一种x射线成像装置及方法_2

文档序号:9266354阅读:来源:国知局
)的像素点2即对应坐标点2,坐标点2的 横坐标为像素点2在子图像Ilrt中的灰度值,坐标点2的纵坐标为像素点2在子图像I k(i) 中的灰度值,坐标位置为(2, 1)的像素点3即对应坐标点3,坐标点3的横坐标为像素点3 在子图像Ilrt中的灰度值,坐标点3的纵坐标为像素点3在子图像I k(i)中的灰度值,坐标 位置为(2, 2)的像素点4即对应坐标点4,坐标点4的横坐标为像素点4在子图像Ilrl中的 灰度值,坐标点4的纵坐标为像素点4在子图像I k(i)中的灰度值。
[0045] 随着能量值的升高,灰度点分布图中的点分布越来越密集,这表明前后两个能量 值下的子图像质量趋于稳定,表现到具体数值就是线性散布度越来越小,但同时子图像整 体的灰度跨度变大,因此也不是越小越好,需要适中。
[0046] 最新接收到的子图像的平均对比度AC可为:
[0047]
(2)
[0048] 其中,Gmax表示最新接收到的子图像中的各像素点的灰度值中的最大值;
[0049] Gniin表示最新接收到的子图像中的各像素点的灰度值中的最小值;
[0050] Ga表示最新接收到的子图像中的各像素点的灰度值的平均值。
[0051] 可见,平均对比度即指相对灰度与整体灰度之间的比值,该值可用来表示子图像 的清晰程度。通常来说,能量值越低子图像的对比度越大,对比度越大的子图像越清晰,但 是能量值太低又会导致待测物体未完全成像或噪声污染相对严重等,因此平均对比度的选 择也应适中。
[0052] 基于上述介绍,本发明中将上述两个评价标准相结合,提出了一个质量评价值 (SOA,Standard of Assessment)的概念。
[0054] α和β表示设定的评价系数。
[0055] 由于线性散布度和平均对比度的数值不在一个量级上,且各个评价标准的跨度不 同,因此综合考虑,根据经验可设置α = 1、β = 200。
[0056] 2)反馈控制模块
[0057] 如图2所示,该模块中可具体包括:第一控制单元和第二控制单元。
[0058] 第一控制单元,用于计算出最新接收到的质量评价值与相邻前一次接收到的质量 评价值的差值绝对值,并将该差值绝对值与预定目标值进行比较,如果大于目标值,则确定 需要进行电压值调整,并将该差值绝对值发送给第二控制单元;
[0059] 第二控制单元,用于根据最新接收到的差值绝对值确定出调整后的电压值,并将 该电压值发送给图像采集模块。
[0060] 2. 1)第一控制单元
[0061] 对于不同能量值下的子图像,其均会对应一个质量评价值,通过实验得知,当前 后两个质量评价值的差值绝对值保持在〇. 01以内时,此时的子图像质量较佳,因此,可将 0.01作为目标值,在每次接收到最新的质量评价值时,分别计算出最新接收到的质量评价 值与相邻前一次接收到的质量评价值的差值绝对值,并将该差值绝对值与目标值0. 01进 行比较,如果大于0.01,则确定需要进行电压值调整,否则,确定不需要进行电压值调整。
[0062] 2. 2)第二控制单元
[0063] 调整后的电压值u(k-l)可为:
[0064] u(k) = u (k~l) + Δ u (k) ; (4)
[0065] 其中,Δ u (k) = Kp Δ e (k)+Kp (k)+Kd[ Δ e (k) - Δ e (k_l) ] ; (5)
[0066] Δ e (k) = e (k) _e (k_l) ; (6)
[0067] e(k) = I ASOA-0.0 11 ; (7)
[0068] Δ SOA表示差值绝对值;
[0069] k表示最新一次调整对应的结果,k-1表示相邻前一次调整对应的结果;
[0070] Kp、Kp Kd分别表示训练得到的比例(Proportion)、积分(Integration)、微分 (Differentiation)系数,即PID控制系数,具体获取方式为现有技术。
[0071] 如前所述,在实际应用中,在按照本发明所述方式对待测物体进行正式成像之前, 需要先进行一些预处理,以得到一些所需的初始数值。较佳地,可手动设置三个不同的电压 值,分别为50. 0kV、55. OkV和60.0 kV,并分别按照这三个电压值对待测物体进行图像采集, 从而得到三幅图像,假设分别为图像A、图像B和图像C。那么针对图像B(需要用到图像A) 和图像C(需要用到图像B)可分别计算出一个质量评价值。当按照本发明所述方式对待测 物体进行正式成像时,可将图像B对应的质量评价值和图像C对应的质量评价值的差值绝 对值作为式(7)中的初始ASOA值,式(6)中的初始e(k-l)和式(5)中的初始Ae(Ii-I) 的取值均可设置为〇,式(4)中的u(k-l)即为60.0 kV,从而可得到第一个自动调整后的电 压值,后续可按照本发明所述方式依次计算出其它调整后的电压值。
[0072] 基于上述介绍,图3为本发明X射线成像方法实施例的流程图。如图3所示,针对 待测物体,可按照步骤31~34所述方式进行处理。
[0073] 步骤31 :按照最新调整后的电压值对待测物体进行图像采集。
[0074] 步骤32 :确定出最新采集到的图像的质量评价值。
[0075] 本步骤的具体实现方式可为:按照预定的位置要求,从最新采集到的图像中提取 出一幅子图像;计算出最新提取出的子图像的线性散布度和平均对比度,并根据线性散布 度和平均对比度进一步计算出质量评价值。
[0076] 较佳地,线性散布度
[0077] 其中,η表示每幅子图像中包括的像素点数;
[0078] Ik(i)表示最新接收到的子图像Ik中任一坐标位置的像素点i的灰度值;
[0079] Ih⑴表示相邻前一次接收到的子图像Ih中、相同坐标位置的像素点i的灰度 值;
[0080] ?1和P 2分别表示根据所构成的灰度点分布图拟合出的直线系数;
[0081] 灰度点分布图中共包括η个坐标点,每个坐标点i分别对应一个像素点i,且坐标 点i的横坐标为Ij rf (i),坐标点i的纵坐标为Ik (i)。
[0082] 平均对比度
[0083] 其中,Gmax表示最新接收到的子图像中的各像素点的灰度值中的最大值;
[0084] Gniin表示最新接收到的子图像中的各像素点的灰度值中的最小值;
[0085] Ga表示最新接收到的子图像中的各像素点的灰度值的平均值。
[0086] 质量评价值
[0087] 其中,Vld表示线性散布度;
[0088] AC表示平均对比度;
[0089] α和β表示设定的评价系数。
[0090] 步骤33 :根据最新确定出的质量评价值确定出是否需要进行电压值调整,如果 是,则执行步骤34,否则,结束处理,这样,最新采集到的图像即为待测物体的最终成像结 果。
[0091] 本步骤的具体实现方式可为:计算出最新确定出的质量评价值与相邻前一次确定 出的质量评价值的差值绝对值,并将该差值绝对值与预定目标值进行比较,如果大于目标 值,则确定需要进行电压值调整。
[0092] 较佳地,所述目标值可为0· 01。
[0093] 步骤34 :确定出调整后的电压值,之后重复执行步骤31。
[0094] 本步骤中,可根据最新计算出的差值绝对值确定出调整后的电压值。
[0095] 较佳地,调整后的电压值u(k) = u(k_l) + Au(k) ; (4)
[0096] 其中,Δ u (k) = Kp Δ e (k)+Kp (k)+Kd[
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