CN105636327A - 一种基于透射可见光的曝光控制系统及方法 - Google Patents

一种基于透射可见光的曝光控制系统及方法 Download PDF

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Abstract

本发明提供一种基于透射可见光的曝光控制系统及方法，包括：光信号采集模块；电流转电压模块；在点片模式下计算累计曝光剂量，当累计曝光剂量达到阈值时停止曝光，并在脉冲透视模式下采样曝光信号幅值的微处理器模块；将处理后的幅值信息转换为模拟信号的数模转换模块；将自动亮度控制信号与高压发生器电平匹配的电平匹配模块。点片模式下，给定曝光剂量率，通过检测累计曝光剂量或图像灰度调节曝光时间；脉冲透视模式下，给定曝光时间，通过检测曝光信号的幅值实时反馈自动亮度控制信号，进而调节曝光剂量率。本发明无前置伪影，节省剂量、空间分辨率高；且通用于点片模式和脉冲透视模式；实时性好；同时，减少了外置部件和复杂的图像算法。

Description

一种基于透射可见光的曝光控制系统及方法
技术领域
本发明涉及平板探测领域，特别是涉及一种基于透射可见光的曝光控制系统及方法。
背景技术
在X线透视时，一般是靠人工凭经验来选择不同病人、不同照射体位拍摄条件下的管电压kV和管电流mA，要使影像达到相同的照射量具有很大的盲目性，另外在介入或造影中由于手术设备(钢钉或导管)会经过吸收率不同的人体组织，如照射剂量固定则前后图像会出线明暗不一的跳跃，无法得到有足够诊断信息的影像。因此，在X射线透视系统中需要自动亮度控制系统功能，以实现受检者不同体厚(胖瘦，老幼)、不同器官或其他变化(如有无滤线栅、焦点到增强器输入屏的距离等)时，根据被测物体对X射线的吸收来调节加载因素kV和mA，简称自动照射量率控制(AERC)，保持探测器(影像增强器或非晶硅平板或CMOS探测器)稳定的平均图像亮度，简称自动亮度控制(ABS)。
自动曝光控制(AEC)和自动亮度控制(ABS)的实现方式目前有两种，一种是基于外置电离室的控制方式；另一种是基于探测器动态图像的亮度提取控制方式。
基于外置电离室的控制方式：如图1所示，电离室2位于被测物体1和探测器3(影像增强器或平板探测器)之间，电离室2输出的模拟信号经过自动曝光控制电路输出到高压发生器端。但是，在X射线的传播路径上，被电离室2吸收的这部分X射线对成像无贡献，而被测物体1所接受的X射线剂量会却要相应提高；前置的电离室2含有吸收率不均匀的构件则会形成校正不掉的伪影；电离室2的厚度一般为3mm～5mm，在被测物体1和成像面之间置入电离室2会使被测物体1和成像面之间的距离增大，造成几何模糊增大，降低空间分辨率。
基于探测器动态图像的亮度提取控制方式：如图2所示，在X射线透视中，探测器会输出一系列的动态图像序列，使用初始参数的第1帧图像通过亮度提取后，计算机可计算出第2帧满足临床图像所需的曝光参数，并进行高压发生器配置，当前帧曝光参数的控制可能在第2帧或第3帧生效，视帧率而定，其亮度可以是平均亮度值、峰值亮度或图象数值组合的亮度反馈信号。但是，其实时性不够，其本质是用前一张图像的亮度信息来调节当前帧或后两张的曝光剂量，当前后两张拍摄物体吸收率变化较大时，调节效果不佳；第一帧图像使用默认参数，未经自动亮度控制；对于单张拍摄的点片模式不适用，无法实现自动曝光控制。
因此，如何提高平板探测器自动曝光控制和自动亮度控制的实时性，降低难度实现静态平板的点片模式和动态平板的脉冲透视模式的通用，已成为本领域技术人员亟待解决的问题之一。
发明内容
鉴于以上所述现有技术的缺点，本发明的目的在于提供一种基于透射可见光的曝光控制系统及方法，用于解决现有技术中平板探测器的自动曝光控制和自动亮度控制实时性差，难度大，不通用于静态平板的点片模式和动态平板的脉冲透视模式等问题。
为实现上述目的及其他相关目的，本发明提供一种基于透射可见光的曝光控制系统，所述基于透射可见光的曝光控制系统至少包括：
