CN1173169C - 一种辐射成像中的数据不一致性矫正方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种辐射成像中的数据不一致性矫正方法。其步骤为：硬件安装尺寸保证探测器阵列的顶部安装几个参考探测器；在射线开始扫描被测物体之前，先进行校准测量，即扫描几行仅穿透空气生成的标准数据；射线穿透物体生成实际数据；进行列扫描数据的亮度矫正和不一致性矫正；将矫正后的数据传送给系统的控制站。同现有技术比，本发明矫正质量高，矫正程序简单，校准实时，而且不需要特定的矫正硬件装置。
Description
技术领域
本发明涉及辐射成像中的信号处理，特别是辐射成像中的数据不一致性矫正的方法。
背景技术
目前，在辐射成像中数据不一致性的矫正方法采用的是样品校准，差值求近似的方法。这种方法需要在图像检测之前利用专门的矫正硬件装置测几个参考点，得到几个参考的映射数据，对于以后实测的数据则需要根据参考数据进行差值近似。这种方法存在以下缺点：1、在整个成像系统正式运行之前作矫正，无法做到实时矫正；2、需要专门的硬件设备；3、参考点数少，由随机涨落造成的误差大。所以这种方法得到的图像上噪声与错误行均比较明显。
发明内容
针对现有技术中存在的缺点，本发明的目的提供了一种辐射成像中的数据不一致性矫正方法。它是基于信号处理的方法直接对原始图像进行矫正运算，校准数据也来自原图。这种方法的矫正质量高，矫正程序简单，校准实时，而且不需要昂贵的矫正硬件装置。
为了达到上述的发明目的，本发明的技术方案采用如下方式实现：
一种辐射成像中的数据不一致性矫正方法，包括如下步骤：
(1)接收在整个成像过程中穿透空气的射线；
(2)在无射线时，读入各探测器的本底数据；
(3)进行校准测量，在有射线时，扫描穿透空气的各个探测器的校准数据，并计算其相同行数据的平均值；
(4)使射线穿透物体生成实际数据；
(5)对所述实际数据进行列扫描数据的亮度矫正；
(6)对所述实际数据进行列扫描数据的不一致性矫正；
(7)将进行了亮度矫正和不一致性矫正的数据传送给系统的控制站进行显示。
上述亮度矫正的步骤为：(1)将每个列扫描数据减去相应探测器的本底数据；(2)计算实际测量中参考探测器计数的平均值；(3)将处理后的列数据逐个除以实际测量中参考探测器计数的平均值，完成亮度矫正。其中所述不一致性矫正的步骤为：(1)读入亮度矫正后的图像数据；(2)根据校准数据，计算校准测量中每个探测器与参考探测器所计数的光子数之比，作为矫正数据；(3)将每个图像数据除以相同行的矫正数据后乘以65536。
本发明同现有技术相比，产生如下有益效果：1.本发明由于每次扫描图像的校准都是实时的，因此校准效果比较好。2.本发明不需要特定的矫正硬件装置，对所用探测器的一致性也要求不高。3.处理后的图像的不同物质间的对比度比考虑探测器的探测效率随能量不同的因数做的处理后的图像的对比度要好。
下面结合附图及具体的实施方式对本发明作进一步说明。
附图说明
图1为根据本发明的辐射成像中的数据不一致性矫正方法的流程图；
图2为图1所示的辐射成像中的数据不一致性矫正方法中的的亮度矫正过程的流程图；
图3为图1所示的辐射成像中的数据不一致性矫正方法的不一致性矫正过程流程图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明作详细描述。
参见图1，根据本发明的辐射成像中的数据不一致性矫正方法，(1)硬件安装尺寸保证接近辐射源的地方安装几个参考探测器，接收在整个成像过程中穿透空气的射线，并且参考探测器不能遮挡其它探测器；(2)无射线时，读入各探测器的本底数据；(3)进行校准测量，在有射线时，扫描穿透空气的各个探测器的校准数据，并计算其相同行数据的平均值；(4)射线穿透物体生成实际数据；对这些数据进行列扫描数据的亮度矫正，并进行列扫描数据的不一致性矫正。
图2为图1所示的辐射成像中的数据不一致性矫正方法中的的亮度矫正过程的流程图；图3为图1所示的辐射成像中的数据不一致性矫正方法的不一致性矫正过程流程图。参见图2及图3对本发明的亮度矫正和不一致性矫正的具体过程进行详细描述。
