CN106954329A - 成像设备的自动曝光控制方法及曝光系统 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种成像设备的自动曝光控制方法及曝光系统，所述方法包括：实时接收曝光光信号，并记录其持续接收的时间，若当前曝光光信号持续接收的时间等于曝光采样开始时间，则对曝光光信号在所述感兴趣区域形成的电荷信号进行采样，形成电荷信号阵列，并记录采样持续时间；根据采样获取的电荷信号阵列获取实际曝光指示系数，并记录曝光指示系数计算时间；根据所述期望曝光指示系数、实际曝光指示系数、曝光采样开始时间、采样持续时间、曝光指示系数计算时间确定剩余曝光时间；根据剩余曝光时间发送曝光终止信号。本发明只需一次曝光，在降低曝光剂量的同时保证图像质量，提高了成像设备的易用性。

Description

成像设备的自动曝光控制方法及曝光系统

技术领域

本发明涉及医疗电子设备技术领域，主要涉及一种基于光信号探测器的成像设备的自动曝光控制方法及曝光系统。

背景技术

自动曝光控制系统在基于X射线进行成像过程中，其目的在于，保证图像质量的同时，尽量降低X射线曝光的剂量，以对受检者进行保护；考虑到临床受检者的体型、受检的体位、摆位的不同以及不同成像设备的差异，单纯依靠临床物理师凭经验设置的曝光参数进行成像，其曝光剂量往往达不到需求。例如：如果曝光剂量过高，则受检者将承受过多的X射线照射，罹患重大疾病的风险增大；而如果曝光剂量过低，获得的图像质量较差，会严重影响医生的临床诊断；因此，实现智能化的曝光剂量控制对于X 射线来说至关重要。

现有技术中，主要采用下述两种方式实现自动曝光控制的方法。

其中一种是通过在成像探测器表面设置电离室，该电离室和高压发生器的接口电路进行连接，在X射线穿透电离室的气体区域时部分射线被吸收并转化为电信号，电信号通过积分电路转化为电压信号，待电压达到一定阈值时，高压发生器将停止曝光。另外一种是采用两次曝光的模式，在第一次曝光采用低剂量，在计算机上对低剂量曝光图像进行处理统计，分析图像的信噪比或均值等，按照一定的比值关系，调整管电流或曝光时间，得到第二次曝光需要的剂量，然后实施第二次曝光获取最终图像。

上述两种自动曝光控制方法各有不足。采用电离室的方法缺点在于，这些 电离室覆盖于成像探测器前表面，造成了X射线的额外衰减，影响电离室覆盖区域的探测器单元对X射线的捕获；这就要求电离室尽可能的薄，以减少对探测器成像的影响；如此，会使得电离室的硬件制造成本增加，并且也会影响电离室对X射线探测的精度。采用两次曝光的模式的缺点在于，虽然第一次曝光剂量很低，但采用两次曝光，才能得到用于诊断的成像图像，增加了成像的时间；特别是在第一次曝光采用极低剂量时，对高压发生器的稳定性有更高的要求。

发明内容

本发明的目的在于提供一种成像设备的自动曝光控制方法及曝光系统。

为了实现上述发明目的之一，本发明一实施方式的成像设备的自动曝光控制方法，所述方法包括以下步骤：

配置曝光参数以及工作参数；

所述曝光参数至少包括：光信号发射设备的偏置电压、管电流，及一次曝光持续时长；

所述工作参数至少包括：光信号接收设备的曝光采样开始时间、期望曝光指示系数，及感兴趣区域；

触发成像设备以发出曝光使能信号后，实时接收光信号发射设备根据所述曝光参数持续发射的曝光光信号，并实时记录当前曝光光信号持续接收的时间，

若当前曝光光信号持续接收的时间等于曝光采样开始时间，则对曝光光信号在所述感兴趣区域形成的电荷信号进行采样，形成电荷信号阵列，并记录采样持续时间；

根据采样获取的电荷信号阵列获取实际曝光指示系数，并记录曝光指示系数计算时间；

根据所述期望曝光指示系数、实际曝光指示系数、曝光采样开始时间、采样持续时间、曝光指示系数计算时间确定剩余曝光时间；

按照所述剩余曝光时间开始计时，当计时时间等于剩余曝光时间时，发送曝光终止信号。

作为本发明一实施方式的进一步改进，所述方法还包括：

所述曝光采样开始时间为一次曝光持续时长的1/40~1/2。

作为本发明一实施方式的进一步改进，所述“若当前曝光光信号持续接收的时间等于曝光采样开始时间，则对曝光光信号在所述感兴趣区域形成的电荷信号进行采样，形成电荷信号阵列，并记录采样持续时间”具体包括：

