CN101465941B - 全角度图像螺旋失真的自动校正装置及校正方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种全角度图像螺旋失真的自动校正装置，包括校正板，安装在X射线机床体上，跟随床体同步旋转，所述校正板上设有处理器，其信号输入端经分压电路接有角度传感器，处理器的输出端经校正电压生成电路与影像增强器相连，处理器通过通讯接口与X射线机的图像显示装置中的计算机进行通讯连接，所述处理器中存有自动调试程序及自动校正程序，所述计算机中存有主控制程序。本发明实现了全角度自动校正图像的螺旋失真，针对全部床体位置产生补偿电压给影像增强器，对于失真的校正连续，不存在图像跳跃现象，改变了现有技术中多角度图像螺旋失真自动校正时的粗糙问题，方法简单，易操作，调试时间大大缩短，失真校正精度高，产品一致性好，成本低。
Description
技术领域
本发明涉及医疗器械技术领域，特别涉及X射线产品的全角度图像螺旋失真的自动校正装置及校正方法。
背景技术
现有的医疗器械影像增强器是一种真空成像器件，由输入屏、光电阴极组件、电子光学聚焦系统和荧光屏组成，X射线影像通过输入屏转变成可见光图像，再通过光电阴极转变成电子图像，经电子光学系统成像并加速到输出荧光屏上，最终转变成可见的图像，由CCD相机拾取后，在监示器上观察，光电子在影像增强器内部电场进行加速时受地磁场产生的洛仑兹力影响，发生一定程度的偏转，使得荧光屏上产生的图像与原物体有一定的偏差，产生螺旋失真。螺旋失真的程度与影像增强器的直径有关，直径越大，光电子受地磁场影响越大，图像扭曲现象越严重；而且当床体处于不同位置时，影响增强器与地磁场的夹角不同，图像扭曲的程度也不尽相同，由于图像的扭曲失真难于正确对病情的诊断，给工作带来不便。
现有技术中通过多角度图像螺旋失真的自动校正装置及校正方法来解决上述图像的扭曲失真的问题.采用六个光电开关分布在以轴为圆心的上半圆周上，用六个光电开关检测床体所处的不同位置(-90°、-60°、-30°、0°、30°、60°、90°)，产生的七个不同的可调电压输出端，与影像增强器的固定失真校正端口连接；此装置对图像螺旋失真起到一定的校正作用，但校正粗糙，仅仅校正了7个位置的失真，导致到达第二个校正点时，图像发生跳动。调试过程复杂费时，调试时需要工程师针对每一个校正点，往返于床体与操作台之间数次，总体调试时间需要30分钟以上。产品一致性差：每一个校正点的校正效果由调试工程师确定，导致产品之间、不同校正点的校正效果不一致。
还有一种技术是通过在影像增强器输入屏出加入“地磁屏蔽罩”以屏蔽地磁场的干扰，但地磁屏蔽罩非常昂贵(目前市场价格大约1万元人民币)，增加了X射线产品的制造成本。
发明内容
针对现有技术中图像螺旋失真的自动校正装置及校正方法存在校正粗糙、调试过程复杂费时等不足，本发明要解决的问题是提供一种全角度图像螺旋失真的自动校正装置及校正方法。
本发明的设计方案是这样实现的：
本发明全角度图像螺旋失真的自动校正装置，包括校正板，安装在X 射线机床体上，跟随床体同步旋转，所述校正板上设有处理器，其信号输入端经分压电路接有角度传感器，处理器的输出端经校正电压生成电路与影像增强器相连，处理器通过通讯接口与X射线机的图像显示装置中的计算机进行通讯连接，所述处理器中存有自动调试程序及自动校正程序，所述计算机中存有主控制程序。
所述床体旋转的角度范围为-90°～+90°。
所述角度传感器的测量精度为0.1度。
本发明全角度图像螺旋失真校正装置的校正方法包括以下步骤：
打开X射线机的图像显示装置，运行计算机中的主控制程序，进入自动调试界面，计算机运行主控制程序中的自动调试控制程序，操作者点击开始按钮；
计算机通过通讯接口通知校正板进入自动调试程序；
计算机通过运行自动调试控制程序得到每帧图像的失真度校正系数，并存储于校正板中的处理器的内存中，自动调试控制程序结束；
主控制程序结束，校正板自动校正程序开始；
校正板的处理器根据当前床体所处角度在内存中查出对应的校正系数，通过D/A转换器转换成校正电压，输出至影像增强器的校正接口；
一次校正过程结束，回到处理器根据当前床体所处角度在内存中查出对应的校正系数，通过D/A转换器转换成校正电压，输出至影像增强器的校正接口步骤循环进行。
所述自动调试控制程序包括以下步骤：
提示操作者是否进行床体在不同旋转角度的图像拾取序列曝光操作；
