[发明专利]一种基于CCD DR探测器影像不均匀性实时校正方法

说明书

技术领域

本发明属于医学图像处理技术领域。

背景技术

探测器在均匀X射线的照射下，各个像元存在不均匀性，因此显示在图像上，所拍摄原始图像存在严重的不均匀性效应，即中间亮，向四周逐渐变暗的情况，且在较大剂量情况下拍摄图像中心区域易出现饱和现象，图像亮度值偏离线性区，图像校正后无法达到预期的校正效果，针对这一现象，提出探测器线性区及饱和区域图像校正方法，传统方法都是基于探测器的线性区域校正，而未涉及非线性区，即饱和区域校正。

发明内容

本发明目的是：提供一种CCD DR探测器图像实时校正方法，使得整幅医学图像背景均匀一致，提升了图像对比度，利于诊断医生观看。

本发明所采用的技术方案是：

1、要偏移误差有一定的稳定性，偏移误差是一种系统误差，它是在没有X射线源的情况下，漏电流以及电荷放大电路零点漂移的影响而输出的图像，而每个像元的偏置输出是不同的，且随着温度的变化而变化，因此需在探测器开机30分钟后采集偏置图像，每次偏置误差图像采集曝光时间一致，且在正常拍摄曝光时间与偏差误差最大曝光时间一致。

2、减小探测器非线性影响，探测器图像校正，首先要保证球管线性度良好，即在球管电压（KV）不变的情况下，改变管电流（mAs）值，管电流与图像平均亮度值存在线性关系；设置一定的球管电流值，根据要求的图像平均亮度选择管电流，设置多个拍摄档位，分别为偏置误差图一幅，中亮场图若干幅，为排除干扰噪声的影像，可以在每个档位下拍摄多幅图叠加取平均，得到一张叠加图，正常情况下，采集的档位越多，每相邻两个档位之间线性度越好，校正效果越好。

3、线性区域图像校正，影像不均匀性的校正要求在X射线源线性的情况下，探测器拍摄图像在未饱和的情况下保证一定的线性，在拍摄校正图像过程中，可以将图像灰阶分成多段，每一段都可认为是线性的；以前三档位图像校正为例，校正图像某一点亮度值分别为P0（偏置误差），P1,P2（P0<P1<P2）,去除偏置之后，校正后平均亮度值分别为Q0，Q1, Q2（Q0<Q1<Q2）,待校正图像亮度值为P，校正后图像亮度值为Q则，校正公式为：

     (1)

4、饱和区域图像校正，由于探测器动态范围比较窄，因此在实际拍摄过程中，一些薄的部位会出现饱和现象，即图像亮度值达到图像灰阶最大值，图像饱和区域会出现亮度为一个值的现象，这样用一幅未饱和校正图像进行饱和图像校正，不能达到预期的效果，反而使得不均匀现象更为突出，因此在图像校正之前需对拍摄原始图像做饱和点标记，按照线性区域校正方式校正之后，再对饱和区域进行特殊处理，饱和区域经校正后，图像亮度值比较大，大于正常未饱和图像亮度值，因此，寻找饱和区校正后的图像最小值作为阈值分割物体图像区域和背景图像区域，最终将背景区域设为阈值大小。

5、由于每台探测器偏置误差不一致，而校正过程中，采集的校正图像尽可能落入探测器线性范围内（即校正文件不能出现饱和值），那么需要通过偏置误差平均值来计算中亮场各个档位的图像平均亮度值，以达到较好的校正效果，假设偏置误差图像平均亮度为Pd，最大平均亮度为PM，m个校正档位，则第n个档位的计算公式为：                  

附图说明：

本图为一种基于CCD DR探测器的影像不均匀性实时校正方法的图像中某一像元的校正曲线。

Pd、偏移误差平均值；            P1、档位1校正图像平均亮度值；

P2、档位2校正图像平均亮度值；  P3、档位3校正图像平均亮度值；

P4、档位4校正图像平均亮度值，  Q0、偏移校正之后值为0；

Q1、Q2、Q3、Q4分别为P1、P2、P3、P4去除偏置误差后的校正之后亮度值；

Q、校正后图像亮度值；           P、待校正图像亮度值。

 

具体实施方式：     

1、校正文件采集：采集五幅偏置误差图像叠加取平均，计算通过叠加计算后的图像平均亮度，为Pd；为了使得采集的校正图像亮度尽可能在探测器线性范围内，以12位图像为例，设置校正文件最大亮度平均亮度为3800，5个校正档位，那么每一档位的图像亮度值为:

2、设置球管电压为55KV，根据公式(3)计算每一档位的亮度值，选择合适的球管电流，使得拍摄图像平均亮度值为计算的图像亮度值（允许±100的偏差），采集五幅图叠加取平均，最后得到一幅校正图，以同样的方式拍摄其余三幅校正图。