对曝光光信号形成的电荷信号进行采样，形成电荷信号阵列，并对所述电荷信号阵列进行校正，形成校正电荷信号阵列；

识别曝光光信号的实际投影区域和背景区域，根据所述实际投影区域、感兴趣区域、以及背景区域的位置关系，获取校正电荷信号阵列中实际用于数据分析的解析电荷信号阵列；

根据所述解析电荷信号阵列中各个电荷信号的灰度值获得曝光指示系数。

作为本发明一实施方式的进一步改进，“对所述电荷信号阵列进行校正，形成校正电荷信号阵列”中，

所述校正包括：对所述电荷信号阵列曝光时间归一化、暗场校正、增益校正以及缺陷校正。

作为本发明一实施方式的进一步改进，“根据所述解析电荷信号阵列中各个电荷信号的灰度值获得曝光指示系数”具体包括：

所述曝光指示系数为所述解析电荷信号的平均值，或所述解析电荷信号的加权平均值。

为了实现上述发明目的之一，本发明一实施方式的成像设备的自动曝光系统，所述系统包括：工作站、光信号发生器、光信号探测器以及控制单元；

所述工作站用于配置曝光参数至所述光信号发生器，以及配置工作参数发送至所述光信号探测器；

所述曝光参数至少包括：光信号发生器的偏置电压、管电流，及一次曝光持续时间；

所述工作参数至少包括：光信号探测器的曝光采样开始时间、期望曝光指示系数，及感兴趣区域；

所述成像设备被触发以发出曝光使能信号后，所述光信号探测器用于实时接收光信号发射设备根据所述曝光参数持续发射的曝光光信号；

所述控制单元用于实时记录当前曝光光信号持续接收的时间； 若当前曝光光信号持续接收的时间等于曝光采样开始时间，则对曝光光信号在所述感兴趣区域形成的电荷信号进行采样，形成电荷信号阵列，并记录采样持续时间；

所述控制单元还用于：根据采样获取的电荷信号阵列获取实际曝光指示系数，并记录曝光指示系数计算时间；

根据所述期望曝光指示系数、实际曝光指示系数、曝光采样开始时间、采样持续时间、曝光指示系数计算时间确定剩余曝光时间；

按照所述剩余曝光时间开始计时，当计时时间等于剩余曝光时间时，发送曝光终止信号至光信号发生器。

作为本发明一实施方式的进一步改进，所述曝光采样开始时间为一次曝光持续时长的1/40~1/2。

作为本发明一实施方式的进一步改进，所述控制模块具体用于：

对曝光光信号形成的电荷信号进行采样，形成电荷信号阵列，并对所述电荷信号阵列进行校正，形成校正电荷信号阵列；

识别曝光光信号的实际投影区域和背景区域，根据所述实际投影区域、感兴趣区域、以及背景区域的位置关系，获取校正电荷信号阵列中实际用于数据分析的解析电荷信号阵列；

根据所述解析电荷信号阵列中各个电荷信号的灰度值获得曝光指示系数。

作为本发明一实施方式的进一步改进，所述控制模块具体用于对所述电荷信号阵列进行校正时，所述校正包括：对所述电荷信号阵列曝光时间归一化、暗场校正、增益校正以及缺陷校正。

作为本发明一实施方式的进一步改进，所述控制模块具体用于根据所述解析电荷信号阵列中各个电荷信号的灰度值获得曝光指示系数时，

所述曝光指示系数为所述解析电荷信号的平均值，或所述解析电荷信号的加权平均值。

与现有技术相比，本发明的成像设备的自动曝光控制方法及曝光系统，无需增加额外的装置，即可以完成曝光，避免光信号的额外衰减，并降低成像设备的制造成本；同时，精确控制曝光剂量，无需二次曝光，在降低曝光剂量的同时，保证图像质量，从而提高了成像设备的易用性和使用效率。