光信号采集模块，用于采集曝光后平板探测器中非晶硅TFT阵列未吸收的可见光信号，并转化为电荷；
电流转电压模块，连接于所述光信号采集模块的输出端，用于将所述光信号采集模块输出的电荷转化为电压信号，得到曝光信号；
微处理器模块，连接于所述电流转电压模块的输出端，在点片模式下根据所述曝光信号计算累计曝光剂量，得到自动曝光控制信号，当所述累计曝光剂量达到阈值时自动曝光控制信号控制高压发生器结束曝光；在脉冲透视模式下对所述曝光信号采样并输出所述曝光信号的幅值；
数模转换模块，连接于所述微处理器模块的输出端，用于将所述曝光信号的幅值转换为模拟信号，作为所述自动亮度控制信号；
电平匹配模块，连接于所述数模转换模块的输出端，用于将所述自动亮度控制信号的电平与所述高压发生器匹配，进而实现对曝光剂量率的调节。
优选地，所述光信号采集模块为多个并联的光电二极管。
优选地，所述电流转电压模块为对数放大器，将所述光信号采集模块输出的电荷进行对数放大处理得到所述曝光信号。
更优选地，所述微处理器模块包括模数转换器、反对数放大器、积分器以及比较器；所述模数转换器对所述曝光信号采样；所述反对数放大器对所述曝光信号进行反对数处理，得到所述曝光信号的幅值；所述积分器对所述曝光信号的幅值进行求和积分，得到所述累计曝光剂量；所述比较器将所述累计曝光剂量和所述阈值进行比较，得到自动曝光控制信号。
优选地，还包括连接于所述微处理器模块与所述数模转换模块之间的现场可编程门阵列，所述现场可编程门阵列用于设置所述基于透射可见光的曝光控制系统输出的自动亮度控制信号的量程。
优选地，所述基于透射可见光的曝光控制系统内置于平板探测器内，X射线通过闪烁体、非晶硅TFT阵列及透明铅玻璃后被所述基于透射可见光的曝光控制系统采集到。
为实现上述目的及其他相关目的，本发明还提供一种基于透射可见光的曝光控制方法，所述基于透射可见光的曝光控制方法至少包括：
在点片模式下，给定曝光剂量率，通过检测累计曝光剂量或图像灰度调节曝光时间；
在脉冲透视模式下，给定曝光时间，通过检测曝光信号的幅值实时反馈自动亮度控制信号，进而调节所述曝光剂量率。
优选地，在点片模式下，检测曝光后非晶硅TFT阵列未吸收的可见光信号；将所述光信号转化为相应的电压信号，得到曝光信号；根据所述曝光信号计算累计曝光剂量，得到自动曝光控制信号，当所述累计曝光剂量达到阈值时所述自动曝光控制信号控制高压发生器结束曝光。
优选地，在脉冲透视模式下，检测曝光后非晶硅TFT阵列未吸收的可见光信号；将所述光信号转化为相应的电压信号，得到曝光信号；对所述曝光信号进行采样，输出所述曝光信号的幅值；确定输出的自动亮度控制信号的量程和调节精度，并将所述曝光信号的幅值转化为模拟信号，作为所述自动亮度控制信号；将所述自动亮度控制信号的电平与所述高压发生器的电平匹配，并输出到所述高压发生器，进而实现所述曝光剂量率的调节。
更优选地，还包括：根据对所述曝光信号的采样获取当前帧下的单帧剂量，以此调节跨导积分放大器中积分电容的值，实现增益自动调节，进而实现自动亮度调节。
更优选地，所述自动亮度控制信号的量程通过软件配置调节。
更优选地，通过对数放大将所述光信号转化为电信号。
如上所述，本发明的基于透射可见光的曝光控制系统及方法，具有以下有益效果：
1、本发明的基于透射可见光的曝光控制系统内置于平板探测器内，无前置伪影，浪费剂量和降低空间分辨率的问题。
2、本发明的基于透射可见光的曝光控制系统及方法通用于静态平板的点片模式和动态平板的脉冲透视模式，即使单张图像或第一张图像也能实现自动曝光控制。
3、本发明的基于透射可见光的曝光控制系统及方法实时性好，提供实时的亮度反馈信号到高压发生器可实现当前帧曝光参数的控制，根据接收到剂量动态自动增益调节，实现当前帧图像的自动亮度控制。
4、本发明的基于透射可见光的曝光控制系统及方法减少了外置部件和复杂的图像算法，降低了系统集成或升级时的难度。
附图说明