如是，则驱动床体在-90°～+90°的角度范围内开始旋转，并由数字化影像装置对旋转中进行的序列曝光以N°的精度进行图像采集，在每次曝光操作的同时，校正板通过角度传感器记录床体角度信息，并通过串行通讯接口实时发送给计算机；其中N＝0.1，0.2......30.0，最好N＝1.0。
图像采集结束后，计算机对每帧图像进行失真度分析，得到各角度图像的校正系数；
将上述校正系数通过通讯接口传输至校正板中的处理器；
传送完成后提示操作者是否存储校正系数；
如存储，则将各校正系数存储在校正板处理器的内存中，自动调试控制程序结束，校正板进入自动校正程序；
如果操作者不存储校正系数，则计算机放弃此次校正系数，通知校正板保留原有数据，退出自动调试程序进入自动校正程序，计算机退出自动调试控制程序；
如果操作者不进行序列曝光操作，则退出主控制程序，结束此次操作。
本发明具有以下优点及有益效果：
1.实用性强。本发明采用全角度对X射线影像进行全面校正，可以根 据需要通过选取间隔角度确定参与失真校正的图像数量，针对全部或部分床体位置产生补偿电压给影像增强器，即实现了全角度图像螺旋失真的自动校正，也实现了选择角度进行图像螺旋失真的自动校正，更适于实践，便于操作，极大提高了本发明的实用性。
2.校正精度高。本发明在全角度或参与失真校正图像多的情况下，对于失真的校正连续，不存在图像跳跃现象，改变了现有技术中多角度图像螺旋失真自动校正时的粗糙问题；
3.方法简单，易操作。调试过程全自动进行，无需调试人员频繁往返于操作台与床体之间；
4.调试时间大大缩短，全程不超过15分钟；
5.产品一致性好，成本低。采用本发明装置及方法对不同的X射线机进行图像校正，效果一致，且成本低廉；
附图说明
图1为本发明全角度图像螺旋失真的自动校正装置结构框图；
图2为本发明装置中校正板的结构框图；
图3为本发明方主控制程序流程图；
图4为本发明方法自动调试控制程序流程图。
具体实施方式
实施例1
如图1、2所示，本发明装置包括全角度图像螺旋失真自动校正板(以下简称校正板)，安装于X射线机影像系统内或距离影像系统较近、可与床体一起做旋转运动的位置(本实施例中安装在X射线机床体上，跟随床体同步旋转)，所述校正板上设有处理器(本实施例采用CPU)，其信号输入端经分压电路接有角度传感器(本实施例中角度传感器设于校正板的中心位置)，处理器的输出端经校正电压生成电路与影像增强器的固定失真校正端口相连，处理器通过通讯接口与X射线机的图像显示装置中的计算机进行通讯连接，所述处理器中存有自动调试程序及自动校正程序，所述计算机中存有主控制程序。
本发明装置针对全部的床体位置，产生一个补偿电压输出给影像增强器的固定失真校正端口，在其内部产生一个附加电场，对运动的光电子产生作用力，抵消光电子所受洛仑兹力，校正电子的偏转，从而实现全角度自动校正图像的螺旋失真。
上述X射线机的床体的旋转角度范围为-90°～+90°；本发明装置采用测量精度为0.1度的角度传感器，在进行曝光操作时最多可以产生1801个不同角度输出的图像。本实施例中取N＝1.0，即床体旋转角度每隔1.0°选取一个曝光图像参与失真校正，共产生181个可调电压分别对181个位置的失真图像进行校正。
如图3所示，本发明装置与影像增强器正确连接后，采用以下步骤进 行自动校正操作：
打开X射线机的图像显示装置，运行计算机中的主控制程序，进入自动调试界面，计算机运行主控制程序中的自动调试控制程序，操作者点击开始按钮；
计算机通过通讯接口通知校正板进入自动调试程序；
计算机通过通讯接口通知全角度图像螺旋失真自动校正板进入自动调试程序；
计算机通过运行自动调试控制程序得到每帧图像的失真度校正系数，并存储于校正板中的处理器的内存中，自动调试控制程序结束；
主控制程序结束，校正板自动校正程序开始，从此校正板不受主控制程序的控制；
校正板的处理器根据当前床体所处角度在内存中查出对应的校正系数，通过D/A转换器转换成校正电压，输出至影像增强器的校正接口；
一次校正过程结束，回到处理实时监测床体角度步骤循环进行。
如图4所示，所述自动调试控制程序包括以下步骤：
提示操作者是否进行床体在不同旋转角度的图像拾取序列曝光操作；
如是，则驱动床体在-90°～+90°的角度范围内开始旋转，并由数字化影像装置对旋转中进行的序列曝光以N°的精度进行图像采集，其中N为0.1，0.2......30.0，本实施例中N＝1.0，即针对-90°～+90°的全角度以1度的精度进行失真校正，在每次曝光操作的同时，校正板通过角度传感器记录床体角度信息，并通过串行通讯接口实时发送给计算机；
图像采集结束后，计算机对每帧图像进行失真度分析，得到各角度图像的校正系数；
将上述校正系数通过通讯接口传输至校正板中的处理器；