附图说明

图1是本发明一实施方式中成像设备的自动曝光控制方法的流程图；

图2是本发明一具体示例中电荷信号阵列的处理流程图；

图3是本发明一实施方式中成像设备的自动曝光系统的模块示意图；

图4A-图4D是本发明一具体示例中曝光光信号的实际投影区域、感兴趣区域、以及背景区域的位置关系图；

图5是本发明一具体示例中基于X 射线的成像设备的自动曝光系统的结构示意图。

具体实施方式

以下将结合附图所示的各实施方式对本发明进行详细描述。但这些实施方式并不限制本发明，本领域的普通技术人员根据这些实施方式所做出的结构、方法、或功能上的变换均包含在本发明的保护范围内。

如图1所示，在本发明一实施方式中成像设备的自动曝光控制方法，所述方法包括以下步骤：

S1、配置曝光参数以及工作参数；

所述曝光参数至少包括：光信号发射设备的一次曝光的持续时长；

本发明具体示例中，所述光信号发射设备为光信号发生器，光信号发生器可包括：高压发生器以及球管。在本发明的具体实施方式中，所述曝光参数还包括：球管阴极与阳极之间的偏置电压，常用kV（千伏）值表示；球管的管电流，常用mA（毫安）值表示；所述曝光的持续时长常用时间s（秒）值表示；在此不做详细赘述。

所述工作参数至少包括：光信号接收设备的曝光采样开始时间、期望曝光指示系数、感兴趣区域；所述感兴趣域的大小可以采用其边界的坐标值表示，所述感兴趣区域为一个或多个其可以根据用户需要指定，在此不做详细赘述。

期望曝光指示系数其通常为一组预设的值，其同样可以根据用户需要进行设定，也可以根据以往的经验值进行设定，例如：在以往采用受检组织部位正常的曝光剂量进行拍摄后，感兴趣区域电荷信号阵列的平均值或一组像素区域电荷信号阵列的加权平均值，在此不做详细赘述。

本发明一实施方式中，所述成像设备的自动曝光控制方法还包括：

S2、实时接收光信号发射设备根据所述曝光参数持续发射的曝光光信号，并实时记录当前曝光光信号持续接收的时间，

若当前曝光光信号持续接收的时间等于曝光采样开始时间，则对曝光光信号在所述感兴趣区域形成的电荷信号进行采样，形成电荷信号阵列，并记录采样持续时间；

根据采样获取的电荷信号阵列获取实际曝光指示系数，并记录曝光指示系数计算时间；

通常情况下，工作参数配置完成，成像设备被触发，即发出曝光使能信号，并同时发射曝光光信号，本发明具体实施方式中，所述曝光光信号为X射线。当然，在本发明的其他实施方式中，所述曝光使能信号也可以根据用户需要预设置启动，在此不做详细赘述。

所述曝光采样开始时间为时间值，其可根据用户需要进行设置，其小于一次曝光的持续时长，本发明优选实施方式中，所述曝光采样开始时间为一次曝光持续时长的1/40~1/2；当前曝光光信号持续接收的时间等于曝光采样开始时间后，则对所述成像区域的电荷信号阵列进行采样，并记录采样持续时间。

结合图2所示，本发明一具体示例中，所述步骤S2中“根据采样获取的电荷信号阵列获取实际曝光指示系数”具体包括：

P1、对曝光光信号形成的电荷信号进行采样，形成电荷信号阵列，并对所述电荷信号阵列进行校正，形成校正电荷信号阵列；如此，利于控制曝光剂量的准确性。

对所述成像区域的电荷信号阵列进行采样为按照一定的间隔方式依次打开落在实际曝光区域内的行，并读取相应的电荷信号，形成电荷信号阵列。

所述一定的采样方式，例如：在感兴趣区域中，每相隔固定的行数或列数采样对应像素的电荷信号，在此不做详细赘述。

本发明一优选实施方式中，对所述电荷信号阵列曝光时间归一化、暗场校正、增益校正以及缺陷校正。

对所述电荷信号阵列进行所述暗场校正、增益校正、缺陷校正的方式，在实际应用中有多种方式，在此不做详细赘述。

由于在曝光采样过程中，按照一定的间隔方式依次读取行，在读取当前行的同时，未被读取的行仍在累积光信号，所以越后面读取的行，接收X射线的时间越长，即曝光时间越长，如此，需要对所述电荷信号阵列进行曝光时间归一化。