进行亮度矫正和不一致性矫正的计算公式如下：设Фr作为参考探测器方向上X射线束流强度分布率，第m个实际探测器方向上的束流强度分布率为Фd；设Ic和Ia为校准测量和实际测量过程中X射线总的束流强度；设ρr为光源和参考探测器之间的物质即空气在入射线为单能E时的透射率；设ρc和ρa为光源和第m个实际探测器之间物质在校准和实际测量过程中在入射线为单能E时的透射率；设σr和σd分别为参考探测器和第m个实际探测器在能量为E时的探测效率。
计算校准测量中每个探测器与参考探测器所计数的光子数之比，作为矫正数据，公式为Cm＝(ФdρcσdIc)/(ФrρrσrIc)＝(φdρcσd)/(Фrρrσr)①；将处理后的列数据逐个除以实际测量中参考探测器计数的平均值，完成壳度矫正，公式为Am＝(Фdρaσd)/(Фrρrσr)②；亮度矫正后的图像数据除以相同行的矫正数据Am/Cm＝ρa/ρc，Bm＝65536*ρa＝65536*Am/Cm。Bm为最后显示的数据，与Фr、Фd、σr、σd无关，即可进行不一致性矫正。
本发明的亮度矫正和不一致性矫正的具体的参数设置及实施方式为：(1)对于总数为1024的探测器序列，取顶部的16个探测器作为参考探测器；(2)在射线开始扫描被测物体之前进行校准测量，这16个探测器中每个探测器扫描10列空气数据，并且计算相同行数据的平均值作为校准测量中唯一的参考探测器的计数值ФrρrσrIc代入式①，第m个实际探测器也进行校准测量，扫描10行空气数据，并且作为校准测量中的实际探测器的计数值ФdρcσdIc；(3)射线穿透物体生成实际数据；(4)进行列数据的亮度矫正；(5)进行列数据的不一致性矫正；(6)将进行了亮度矫正和不一致性矫正的数据传送给系统的控制站。其中亮度矫正的具体实施方式为：(1)将每个列数据减去相应探测器的本底；(2)计算顶部16个参考探测器相同行数据的平均值作为实际测量中唯一的参考探测器的计数值ФrρrσrIa代入式②；(3)在实际测量中，第m个实际探测器所得的计数作为实际测量中的实际探测器的计数值ФdρaσdIa代入式②，得到Am。其中不一致性矫正的具体实施方式为：(1)读入亮度矫正的数据；(2)由公式①计算得到Cm；(3)由公式Bm＝65536*ρa＝65536*Am/Cm，Bm为最后显示的数据。
通过以上结合附图对本发明的详细描述，本领域的普通技术人员能够理解，经本发明的矫正方法矫正的辐射图象质量高，而且矫正过程简单，校准实时，而且不需要昂贵的矫正硬件装置。
同时，本领域的普通技术人员也能够理解，以上的描述只是一个实例，本发明的矫正方法不只局限于以上具体描述的特定参数，他们可以根据具体情况选择其它的参数。
Claims (1)
1.一种辐射成像中的数据不一致性的矫正方法，包括如下步骤：
(1)接收在整个成像过程中穿透空气的射线；
(2)在无射线时，读入各探测器的本底数据；
(3)进行校准测量，在有射线时，扫描穿透空气的各个探测器的校准数据，并计算其相同行数据的平均值；
(4)使射线穿透物体生成实际数据；
(5)对所述实际数据进行列扫描数据的亮度矫正；
(6)对所述实际数据进行列扫描数据的不一致性矫正；
(7)将进行了亮度矫正和不一致性矫正的数据传送给系统的控制站进行显示；
上述亮度矫正的步骤为：(1)将每个列扫描数据减去相应探测器的本底数据；(2)计算实际测量中参考探测器计数的平均值；(3)将处理后的列数据逐个除以实际测量中参考探测器计数的平均值，完成亮度矫正；其计算公式为Am＝(Φd ρa σd)/(Φr ρr σr)；
上述不一致性矫正的步骤为：(1)读入亮度矫正后的图像数据；(2)根据校准数据，计算校准测量中每个探测器与参考探测器所计数的光子数之比，作为矫正数据，其计算公式为Cm＝(Φdρc σd Ic)/(Φr ρr σrIc)＝(Φd ρc σd)/(Φr ρr σr)；(3)将亮度矫正后的图像数据除以相同行的矫正数据Am/Cm＝ρa/ρc，Bm＝65536*ρa＝65536*Am/Cm，Bm为最后显示的数据，从而完成不一致性矫正；
上述方法步骤计算式中的Φr作为参考探测器方向上X射线束流强度分布率，Φd为第m个实际探测器方向上的束流强度分布率；Ic和Ia为校准测量和实际测量过程中X射线总的束流强度；ρr为光源和参考探测器之间的物质即空气在入射线为单能E时的透射率；ρc和ρa为光源和第m个实际探测器之间物质在校准和实际测量过程中在入射线为单能E时的透射率；σr和σd分别为参考探测器和第m个实际探测器在能量为E时的探测效率。
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