传送完成后提示操作者是否存储校正系数；
如存储，则将各校正系数存储在校正板处理器的内存中，自动调试控制程序结束，校正板进入自动校正程序；如果操作者不存储校正系数，则计算机放弃此次校正系数，通知校正板保留原有数据，退出自动调试程序进入自动校正程序，计算机退出自动调试控制程序；
如果操作者不进行序列曝光操作，则退出主控制程序，结束此次操作。
校正板中的处理器通过自动校正程序实时监测床体所处角度对照校正系数转换成校正电压传送给影像增强器，影像增强器根据校正电压校正由于地磁场造成的图像失真，影像增强器经校正后的输出信号通过数字化影像装置传输至X射线机的图像显示装置中的计算机。
实施例2
与实施例1的不同之处在于：在曝光操作时取N＝10.0，即床体旋转角度每隔10.0 °选取一个曝光图像参与失真校正，共产生19个可调电压分别对19个位置的失真图像进行校正。
实施例3
与实施例1的不同之处在于：在曝光操作时取N＝0.5，即床体旋转角度每隔0.5°选取一个曝光图像参与失真校正，共产生361个可调电压分别对361个位置的失真图像进行校正。
实施例4
与实施例1的不同之处在于：在曝光操作时取N＝22.5，即床体旋转角度每隔22.5°选取一个曝光图像参与失真校正，共产生9个可调电压分别对9个位置的失真图像进行校正。
实践表明，N的取值越小，选取的图像就越多，即参与失真校正的图像越多，校正效果也就越好。
本发明装置及方法不仅可以实现全角度进行图像螺旋失真的自动校正，也可以实现选择角度进行图像螺旋失真的自动校正。
Claims (8)
1.一种全角度图像螺旋失真的自动校正装置，包括校正板，安装在X射线机床体上，跟随床体同步旋转，其特征在于：所述校正板上设有处理器，其信号输入端经分压电路接有角度传感器，处理器的输出端经校正电压生成电路与影像增强器相连，处理器通过通讯接口与X射线机的图像显示装置中的计算机进行通讯连接，所述处理器中存有自动调试程序及自动校正程序，所述计算机中存有主控制程序。
2.按权利要求1所述的全角度图像螺旋失真的自动校正装置，其特征在于：所述床体旋转的角度范围为-90°～+90°。
3.按权利要求1所述的全角度图像螺旋失真的自动校正装置，其特征在于：所述角度传感器的测量精度为0.1度。
4.一种全角度图像螺旋失真校正装置的校正方法，其特征在于包括以下步骤：
打开X射线机的图像显示装置，运行计算机中的主控制程序，进入自动调试界面，计算机运行主控制程序中的自动调试控制程序，操作者点击开始按钮；
计算机通过通讯接口通知校正板进入自动调试程序；
计算机通过运行自动调试控制程序得到每帧图像的失真度校正系数，并存储于校正板中的处理器的内存中，自动调试控制程序结束；
主控制程序结束，校正板自动校正程序开始；
校正板的处理器根据当前床体所处角度在内存中查出对应的校正系数，通过D/A转换器转换成校正电压，输出至影像增强器的校正接口；
一次校正过程结束，回到处理器根据当前床体所处角度在内存中查出对应的校正系数，通过D/A转换器转换成校正电压，输出至影像增强器的校正接口步骤循环进行；
所述自动调试控制程序包括以下步骤：
提示操作者是否进行床体在不同旋转角度的图像拾取序列曝光操作；
如是，则驱动床体在-90°+90°的角度范围内开始旋转，并由数字化影像装置对旋转中进行的序列曝光以N°的精度进行图像采集，在每次曝光操作的同时，校正板通过角度传感器记录床体角度信息，并通过串行通讯接口实时发送给计算机；
图像采集结束后，计算机对每帧图像进行失真度分析，得到各角度图像的校正系数；
将上述校正系数通过通讯接口传输至校正板中的处理器；
传送完成后提示操作者是否存储校正系数；
如存储，则将各校正系数存储在校正板处理器的内存中，自动调试控制程序结束，校正板进入自动校正程序。
5.按权利要求4所述的全角度图像螺旋失真校正装置的校正方法，其特征在于：N＝0.1，0.2……30.0。
6.按权利要求5所述的全角度图像螺旋失真校正装置的校正方法，其特征在于：N＝0.5、1.0、10.0或22.5。
7.按权利要求4所述的全角度图像螺旋失真校正装置的校正方法，其特征在于：如果操作者不存储校正系数，则计算机放弃此次校正系数，通知校正板保留原有数据，退出自动调试程序进入自动校正程序，计算机退出自动调试控制程序。
8.按权利要求4所述的全角度图像螺旋失真校正装置的校正方法，其特征在于：如果操作者不进行序列曝光操作，则退出主控制程序，结束此次操作。
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