本发明一具体示例中，对所述电荷信号阵列归一化校正过程中，提取归一化参数包括：假设共读出N行，读取每行电荷信号的时间间隔为T_line，曝光采样开始时间为，则各行曝光时间为：

ExpTime=T_s+(i-1)* T_line，i=1,2,…,N

各读出行相对于第一次读出的行的归一化参数即为：

R_i= T_s / ExpTime ，i=1,2,…,N

进一步的，根据各行的归一化参数R_i修正增益阵列gain′，之后依次进行暗场校正、增益校正、缺陷校正以校正电荷信号阵列形成校正电荷信号阵列，当然，上述校正过程仅需要保证在归一化校正后进行暗场和增益校正即可，其他校正方式不做具体固定，在此不做详细赘述。

P2、识别曝光光信号的实际投影区域和背景区域，根据所述实际投影区域、感兴趣区域、以及背景区域的位置关系，获取校正电荷信号阵列中实际用于数据分析的解析电荷信号阵列；

结合图4A-图4D所示，所述曝光光信号的实际投影区域为受检部位在成像设备上的实际投影，如图中虚线框内为曝光的实际投影区域；图中阴影部分为感兴趣区域；其余部分为背景区域。

若曝光光信号的实际投影区域完全覆盖所述感兴趣区域，则所述校正电荷信号阵列即为所述解析电荷信号阵列；

若曝光光信号的实际投影区域未能完全覆盖所述感兴趣区域，则剔除掉背景区域和所述曝光光信号的实际投影区域重合位置内的校正电荷阵列后，再将所述曝光光信号的实际投影区域内的校正电荷信号阵列形成解析电荷信号阵列。

如图4A、4D所示，所述校正电荷信号阵列即为所述解析电荷信号阵列；

如图4B、4C所示，所述实际投影区域内的校正电荷信号阵列形成解析电荷信号阵列。

其中，剔除掉背景区域和所述曝光光信号的实际投影区域重合位置内的校正电荷阵列的方式有多种，本发明一具体实施方式中，采用下述流程剔除背景区域内的电荷信号。

M1、对已读取的解析电荷信号阵列做平滑降噪，如此，以去除电荷信号采集过程中引入的噪声，利于最终获得较为平滑的图像。

M2、解析电荷信号阵列电荷信号的分布，获取电荷阵列中的候选背景值，所述候选背景值可为电荷信号的最大值、落在电荷信号直方图分布中的靠近最大值一侧的平均值、中值、或加权平均值中的一种；并获取每行电荷信号的关键参数值；所述关键参数值可为当前行中电荷信号的平均值、最小值和最大值的平均值、中值中的一种；

依次从电荷信号阵列的顶部首行和底部的行往中间行寻找各行关键参数值，若当前行的关键参数值和所述候选背景值的比值小于/大于系统预设剔除阈值，则判断该行中至少部分电荷信号需要做剔除处理。

进一步的，依次从可能存在剔除电荷信号的当前行的两侧分别向中间获取电荷信号，并将所述电荷信号的灰度值与所述关键参数值进行对比，获取需要剔除的电荷信号进行剔除，若左侧或右侧的当前电荷信号不应剔除，则停止从该侧往中间剔除电荷信号的操作。