图1显示为现有技术中的基于外置电离室的控制方式实现自动曝光控制和自动亮度控制的原理示意图。
图2显示为现有技术中的基于探测器动态图像的亮度提取控制方式实现自动曝光控制和自动亮度控制的原理示意图。
图3显示为本发明的平板探测器结构示意图。
图4显示为本发明的基于透射可见光的曝光控制系统35输出的模拟电压信号与非晶硅TFT阵列所接收到的剂量的线性关系示意图。
图5显示为本发明的基于透射可见光的曝光控制系统的结构示意图。
图6显示为本发明的点片模式下自动曝光控制方法的示意图。
图7显示为本发明的脉冲透视模式下的自动亮度控制方法的示意图。
图8显示为本发明的增益自动调节实现自动亮度调节方法的示意图。
元件标号说明
1被测物体
2电离室
3探测器
31碳板
32闪烁体
33非晶硅TFT阵列
34透明铅玻璃
35基于透射可见光的曝光控制系统
351光信号采集模块
352电流转电压模块
353微处理器模块
354第一磁耦隔离模块
355现场可编程门阵列
356第二磁耦隔离模块
357数模转换模块
358电平匹配模块
36中间铝板
37PCB板
38后盖铝钣金
具体实施方式
以下通过特定的具体实例说明本发明的实施方式，本领域技术人员可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本发明的其他优点与功效。本发明还可以通过另外不同的具体实施方式加以实施或应用，本说明书中的各项细节也可以基于不同观点与应用，在没有背离本发明的精神下进行各种修饰或改变。
请参阅图3～图8。需要说明的是，本实施例中所提供的图示仅以示意方式说明本发明的基本构想，遂图式中仅显示与本发明中有关的组件而非按照实际实施时的组件数目、形状及尺寸绘制，其实际实施时各组件的型态、数量及比例可为一种随意的改变，且其组件布局型态也可能更为复杂。
如图3所示，本发明提供一种基于透射可见光的曝光控制系统35，包括自动曝光控制(AEC)和自动亮度控制(ABS)，该系统设置于非晶硅探测器的内部，入射的X射线通过被测物体1(人体)形成衰减不一的透射X射线分布图，透过非晶硅探测器的碳板31，经过闪烁体32将X射线转换为可见光，可见光被非晶硅TFT阵列33吸收得到临床影像，由于所述非晶硅TFT阵列33并不能完全吸收入射光，并所述非晶硅TFT阵列33的平面节结构其填充因子通常只有60～70％，因此约有20～30％的透射可见光通过透明铅玻璃34(透明铅玻璃的光学透光率可达80％以上)入射到所述基于透射可见光的曝光控制系统35表面，所述基于透射可见光的曝光控制系统35通过中间铝板36固定，所述非晶硅TFT阵列33检测到的电信号通过PCB板37进行信号处理，各部件后盖铝钣金38包裹。本发明选择多个分离光电二极管探测透过非晶硅TFT的可见光，由于入射到所述非晶硅TFT阵列33和所述基于透射可见光的曝光控制系统35两者之间的可见光比例是固定的，并不随高压发生器的管电压kV发生变化，因此所述基于透射可见光的曝光控制系统35输出的模拟电压信号可以表征非晶硅TFT阵列所接收到的剂量信息，两者之间的线性度如图4所示。本发明对透过非晶硅TFT阵列之后的可见光进行探测，保证图像灰度和输出信号的线性度，同时，透明铅玻璃吸收X射线透过可见光，防止X射线的背散射，提高检测准确性。
如图5所示，所述基于透射可见光的曝光控制系统35包括：
光信号采集模块351、电流转电压模块352、微处理器模块353、第一磁耦隔离模块354、现场可编程门阵列355、第二磁耦隔离模块356、数模转换模块357以及电平匹配模块358；其中，所述光信号采集模块351、电流转电压模块352、微处理器模块353以及第一磁耦隔离模块354用于自动曝光控制；所述光信号采集模块351、电流转电压模块352、微处理器模块353、现场可编程门阵列355、第二磁耦隔离模块356、数模转换模块357以及电平匹配模块358用于自动亮度控制。
