CN1011278B - X射线摄像方法 - Google Patents

Abstract

将图象分解为象素后利用摄像器件进行摄像的方法，该方法可提高输出图像的分辨率。其特征在于X射线源在驱动装置的驱动下垂直和/或水平地移动，X射线在检测器阵列区域上投射和图像以相邻检测器之间的排列间距的一半距离相应移动，并将X射线源前后各位置处由阵列状检测器给出的图像数据相互内插地排列起来构成一组图像数据。

Description

本发明涉及提高摄像装置输出图像分辨率的方法，此摄像方法是将图像分解为像素后利用摄像器件摄像方法。

将检测放射线用的光敏元按一维或二维方式排列起来，利用它们（例如光敏二极管阵列等）将投影图像变换为图像信号进行摄像时，摄像装置的图像分辨率一般为光敏元排列间距的二倍。也就是说，当图像上两个像素的距离小于光敏元排列间距的二倍时，不能识别出它们是两个像素点。

本发明采用简单的方法可将利用阵列状放射线检测器件的摄像装置的图像分辨率提高到光敏元排列间距的大小程度。

移动放射线源的位置，使阵列状检测器与其上形成的图像相对地移动光敏元排列间距的一半距离，用移动后的图像数据作为移动前所得到的图像数据的内插数据。

结合以下附图说明如下：

图1是本发明的一个实施例的概念图，

图2是该实施例中X射线检测器中各光敏元的移动轨迹图，

图3是该实施例中图像存储器的图像数据输入顺序图，

图4是本发明的图像分辨率图，

图5是光敏元分界处不感光区提高分辨率的图解，

图6是阵列状光敏元分解率图，

图7是分辨率特性曲线图。

图6中，F表示图像的放射线强度分布，D表示对应于该图像的阵列状摄像器件光敏元的排列，一个个方格表示光敏元，S1，S2……是各光敏元的输出。图6的（A）列中，图像的两个峰值P1、P2（如实线所示）形成在相邻的光敏元上，此时各光敏元的输出示于S1，对应于两峰值，摄像器件的输出是连续的，不能识别出是两个点。当峰值P2向右移动（如虚线所示），峰点位于两个光敏元的分界处时，各光敏元的输出变为S2，此时也不能识别出是两个峰值。当峰值P2由虚线位置再向右移动时，各光敏元的输出变为S3，在给出输出的三个光敏元中，中央一个的输出低于两侧光敏元的输出，可形成识别出两个峰值的对比度。若峰值P2移动到P2′的位置，则光敏元的输出变为S4，在接连的三个光敏元中，中央的光敏元的输出变为零，从而识别出两峰值的对比度为100%。

图7中，横轴是图像中两像素点的间距d的倒数r，纵轴是对比度，它示出了上述两者的关系曲线图。设摄像器件光敏元的间距为P，则r从o变到1/2P时，对比度都是100%，当r变到1/1.5P时，对比度降为零;当r比1/1.5P更大时，不能识别出两个相邻的峰值，所以分辨率曲线为α-β-γ。

图6的（B）列中示出两个峰值P1、P2的位置分别从相邻的两个光敏元上移动（P1向左移、P2向右移）时，摄像器件上各光敏元输出的变化情况。峰值P1、P2如虚线所示，分别位于光敏元之间的分界处时，各光敏元的输出为S2。若峰值P1、P2从虚线位置分别向两侧离开，则中央两个光敏元的输出，将低于两侧光敏元的输出开，始形成能识别出两个峰值的对比度。当这两个峰值分别到达P1′、P2′时，识别出的两个峰值的对比度为100%。若将上述关系用曲线来表示，则如图7中α-δ-ε所示。结果，图7曲线中的斜线部分表明了随着图像状态的变化，分辨率在斜线范围内变化。以上是阵列状摄像器件分辨率的一般说明。