P3、根据所述解析电荷信号阵列中各个电荷信号的灰度值获得曝光指示系数。

本发明优选实施方式中，所述曝光指示系数为所述解析电荷信号的平均值，或所述解析电荷信号的加权平均值。

本发明一实施方式中，所述成像设备的自动曝光控制方法还包括：

S3、根据所述期望曝光指示系数、实际曝光指示系数、曝光采样开始时间、采样持续时间、曝光指示系数计算时间确定剩余曝光时间；

按照所述剩余曝光时间开始计时，当计时时间等于剩余曝光时间时，发送曝光终止信号。

所述剩余曝光时间以T_left表示，所述期望曝光指数系数以I′_EI表示，所述实际曝光指示系数以I_EI表示，曝光采样开始时间以T_s表示，采样持续时间以T_read表示，曝光指示系数计算时间以T_alg表示，

则：T_left= R * T_s - T_s -T_read-T_alg；

R=I′_EI/I_EI。

按照上述方式获得剩余曝光时间后，继续计时，当剩余曝光时间等于当前计时时间时，发送曝光终止信号以停止发射曝光光信号，结束曝光。

结合图3所示，本发明一实施方式中提供的成像设备的自动曝光系统的模块示意图，所述系统包括：工作站100、光信号发生器200、光信号探测器300以及控制单元400。

结合图5所示，本发明一具体实施方式中，基于X 射线的成像设备的自动曝光系统的结构示意图；光信号发生器200可包括：高压发生器201以及球管203。工作站100通过串口等通讯方式为高压发射器201预设置曝光参数，以及为光信号探测器预设置工作参数。高压发射器201和球管203构成光信号发生器200，用于产生X射线；高压发射器201和球管203可以是分离器件，通过高压密封线缆连接，也可以整合在一起的一体化器件；高压发射器201作为球管203的控制器件，通过与工作站100连接为球管203提供偏置电压以及管电流，并对球管203的工作状态进行监控；球管203作为被控器件，其内部有一真空管，在曝光状态下，管内阴极持续产生热电子，热电子在阴极与阳极之间的偏置电压作用下高速轰击阳极靶，靶面一般为钨材料，从而产生X射线。X射线照射受检者的待检部位，一部分X射线被待检部位吸收，造成X射线的衰减，剩余的X射线则到达光信号探测器300，实现对受检者待检部位的成像；光信号探测器300则感应穿过受检者的X射线，将其转换为电信号，并最终形成灰度图像。

本发明一实施方式中，工作站100用于配置曝光参数至光信号发生器200，以及配置工作参数发送至光信号探测器300；

所述曝光参数至少包括：光信号发生器200的一次曝光的持续时长；当然，在本发明的具体实施方式中，所述曝光参数还包括：球管阴极与阳极之间的偏置电压，常用kV（千伏）值表示；球管的管电流，常用mA（毫安）值表示；所述曝光的持续时长常用时间s（秒）值表示；在此不做详细赘述。

所述工作参数至少包括：光信号探测器300的曝光采样开始时间、期望曝光指示系数、感兴趣区域；所述感兴趣域的大小可以采用其边界的坐标值表示，所述感兴趣区域为一个或多个其可以根据用户需要指定，在此不做详细赘述。

期望曝光指示系数其通常为一组预设的值，其同样可以根据用户需要进行设定，也可以根据以往的经验值进行设定，例如：在以往采用受检组织部位正常的曝光剂量进行拍摄后，感兴趣区域电荷信号阵列的平均值或一组像素区域电荷信号阵列的加权平均值，在此不做详细赘述。

本发明一实施方式中，光信号探测器300用于实时接收光信号发射设备根据所述曝光参数持续发射的曝光光信号，并实时记录当前曝光光信号持续接收的时间，若当前曝光光信号持续接收的时间等于曝光采样开始时间，则对曝光光信号在所述感兴趣区域形成的电荷信号进行采样，形成电荷信号阵列，并记录采样持续时间；根据采样获取的电荷信号阵列获取实际曝光指示系数，并记录曝光指示系数计算时间；

通常情况下，工作参数配置完成，设备启动后，成像设备被触发，即发出曝光使能信号，并同时发射曝光光信号，本发明具体实施方式中，所述曝光光信号为X射线。当然，在本发明的其他实施方式中，所述曝光使能信号也可以根据用户需要预设置启动，在此不做详细赘述。