如图5所示，所述光信号采集模块351用于采集曝光后平板探测器中非晶硅TFT阵列未吸收的光信号，并转化为电荷。
具体地，在本实施例中，所述光信号采集模块351为多个并联的光电二极管，通过光电二极管将检测到的光信号转化为电信号，同时通过并联的多个光电二极管提高光信号检测的灵敏度。
如图5所示，所述电流转电压模块352连接于所述光信号采集模块351的输出端，用于将所述光信号采集模块351输出的电荷转化为电压信号，得到曝光信号。
具体地，在本实施例中，所述电流转电压模块352为对数放大器，将所述光信号采集模块351输出的电荷进行对数放大处理得到所述曝光信号，所述曝光信号为电压信号，通过对数放大可是实现动态范围的增大。
如图5所示，所述微处理器模块353连接于所述电流转电压模块352的输出端，在点片模式下根据所述曝光信号计算累计曝光剂量，得到自动曝光控制信号，当所述累计曝光剂量达到阈值时自动曝光控制信号控制高压发生器停止工作；在脉冲透视模式下对所述曝光信号采样并输出所述曝光信号的幅值。
具体地，在本实施例中，所述微处理器模块353包括模数转换器、反对数放大器、积分器以及比较器。所述模数转换器对所述曝光信号进行采样，得到数字采样信号；所述反对数放大器连接于所述模数转换器输出端，对所述曝光信号的采样信号进行反对数处理，得到所述曝光信号的幅值，通过反对数处理保证线性度；所述积分器连接于所述反对数放大器输出端，对所述曝光信号的幅值进行求和积分，得到所述累计曝光剂量；所述比较器的一个输入端连接于所述积分器的输出端，另一输入端连接所述阈值，将所述累计曝光剂量和所述阈值进行比较，得到自动曝光控制信号。
所述自动曝光控制信号通过所述第一磁耦隔离模块354被输出到高压发生器，用于控制所述高压发生器，进而控制曝光时间。
所述曝光信号的幅值被输出到所述现场可编程门阵列355，用于进一步自动亮度控制。
如图5所示，所述现场可编程门阵列355连接于所述微处理器模块353的输出端，可通过软件配置根据所述曝光信号的幅值对所述基于透射可见光的曝光控制系统35输出的自动亮度控制信号的量程进行设置，可实现包括但不限于±15V，±10V，±5V或者0～15V，0～10V，0～5V的调节。之后通过所述第二磁耦隔离模块356输出到所述数模转换模块357。
如图5所示，所述数模转换模块357连接于所述第二磁耦隔离模块356的输出端，用于将所述曝光信号的幅值转换为模拟信号，作为所述自动亮度控制信号。
具体地，所述自动亮度控制信号的调节精度可按照所述数模转换模块357的位数计算，在本实施例中，所述数模转换模块357使用了12位量化位数，即可实现4096级kV/mA不同组合下剂量率的变化。
如图5所示，所述电平匹配模块358连接于所述数模转换模块357的输出端，用于将所述自动亮度控制信号的电平与所述高压发生器匹配，进而实现对曝光剂量率的调节。
具体地，在本实施例中，所述电平匹配模块358为放大器电平匹配电路，任何具有电平匹配功能的电路均适用，不以本实施例为限。所述自动亮度控制信号输出到所述高压发生器中，所述高压发生器根据所述曝光信号的幅值变化调节管电流、管电压等参数，以适应被测物体吸收率的变化。
如图6～图8所示，本发明还提供一种基于透射可见光的曝光控制方法，所述基于透射可见光的曝光控制方法至少包括：
在点片模式下，给定曝光剂量率，通过检测累计曝光剂量或图像灰度调节曝光时间；
在脉冲透视模式下，给定曝光时间，通过检测曝光信号的幅值实时反馈自动亮度控制信号，进而调节所述曝光剂量率。
在点片模式下的自动曝光控制方法具体如下：
如图5所示，基于所述光信号采集模块351检测曝光后非晶硅TFT阵列未吸收的光信号，并转化为电荷。
如图5所示，然后基于所述电流转电压模块352将电荷转化为相应的电压信号，得到曝光信号Exposure，在本实施例中，通过对数放大将所述光信号转化为电信号，同时通过对数放大，实现大动态范围。如图6所示，所述曝光信号Exposure为模拟信号，所述曝光信号Exposure的高电平时间表征曝光时间，幅值表征曝光剂量率。
