及相应的mAs,方法为:设Vm为查找区间[Vu VJ的中值，对于第1次查找，分别将\、VM、VK及gmax代入Gm,计算得到相应的mA\、mASM、mASK，以这3组曝光参数进行曝光，得到各自零件投影区域的最小输出值gygM、gK，其余查找时，若当前区间的Vk-' ( S，则取该区间的Vm及其mAsM为优化的曝光参数，否则取该区间的Vm及其mAsM曝光得到gM ;若(l-k)gmin；≤ gL≤gM或gK≤(1+k)gmin，则其对应的V和mAs即为优化的曝光参数；否则，若gL < gmin < gM则在(Vu Vm)中继续折半查找，若gM< gmin < gE则在(VM，Ve)中继续折半查找；否则，该零件超出该DR/CT成像系统的优化曝光参数范围；区间阈值S取10~20，偏差系数k取0.05~0.15 ;对于Gmi和Gm2，在第1次查找时需以Vd替代VM，并以V的大小确定用Gmi或Gm2计算得到相应的mAs，其余操作方法与Gm相同。本专利技术的有益效果是:本专利技术提供的方法通过简便的步骤即可获取DR/CT成像系统的曝光参数模型，而且该模型长期有效，其建立所花费的工作量基本可以忽略不计。根据获取的DR/CT成像系统曝光参数模型，可以自动快速获取曝光参数，使DR/CT图像的信噪比和对比度达到最优，克服现有技术获取曝光参数需要很多人工交互和相关专业技术经验的问题，从而相对延长DR/CT成像系统的使用寿命。【专利附图】【附图说明】图1为本专利技术的DR及CT成像曝光参数快速确定方法流程。【具体实施方式】下面结合附图和实施例对本专利技术进一步说明。本专利技术解决其技术问题所采用的技术方案包括两个部分:首先获取DR/CT成像系统的曝光参数模型，然后根据所得曝光参数模型快速获取曝光参数。获取DR/CT成像系统的曝光参数模型包括以下步骤:(I)设DR/CT成像系统中探测器暗场校正后可输出的最小均值为Gmin，最大均值为Gmax?计算探测器头际可用的女全输出徂围[Gmin, GmaJ，Gmin = Gmin+ a 1； Gmax = Gmax- α 1； a j =β I (Gmax-Gmin)，β I 一般取0.02~0.10，系统噪声及干扰大时β I取较大值，否则取较小值；(2)设DR/CT成像系统中射线源可输出的最低电压为Vmin，最高电压为Vmax，计算射线源实际可用的安全电压'M围, Vmin = (1+ a 2) Vmin, Vmax = (1- a 2) Vmax, α2 一般取0.05~0.20，射线源可靠性高时α 2取较小值，否则取较大值；(3)获取关于曝光量mAs的曝光参数表，mAs是射线源电流mA与探测器曝光时间s 的乘积，获取方法分为一般应用和特殊应用两种：1)对于一般应用，在范围内取 等差排列的电压v，并在范围内取等差排列的输出g，对每一个v，获取每一个g下 的mAs，得到曝光参数表T;2)对于特殊应用，主要是进一步抑制采用较高电压本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种DR及CT成像的曝光参数快速确定方法，其特征在于包括下述步骤：(1)设DR/CT成像系统中探测器暗场校正后可输出的最小均值为GMIN，最大均值为GMAX，计算探测器实际可用的安全输出范围[Gmin,Gmax]，Gmin＝GMIN+α1，Gmax＝GMAX?α1，α1＝β1(GMAX?GMIN)，β1取0.02～0.10；(2)设DR/CT成像系统中射线源可输出的最低电压为VMIN，最高电压为VMAX，计算射线源实际可用的安全电压范围[Vmin,Vmax]，Vmin＝(1+α2)VMIN，Vmax＝(1?α2)VMAX，α2取0.05～0.20；(3)曝光量mAs是射线源电流mA与探测器曝光时间s的乘积，在[Vmin,Vmax]范围内取等差排列的电压v，并在[Gmin,Gmax]范围内取等差排列的输出g，对每一个v，获取每一个g下的mAs，得到曝光参数表T；或者将[Vmin,Vmax]分为低电压范围[Vmin,Vd)和高电压范围[Vd,Vmax]，获取[Vmin,Vd)范围内曝光参数表T1的方法如上所述，获取[Vd,Vmax]范围内的曝光参数表T2之前需先在射线源出口前附加过滤板；(4)构造曝光参数模型g＝mAs·(av2+bv+c)，其中a、b、c为系数，该模型拟合T得GM，或分别拟合T1、T2得GM1、GM2，所得结果即为该DR/CT成像系统的曝光参数模型；(5)对于DR成像，将零件感兴趣方位放置于射线源射线照射方向；对于CT成像，将零件的最大厚度放置于射线源射线照射方向；(6)根据穿透性原则设置零件投影区域的最小输出值gmin，gmin＞Gmin；(7)对于变焦点尺寸射线源，设置空气投影区域的最大输出值gmax＝ηgmin，η取5～10；对于其它情况，设置gmax＝Gmax；(8)选择DR/CT成像系统的曝光参数模型GM，或GM1和GM2；(9)对于GM，在[Vmin,Vmax]中按折半查找法获取优化的曝光参数，即v及相应的mAs，方法为：设VM为查找区间[VL,VR]的中值，对于第1次查找，分别将VL、VM、VR及gmax代入GM，计算得到相应的mAsL、mAsM、mAsR，以这3组曝光参数进行曝光，得到各自零件投影区域的最小输出值gL、gM、gR，其余查找时，若当前区间的VR?VL≤S，则取该区间的VM及其mAsM为优化的曝光参数，否则取该 区间的VM及其mAsM曝光得到gM；若(1?k)gmin≤gL、gM或gR≤(1+k)gmin，则其对应的v和mAs即为优化的曝光参数；否则，若gL＜gmin＜gM则在(VL,VM)中继续折半查找，若gM＜gmin＜gR则在(VM,VR)中继续折半查找；否则，该零件超出该DR/CT成像系统的优化曝光参数范围；区间阈值S取10～20，偏差系数k取0.05～0.15；对于GM1和GM2，在第1次查找时需以Vd替代VM，并以v的大小确定用GM1或GM2计算得到相应的mAs，其余操作方法与GM相同。...

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：黄魁东，张定华，张华，
申请(专利权)人：西北工业大学，
类型：发明
国别省市：