所述曝光采样开始时间为时间值，其可根据用户需要进行设置，其小于一次曝光的持续时长，本发明优选实施方式中，所述曝光采样开始时间为一次曝光持续时长的1/40~1/2；当前曝光光信号持续接收的时间等于曝光采样开始时间后，则对所述成像区域的电荷信号阵列进行采样，并记录采样持续时间。

本发明一具体示例中，控制模块400具体用于：对曝光光信号形成的电荷信号进行采样，形成电荷信号阵列，并对所述电荷信号阵列进行校正，形成校正电荷信号阵列；如此，利于控制曝光剂量的准确性。

对所述成像区域的电荷信号阵列进行采样为按照一定的间隔方式依次打开落在实际曝光区域内的行，并读取相应的电荷信号，形成电荷信号阵列。

所述一定的采样方式，例如：在感兴趣区域中，每相隔固定的行数或列数采样对应像素的电荷信号，在此不做详细赘述。

本发明一优选实施方式中，控制模块400具体用于对所述电荷信号阵列进行校正时，所述校正包括：对所述电荷信号阵列曝光时间归一化、暗场校正、增益校正以及缺陷校正。

对所述电荷信号阵列进行所述暗场校正、增益校正、缺陷校正的方式，在实际应用中有多种方式，在此不做详细赘述。

由于在曝光采样过程中，按照一定的间隔方式依次读取行，在读取当前行的同时，未被读取的行仍在累积光信号，所以越后面读取的行，接收X射线的时间越长，即曝光时间越长，如此，需要对所述电荷信号阵列进行曝光时间归一化。

本发明一具体示例中，对所述电荷信号阵列归一化校正过程中，提取归一化参数包括：假设共读出N行，读取每行电荷信号的时间间隔为T_line，曝光采样开始时间为，则各行曝光时间为：

ExpTime=T_s+(i-1)* T_line，i=1,2,…,N

各读出行相对于第一次读出的行的归一化参数即为：

R_i= T_s / ExpTime ，i=1,2,…,N

进一步的，控制模块400根据各行的归一化参数R_i修正增益阵列gain′，之后依次进行暗场校正、增益校正、缺陷校正以校正电荷信号阵列形成校正电荷信号阵列，当然，上述校正过程仅需要保证在归一化校正后进行暗场和增益校正即可，其他校正方式不做具体固定，在此不做详细赘述。

进一步的，控制模块400还用于识别曝光光信号的实际投影区域和背景区域，根据所述实际投影区域、感兴趣区域、以及背景区域的位置关系，获取校正电荷信号阵列中实际用于数据分析的解析电荷信号阵列；

结合图4A-图4D所示，所述曝光光信号的实际投影区域为受检部位在成像设备上的实际投影，如图中虚线框内为曝光的实际投影区域；图中阴影部分为感兴趣区域；其余部分为背景区域。

若曝光光信号的实际投影区域完全覆盖所述感兴趣区域，则所述校正电荷信号阵列即为所述解析电荷信号阵列；

若曝光光信号的实际投影区域未能完全覆盖所述感兴趣区域，则剔除掉背景区域和所述曝光光信号的实际投影区域重合位置内的校正电荷阵列后，再将所述曝光光信号的实际投影区域内的校正电荷信号阵列形成解析电荷信号阵列。

如图4A、4D所示，所述校正电荷信号阵列即为所述解析电荷信号阵列；

如图4B、4C所示，所述实际投影区域内的校正电荷信号阵列形成解析电荷信号阵列。

其中，剔除掉背景区域和所述曝光光信号的实际投影区域重合位置内的校正电荷阵列的方式有多种，本发明一具体实施方式中，控制模块400采用下述流程剔除背景区域内的电荷信号。

控制模块400对已读取的解析电荷信号阵列做平滑降噪，如此，以去除电荷信号采集过程中引入的噪声，利于最终获得较为平滑的图像。

控制模块400还用于解析电荷信号阵列电荷信号的分布，获取电荷阵列中的候选背景值，所述候选背景值可为电荷信号的最大值、落在电荷信号直方图分布中的靠近最大值一侧的平均值、中值、或加权平均值中的一种；并获取每行电荷信号的关键参数值；所述关键参数值可为当前行中电荷信号的平均值、最小值和最大值的平均值、中值中的一种。