图4说明了本发明的作用。图4中的F表示摄像器件上图像的强度的分布，D表示摄像器件上光敏元的排列，各方格表示光敏元，S1表示上述摄像器件中各光敏元的输出。在S1的曲线图中，纵向的箭头表示本发明中以各光敏元的输出作为图像上该处的强度。图4的D′表示摄像器件向右移动了光敏元排列间距P的一半距离。S2表示此时各光敏元的输出。在S2中，纵向箭头与上述S1的意义相同。在本发明中，在摄像器件位于D位置时，各光敏元的 输出之间，插入位于D′位置时各光敏元的输出作为图像信号，因此，此时图像信号变为S3，识别两个峰值的对比度为零。但是，如果假设峰值P2从该状态稍向右偏移，则图像信号变为S4，中央的箭头将低于两侧的箭头，开始形成能识别出两个峰值的对比度。因而，本发明的分辨率特性如图6中的α-β-η-l₃曲线所示。可以看出，分辨率扩大到了阵列光敏元排列间距的大小程度。从结构上说，在阵列光敏元的各分界处，必然存在对放射线不产生光敏效应的部分，因此，分辨率特性会比图7的α-β-η-l₃曲线还高一些。这一点可用图5来说明。图5与图4相同，阵列状摄像器件的各光敏元位于斜线部分内，假设这是以间距P排列的。当摄像器件移动光敏元排列间距P的一半距离时，各光敏元的输出如图5的S2所示，接近于零。将此输出插入到图中S1所示的各光敏元的输出之间，则即使峰值以光敏元的排列间距排列，也能以较高的对比度识别出来。

本发明中，为使投影在摄像面上的图像相对于摄像面移动光敏元排列间距的一半距离，是移动放射线源来实现的。在图1中，设从X射线源1到阵列状X射线检测器3的距离为L，从被检测体2内一点Q到X射线检测器3的距离为a，则当构成X射线检测器3的光敏元排列间距为P时，X射线源的必需移动量x可用下式表示：

X＝ 1/2 (L-a)/(a) P

因此，当L大于a时，x可大于光敏元的排列间距P。移动X射线源比移动检测器3容易控制移动距离。此外，当被检测体不是薄的物体而是如人体那样具有一定厚度时，则对于X射线源的某个移动量，就X射线检测器成像面上投射像仅移动了光敏元排列间距一半距离的Q点（图1）来说，在被检测体内是只限于距X射线检测器成像面为特定距离的某一个平面内的点。由于不在该平面上的点不能得到分辨率提高的效果，因此，通过调节X射线源的移动距离，可以使被检测体内的特定平面聚焦而进行摄像，从而得到一种断层摄影效果。与三维被检测体的仅只是透视像相比，断层摄像可使重要部位变得较清晰，从而得到易于观察的图像效果。

图1为本发明的一个实施例，示出了X射线透视摄影装置。图中1为X射线源，2为被检测体，3为二维阵列状X射线检测器。检测器各光敏元由闪烁体、光敏二极管、对光敏二极管的输出进行电平选择的比较器和对电平选择的输出进行积分的装置等构成。4为使X射线源1沿上下方向移动的纵向驱动装置，5为使X射线源1沿左右方向移动的横向驱动装置。6为控制摄影装置的计算机，7为图像存储器。X射线检测器由纵向256个和横向256个光敏元排列而成，图像存储器7具有对应于512×512个像素的地址。驱动装置4、5驱动X射线源1，可以使X射线检测器3的光敏元在图像上按图2中1、2、3、4数字所示的四个位置顺序移动。当X射线检测器3的光敏元位于图2上1的位置时，计算机6读出各光敏元的输出，将其数据存入图像存储器7中对应于图3斜线所示，像素的地址内。然后，当光敏元位于图2上2的位置时，将各光敏元的输出数据存入对应于图3点子所示像素的地址内。接着同样地，当光敏元位于3、4位置时，将输出数据分别存入对应于圆圈所示像素的地址内和叉号所示像素的地址内。将512×512个像素的图像数据全部存入存储器7后结束。而后，读出此图像存储器的内容，并将它显示在显像管上，便可呈现出X射线透视图像。

利用阵列状检测器虽然可以提高分辨率，但为了缩小阵列状检测器中光敏元的排列间距，技术上需要有飞跃，而这是不容易的。本发明采用相对于阵列状检测器来移动投射像的方法，依靠简单的结构便可提高分辨率。并且，为了相对于检测器移动投射像，是利用移动放射线源来实现的，所以可扩大移动量，也易于控制移动量。在三维被检测体的透视图像方面，可以获得使特定平面聚焦而进行摄影的效果。

Claims (1)

1、X射线摄像方法，包括：用X射线照射一被检测体(2)，然后由一维或二维阵列式排列在辐射接收板(3)上的多个检测器检测出已被发射的X射线，其特征在于：X射线源(1)在驱动装置(4，5)的驱动下进行垂直和/或水平地移动，借此，X射线在检测器阵列区域上投射的图像以相邻检测器之间的排列间距的一半距离相应移动，并将X射线源(1)前后各位置处由阵列状检测器给出的图像数据相互内插地排列起来，构成一组图像数据。

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