[发明专利]一种辐射成像中的数据不一致性矫正方法

说明书

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。

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。

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。它是基于信号处理软件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，而且不需要特定的矫正硬件装置。

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，其步骤为：(1)硬件安装尺寸保证在靠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仅穿透空气的射线；(2)无射线之前读入本低数据；(3)进行校准测量，即保证扫描几列仅穿透空气生成的校准数据，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；(5)进行列扫描数据的亮度矫正；(6)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。

按上述的技术方案，其中所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；(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。

其中，进行亮度矫正和不一致性矫正的计算公式如下：设Φ_r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Φ_d；设I_c和I_a为校准测量和实际测量过程中X射线总的束流强度；设ρ_r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ρ_c和ρ_a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σ_r和σ_d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＝(Φ_dρ_cσ_dI_c)/(Φ_rρ_rσ_rI_c)＝(Φ_dρ_cσ_d)/(Φ_rρ_rσ_r)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，完成亮度矫正，公式为Am＝(Φ_dρ_aσ_d)/(Φ_rρ_rσ_r)②；亮度矫正后的图像数据除以相同行的矫正数据Am/Cm＝ρ_a/ρ_c，Bm＝65536^*ρ_a＝65536^*Am/Cm。Bm为最后显示的数据，与Φ_r、Φ_d、σ_r、σ_d无关，即可进行不一致性矫正。

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。

图1为本发明的主要流程图；

图2为本发明的亮度矫正流程图；

图3为本发明的不一致性矫正流程图。

参看图1、图2和图3，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Φ_rρ_rσ_rI_c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Φ_dρ_cσ_dI_c；(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低；(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Φ_rρ_rσ_rI_a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Φ_dρ_aσ_dI_a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^*ρ_a＝65536^*Am/Cm，Bm为最后显示的数据。