控制模块400依次从电荷信号阵列的顶部首行和底部的行往中间行寻找各行关键参数值，若当前行的关键参数值和所述候选背景值的比值小于/大于系统预设剔除阈值，则判断该行中至少部分电荷信号需要做剔除处理。

控制模块400依次从可能存在剔除电荷信号的当前行的两侧分别向中间获取电荷信号，并将所述电荷信号的灰度值与所述关键参数值进行对比，获取需要剔除的电荷信号进行剔除，若左侧或右侧的当前电荷信号不应剔除，则停止从该侧往中间剔除电荷信号的操作。

进一步的，控制模块400还用于根据所述解析电荷信号阵列中各个电荷信号的灰度值获得曝光指示系数。

本发明优选实施方式中，所述曝光指示系数为所述解析电荷信号的平均值，或所述解析电荷信号的加权平均值。

本发明一实施方式中，控制模块400还用于根据所述期望曝光指示系数、实际曝光指示系数、曝光采样开始时间、采样持续时间、曝光指示系数计算时间确定剩余曝光时间；

按照所述剩余曝光时间开始计时，当计时时间等于剩余曝光时间时，发送曝光终止信号。

所述剩余曝光时间以T_left表示，所述期望曝光指数系数以I′_EI表示，所述实际曝光指示系数以I_EI表示，曝光采样开始时间以T_s表示，采样持续时间以T_read表示，曝光指示系数计算时间以T_alg表示，

则：T_left= R * T_s - T_s -T_read-T_alg；

R=I′_EI/I_EI。

按照上述方式获得剩余曝光时间后，继续计时，当剩余曝光时间等于当前计时时间时，发送曝光终止信号至光信号发生器200，以使其停止发射曝光光信号，结束曝光。

综上所述，本发明的成像设备的自动曝光控制方法及曝光系统，无需增加额外的装置，即可以完成曝光，避免光信号的额外衰减，并降低成像设备的制造成本；同时，精确控制曝光剂量，无需二次曝光，在降低曝光剂量的同时，保证图像质量，从而提高了成像设备的易用性和使用效率。

为了描述的方便，描述以上装置时以功能分为各种模块分别描述。当然，在实施本申请时可以把各模块的功能在同一个或多个软件和/或硬件中实现。

通过以上的实施方式的描述可知，本领域的技术人员可以清楚地了解到本申请可借助软件加必需的通用硬件平台的方式来实现。以上所描述的装置实施方式仅仅是示意性的，其中所述作为分离部件说明的模块可以是或者也可以不是物理上分开的，作为模块显示的部件可以是或者也可以不是物理模块，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络模块上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部模块来实现本实施方式方案的目的。本领域普通技术人员在不付出创造性劳动的情况下，即可以理解并实施。

应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施方式中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。

上文所列出的一系列的详细说明仅仅是针对本发明的可行性实施方式的具体说明，它们并非用以限制本发明的保护范围，凡未脱离本发明技艺精神所作的等效实施方式或变更均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种成像设备的自动曝光控制方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：

配置曝光参数以及工作参数；

所述曝光参数至少包括：光信号发射设备的偏置电压、管电流，及一次曝光持续时长；

所述工作参数至少包括：光信号接收设备的曝光采样开始时间、期望曝光指示系数，及感兴趣区域；

触发成像设备以发出曝光使能信号后，实时接收光信号发射设备根据所述曝光参数持续发射的曝光光信号，并实时记录当前曝光光信号持续接收的时间，

若当前曝光光信号持续接收的时间等于曝光采样开始时间，则对曝光光信号在所述感兴趣区域形成的电荷信号进行采样，形成电荷信号阵列，并记录采样持续时间；

根据采样获取的电荷信号阵列获取实际曝光指示系数，并记录曝光指示系数计算时间；

根据所述期望曝光指示系数、实际曝光指示系数、曝光采样开始时间、采样持续时间、曝光指示系数计算时间确定剩余曝光时间；

按照所述剩余曝光时间开始计时，当计时时间等于剩余曝光时间时，发送曝光终止信号。

2.根据权利要求1所述的成像设备的自动曝光控制方法，其特征在于，所述方法还包括：

所述曝光采样开始时间为一次曝光持续时长的1/40~1/2。

3.根据权利要求1所述的成像设备的自动曝光控制方法，其特征在于，所述“若当前曝光光信号持续接收的时间等于曝光采样开始时间，则对曝光光信号在所述感兴趣区域形成的电荷信号进行采样，形成电荷信号阵列，并记录采样持续时间”具体包括：