如图5所示，在所述微处理器模块353内，基于所述反对数放大器对所述曝光信号Exposure进行反对数处理，以抵消之前的对数放大，保证线性度。
如图5所示，所述模数转换器对反对数后的所述曝光信号Exposure进行采样，如图6所示，当采样值大于设定阈值时，系统判定为曝光开始，触发曝光使能信号Exposure_en的曝光积分窗口；基于所述积分器对采样后的所述曝光信号Exposure的幅值进行求和积分，计算累计曝光剂量，当所述累计曝光剂量达到阈值时，触发所述自动曝光控制信号AECsignal，在本实施例中，所述自动曝光控制信号AECsignal的下降沿时高压发生器停止工作，曝光时间被闸断。
在脉冲透视模式下的自动亮度控制方法具体如下：
如图5所示，基于所述光信号采集模块351检测曝光后非晶硅TFT阵列未吸收的光信号，并转化为电荷。
如图5所示，然后基于所述电流转电压模块352将电荷转化为相应的电压信号，得到曝光信号Exposure，在本实施例中，通过对数放大将所述光信号转化为电信号，同时通过对数放大，实现大动态范围。所述曝光信号Exposure为模拟信号，其幅值表征曝光剂量率。
如图5所示，在所述微处理器模块353内，基于所述反对数放大器对所述曝光信号Exposure进行反对数处理，以抵消之前的对数放大，保证线性度。
如图5所示，基于所述模数转换器对所述曝光信号Exposure进行采样，并输出所述曝光信号的幅值。
如图5所示，基于所述现场可编程门阵列355通过软件配置对所述曝光信号的幅值的最大值和最小值进行设定，以确定输出的自动亮度控制信号ABSsignal的量程。
如图5所示，基于所述数模转换模块357将所述曝光信号的幅值转化为模拟信号，作为所述自动亮度控制信号ABSsignal。所述自动亮度控制信号ABSsignal的调节精度可按照所述数模转换模块357的位数计算，即若所述数模转换模块357的位数为k，则在量程范围内可划分2k级。
如图5所示，基于所述电平匹配模块358将所述自动亮度控制信号ABSsignal的电平与所述高压发生器的电平匹配，并输出到所述高压发生器，进而实现对曝光剂量率的调节。
如图7所示，在本实施例中，假设刚开始平板探测区域的被测物体吸收率Objectabsorption为60％，当请求信号Frame_req到来时，触发平板探测器使能信号FPD_enable，开始以2mA的管电流产生X射线并曝光，随后所述基于透射可见光的曝光控制系统测到光信号，并据此输出所述自动亮度控制信号ABSsignal，此时曝光剂量率达到目标值，并维持在目标值，此时高压发生器处于预设状态。
随着曝光的进行，平板探测区域的被测物体吸收率Objectabsorption增加为80％，所述基于透射可见光的曝光控制系统测到曝光信号的幅值变小，输出的自动亮度控制信号ABSsignal幅值下降，所述高压发生器开始调节管电流，经过调节后，管电流增加至5mA，此时高压发生器处于上调状态。
随后自动亮度控制信号ABSsignal上升，曝光剂量率重新达到目标值，并维持在目标值，此时高压发生器维持在一个新档位。
随着曝光的进行，平板探测区域的被测物体吸收率Objectabsorption减小为70％，所述基于透射可见光的曝光控制系统测到曝光信号的幅值变大，自动亮度控制信号ABSsignal的幅值上升，所述高压发生器开始调节管电流，经过调节后，管电流减小至4mA，此时高压发生器处于下调状态。
随后自动亮度控制信号ABSsignal下降，曝光剂量率重新达到目标值，并维持在目标值，此时高压发生器维持在另一个新档位。
此外，还可以根据对所述曝光信号的采样获取当前帧下的单帧剂量，以此调节跨导积分放大器中积分电容的值，实现增益自动调节，进而实现自动亮度调节。
具体方法如下：
如图5所示，基于所述光信号采集模块351检测曝光后非晶硅TFT阵列未吸收的光信号，并转化为电荷。
