[发明专利]一种平板探测器图像拖尾的递归校正方法

说明书

技术领域

本发明属于医疗器械技术领域，涉及一种平板探测器图像拖尾的图像处理校正方法。

背景技术

平板探测器是一种高度复杂的射线数字化成像设备，可用于替代传统胶片的射线成像，也可作为锥束CT系统的成像部件，由于结构特征和制造工艺的限制，平板探测器原始输出图像中存在多种瑕疵，直接影响其成像质量，因此通常需要对平板探测器输出的图像进行必要的校正。

目前，探测器输出图像的校正方法有很多种，包含有暗场校正、增益校正、坏点校正、图像拖尾校正等等；暗场图像是指没有射线照射时平板探测器的输出值，暗场图像在开启射线源是将叠加到投影图像中，并且不会随着射线的强度变化而变化；平板探测器大量像元的输出特性参数具有分散性，从而产生增益系数不一致的问题；坏像素是对射线强度反应异常的像元，由于平板探测器的像元数量巨大，制作工艺复杂，因而坏像素一般不可避免；上述三方面的常规矫正方法已比较成熟，并被探测器厂商广泛采用。

图像拖尾（Image Lag）表现为平板探测器接受X光照射成像后，关闭X光源，成像会在探测器上保留一段时间，这是因为在平板探测器里头电子运动过程中，会陷到材料的一些“坑”里头（traps），挣扎一下才能出来造成的，虽然这个时间很短，但足以对成像质量造成很大的影响，因为图像相当于在时域做了卷积（前后帧之间有互相干涉），不难想象，对于椭圆形物体或者物体没有摆在旋转中心，成像质量受图像拖尾影响最大，会有一圈圈的环状伪影。

发明内容

本发明目的是：基于图像拖尾的校正方法国外已经很成熟了，但在国内运用还非常少，本发明就公开了一种平板探测器图像拖尾的递归校正方法，有效地降低了图像拖尾对成像质量的影响。

本发明解决其技术问题及所采用的技术方案是：该方法包括以下步骤：

首先，平板探测器被放置于距离射线源一定的距离的位置，且两者之间不摆放任何物体，设置确定的电压值和探测器的成像大小等待曝光，此时，根据通用的暗场校正方法，获取同等条件下的平均暗场图像D；接着，在上述曝光条件下采集1张图像，然后立即停止曝光，连续采集N张图像，这N张图像就是包含了拖尾信息的序列图像。

将计算得到的N张序列图像的拖尾量标记为                                                ，其计算公式如下：

                                 （1）

其中，和分别表示第n幅和曝光条件采集的图像中感兴趣区域中平均信号值。

帧频和剂量饱和度对图像拖尾的影响分析：根据（1）式，计算不同帧频和不同剂量饱和度条件下的图像拖尾情况，并分析帧频和剂量饱和度对图像拖尾的影响程度，对提出图像拖尾校正方法提供了基础。

根据上述分析，利用数学统计模型法，本发明建立了一个图像拖尾的数学模型，表达式如下：

                    （2）

其中，、、表示系数，不完全依赖于帧频，和表示两个衰减常量，此量主要依赖于帧频的变化，n表示采集的帧数，表示设置的帧频。

根据上述公式，我们可以运用一个递归表达式来计算第n幅经过拖尾校正后的图像，表达式如下：

     （3）

其中，表示采集到的含有拖尾信息的图像的序号，表示采集到的含有拖尾信息的图像，结合上述两式可得，

        （4）

附图说明

附图是本发明方法的流程图。

具体实施方式

参照附图，针对一X射线平板探测器数字成像，平板为pixium CBCT 2630 ，应用本发方法进行平板探测器图像拖尾的校正，执行步骤如下：

将机器复位到曝光准备状态，且不摆放任何物体，设置确定的电压值和探测器的成像大小，等待曝光，此时，根据通用的暗场校正方法，获取同等条件下的平均暗场图像D；接着，在帧频为35fps条件下，首先采集1张实物模体的图像，然后立即停止曝光，连续采集20张图像，这20张图像就是包含了实物模体拖尾信息的序列图像。

首先选择计算各个拖尾图像的感兴趣区域10000像素的平均信号值，然后计算得到的20张序列图像的拖尾量标记为，其计算公式如下：

                      

其中，和分别表示第n幅和曝光条件采集的图像中感兴趣区域中10000像素的平均信号值。