对曝光光信号形成的电荷信号进行采样，形成电荷信号阵列，并对所述电荷信号阵列进行校正，形成校正电荷信号阵列；

识别曝光光信号的实际投影区域和背景区域，根据所述实际投影区域、感兴趣区域、以及背景区域的位置关系，获取校正电荷信号阵列中实际用于数据分析的解析电荷信号阵列；

根据所述解析电荷信号阵列中各个电荷信号的灰度值获得曝光指示系数。

4.根据权利要求3所述的成像设备的自动曝光控制方法，其特征在于，“对所述电荷信号阵列进行校正，形成校正电荷信号阵列”中，

所述校正包括：对所述电荷信号阵列曝光时间归一化、暗场校正、增益校正以及缺陷校正。

5.根据权利要求3所述的成像设备的自动曝光控制方法，其特征在于，“根据所述解析电荷信号阵列中各个电荷信号的灰度值获得曝光指示系数”具体包括：

所述曝光指示系数为所述解析电荷信号的平均值，或所述解析电荷信号的加权平均值。

6.一种成像设备的自动曝光系统，其特征在于，所述系统包括：工作站、光信号发生器、光信号探测器以及控制单元；

所述工作站用于配置曝光参数至所述光信号发生器，以及配置工作参数发送至所述光信号探测器；

所述曝光参数至少包括：光信号发生器的偏置电压、管电流，及一次曝光持续时间；

所述工作参数至少包括：光信号探测器的曝光采样开始时间、期望曝光指示系数，及感兴趣区域；

所述成像设备被触发以发出曝光使能信号后，所述光信号探测器用于实时接收光信号发射设备根据所述曝光参数持续发射的曝光光信号；

所述控制单元用于实时记录当前曝光光信号持续接收的时间； 若当前曝光光信号持续接收的时间等于曝光采样开始时间，则对曝光光信号在所述感兴趣区域形成的电荷信号进行采样，形成电荷信号阵列，并记录采样持续时间；

所述控制单元还用于：根据采样获取的电荷信号阵列获取实际曝光指示系数，并记录曝光指示系数计算时间；

根据所述期望曝光指示系数、实际曝光指示系数、曝光采样开始时间、采样持续时间、曝光指示系数计算时间确定剩余曝光时间；

按照所述剩余曝光时间开始计时，当计时时间等于剩余曝光时间时，发送曝光终止信号至光信号发生器。

7.根据权利要求6所述的成像设备的自动曝光系统，其特征在于，

所述曝光采样开始时间为一次曝光持续时长的1/40~1/2。

8.根据权利要求6所述的成像设备的自动曝光系统，其特征在于，所述控制模块具体用于：

对曝光光信号形成的电荷信号进行采样，形成电荷信号阵列，并对所述电荷信号阵列进行校正，形成校正电荷信号阵列；

识别曝光光信号的实际投影区域和背景区域，根据所述实际投影区域、感兴趣区域、以及背景区域的位置关系，获取校正电荷信号阵列中实际用于数据分析的解析电荷信号阵列；

根据所述解析电荷信号阵列中各个电荷信号的灰度值获得曝光指示系数。

9.根据权利要求8所述的成像设备的自动曝光系统，其特征在于，所述控制模块具体用于对所述电荷信号阵列进行校正时，所述校正包括：对所述电荷信号阵列曝光时间归一化、暗场校正、增益校正以及缺陷校正。

10.根据权利要求8所述的成像设备的自动曝光系统，其特征在于，所述控制模块具体用于根据所述解析电荷信号阵列中各个电荷信号的灰度值获得曝光指示系数时，

所述曝光指示系数为所述解析电荷信号的平均值，或所述解析电荷信号的加权平均值。