如图5所示，然后基于所述电流转电压模块352将电荷转化为相应的电压信号，得到曝光信号，在本实施例中，通过对数放大将所述光信号转化为电信号，同时通过对数放大，实现大动态范围。所述曝光信号为模拟信号，其幅值表征曝光剂量率。
如图5所示，在所述微处理器模块353内，基于所述反对数放大器对所述曝光信号进行反对数处理，以抵消之前的对数放大，保证线性度。
如图5所示，基于所述模数转换器对所述曝光信号进行采样，基于所述积分器对所述曝光信号的幅值进行求和积分，得到当前帧下的单帧剂量，然后通过单帧剂量，调节PCB电路板中跨导积分放大器37中积分电容的值，图像灰度与积分电容的关系如下：
s i g n a l = Q C f / l s b = E S A K × g 0 × F F × η / C f V r e f _ a d c × 2 14 o r 16
其中，ESAK为单帧入射剂量，g0为闪烁体的转换效率，FF为光电二极管的填充因子，η为光电二极管的量子效率，Cf为积分电容。由此可知，在其他变量确定的情况下，通过调整积分电容的值，可实现图像灰度的动态调整，进而通过增益调节实现自动亮度调节。
如图8所示，请求信号Feame_req发出后，平板探测使能信号FPD_enable起效，开始曝光，曝光结束后单帧曝光剂量被检测到，随后调整积分电容值，以此调节增益，随后采集一帧图像。曝光一次，对增益进行一次调整，进而实现自动亮度调节。
如上所述，本发明的基于透射可见光的曝光控制系统及方法，具有以下有益效果：
1、本发明的基于透射可见光的曝光控制系统内置于平板探测器内，无前置伪影，浪费剂量和降低空间分辨率的问题。
2、本发明的基于透射可见光的曝光控制系统及方法通用于静态平板的点片模式和动态平板的脉冲透视模式，即使单张图像或第一张图像也能实现自动曝光控制。
3、本发明的基于透射可见光的曝光控制系统及方法实时性好，提供实时的亮度反馈信号到高压发生器可实现当前帧曝光参数的控制，根据接收到剂量动态自动增益调节，实现当前帧图像的自动亮度控制。
4、本发明的基于透射可见光的曝光控制系统及方法减少了外置部件和复杂的图像算法，降低了系统集成或升级时的难度。
综上所述，本发明提供一种基于透射可见光的曝光控制系统及方法，包括：光信号采集模块；得到曝光信号的电流转电压模块；在点片模式下根据曝光信号计算累计曝光剂量，得到自动曝光控制信号，当所述累计曝光剂量达到阈值时自动曝光控制信号控制高压发生器停止工作，并在脉冲透视模式下对所述曝光信号采样并输出所述曝光信号的幅值的微处理器模块；将所述处理后的幅值信息转换为模拟信号的数模转换模块，连接于所述微处理器模块的输出端，用于所述自动亮度控制信号；将所述自动亮度控制信号的电平与所述高压发生器匹配的电平匹配模块。在点片模式下，给定曝光剂量率，通过检测累计曝光剂量或图像灰度调节曝光时间；在脉冲透视模式下，给定曝光时间，通过检测曝光信号的幅值实时反馈自动亮度控制信号，进而调节所述曝光剂量率。本发明的基于透射可见光的曝光控制系统内置于平板探测器内，无前置伪影，浪费剂量和降低空间分辨率的问题；通用于静态平板的点片模式和动态平板的脉冲透视模式，即使单张图像或第一张图像也能实现自动曝光控制；实时性好，提供实时的亮度反馈信号到高压发生器可实现当前帧曝光参数的控制，根据接收到剂量动态自动增益调节，实现当前帧图像的自动亮度控制；同时，减少了外置部件和复杂的图像算法，降低了系统集成或升级时的难度。所以，本发明有效克服了现有技术中的种种缺点而具高度产业利用价值。
上述实施例仅例示性说明本发明的原理及其功效，而非用于限制本发明。任何熟悉此技术的人士皆可在不违背本发明的精神及范畴下，对上述实施例进行修饰或改变。因此，举凡所属技术领域中具有通常知识者在未脱离本发明所揭示的精神与技术思想下所完成的一切等效修饰或改变，仍应由本发明的权利要求所涵盖。

Claims (12)

1.一种基于透射可见光的曝光控制系统，其特征在于，所述基于透射可见光的曝光控制系统至少包括：
光信号采集模块，用于采集曝光后平板探测器中非晶硅TFT阵列未吸收的可见光信号，并转化为电荷；
电流转电压模块，连接于所述光信号采集模块的输出端，用于将所述光信号采集模块输出的电荷转化为电压信号，得到曝光信号；
微处理器模块，连接于所述电流转电压模块的输出端，在点片模式下根据所述曝光信号计算累计曝光剂量，得到自动曝光控制信号，当所述累计曝光剂量达到阈值时自动曝光控制信号控制高压发生器结束曝光；在脉冲透视模式下对所述曝光信号采样并输出所述曝光信号的幅值；
数模转换模块，连接于所述微处理器模块的输出端，用于将所述曝光信号的幅值转换为模拟信号，作为所述自动亮度控制信号；
电平匹配模块，连接于所述数模转换模块的输出端，用于将所述自动亮度控制信号的电平与所述高压发生器匹配，进而实现对曝光剂量率的调节。
2.根据权利要求1所述的基于透射可见光的曝光控制系统，其特征在于：所述光信号采集模块为多个并联的光电二极管。
3.根据权利要求1所述的基于透射可见光的曝光控制系统，其特征在于：所述电流转电压模块为对数放大器，将所述光信号采集模块输出的电荷进行对数放大处理得到所述曝光信号。
4.根据权利要求3所述的基于透射可见光的曝光控制系统，其特征在于：所述微处理器处理器模块包括模数转换器、反对数放大器、积分器以及比较器；所述模数转换器对所述曝光信号采样；所述反对数放大器对所述曝光信号进行反对数处理，得到所述曝光信号的幅值；所述积分器对所述曝光信号的幅值进行求和积分，得到所述累计曝光剂量；所述比较器将所述累计曝光剂量和所述阈值进行比较，得到自动曝光控制信号。
5.根据权利要求1所述的基于透射可见光的曝光控制系统，其特征在于：还包括连接于所述微处理器模块与所述数模转换模块之间的现场可编程门阵列，所述现场可编程门阵列用于设置所述基于透射可见光的曝光控制系统输出的自动亮度控制信号的量程。
6.根据权利要求1所述的基于透射可见光的曝光控制系统，其特征在于：所述基于透射可见光的曝光控制系统内置于平板探测器内，X射线通过闪烁体、非晶硅TFT阵列及透明铅玻璃后被所述基于透射可见光的曝光控制系统采集到。
7.一种基于透射可见光的曝光控制方法，其特征在于，所述基于透射可见光的曝光控制方法至少包括：
在点片模式下，给定曝光剂量率，通过检测累计曝光剂量或图像灰度调节曝光时间；
在脉冲透视模式下，给定曝光时间，通过检测曝光信号的幅值实时反馈自动亮度控制信号，进而调节所述曝光剂量率。
8.根据权利要求7所述的基于透射可见光的曝光控制方法，其特征在于：在点片模式下，检测曝光后非晶硅TFT阵列未吸收的可见光信号；将所述光信号转化为相应的电压信号，得到曝光信号；根据所述曝光信号计算累计曝光剂量，得到自动曝光控制信号，当所述累计曝光剂量达到阈值时所述自动曝光控制信号控制高压发生器结束曝光。
9.根据权利要求7所述的基于透射可见光的曝光控制方法，其特征在于：在脉冲透视模式下，检测曝光后非晶硅TFT阵列未吸收的可见光信号；将所述光信号转化为相应的电压信号，得到曝光信号；对所述曝光信号进行采样，输出所述曝光信号的幅值；确定输出的自动亮度控制信号的量程和调节精度，并将所述曝光信号的幅值转化为模拟信号，作为所述自动亮度控制信号；将所述自动亮度控制信号的电平与所述高压发生器的电平匹配，并输出到所述高压发生器，进而实现所述曝光剂量率的调节。
10.根据权利要求9所述的基于透射可见光的曝光控制方法，其特征在于：还包括：根据对所述曝光信号的采样获取当前帧下的单帧剂量，以此调节跨导积分放大器中积分电容的值，实现增益自动调节，进而实现自动亮度调节。
11.根据权利要求9所述的基于透射可见光的曝光控制方法，其特征在于：所述自动亮度控制信号的量程通过软件配置调节。
12.根据权利要求8或9所述的基于透射可见光的曝光控制方法，其特征在于：通过对数放大将所述光信号转化为电信号。
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