CN108184072B - 基于快速清空方式的自动曝光控制方法及装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种基于快速清空方式的自动曝光控制方法，用于探测器自动曝光探测模式下，方法至少包括：探测器空闲状态下执行清空动作，且清空时每行的扫描时间小于其内部感应器感应曝光的响应时间，清空时每行的扫描打开时间减小至驱动线远端时间常数的n倍，其中，0.4＜n＜0.6，并将清空的信息控制在2LSB以内，则肉眼不可见过渡带；当检测到曝光开始时，停止清空动作，并等待曝光结束；当检测到曝光结束时，启动图像采集动作。本发明的自动曝光控制方法可保证过渡带处于肉眼不可观测范围内，且无需考虑曝光行的上下由于清空至采集之间时间差值造成的灰度值差异。

Description

基于快速清空方式的自动曝光控制方法及装置

技术领域

本发明涉及数字X射线平板探测器技术领域，特别是涉及一种X射线平板探测器中基于快速清空方式的自动曝光控制方法及装置。

背景技术

数字X光平板探测器在X光设备曝光后，采集残留在面板上的信号，达到物体透视成像的效果。因此在成像的过程中，平板探测器的采集动作与X光设备的曝光动作需要同步，否则可能出现X光设备的曝光与平板探测器的采集动作冲突的问题，此时会出现异常的图像。

另外平板探测器在X光设备曝光之前需要先清空平板探测器内存在的残留信号，保证采集得到的图像不含有其他信号，只含有X光设备的曝光信号。

因此一次完整的曝光同步采集流程是：平板探测器清空-X光设备曝光-平板探测器采集。

常用的自动曝光检测是平板探测器空闲状态时一直处于清空动作，当内部感应器感测到X光设备发射X光后，停止平板探测器的清空动作，等待曝光结束后，再次启动图像采集动作。但是当X光设备的出光量低时，内部感应器的响应时间会增加，当响应时间超过平板探测器清空一行时间，则在曝光结束后采集图像上的对应行由于X光信号被清空而产生灰度值偏低的过渡带，如果内部感应器的响应时间增加，过渡带的宽度也相应的增加，过渡带的存在影响图像质量。

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快速清空方式的自动曝光控制方法及装置，用于解决由于平板探测器内部感应器的响应时间与平板探测器每行清空时间的差值问题造成的过渡带，以及由此产生的图像校正问题。

本发明采用以下方案：一种基于快速清空方式的自动曝光控制方法，用于探测器自动曝光探测模式下，所述自动曝光控制方法至少包括：所述探测器空闲状态下执行清空动作，且清空时每行的扫描时间小于其内部感应器感应曝光的响应时间，清空时每行的扫描打开时间减小至驱动线远端时间常数的n倍，其中，0.4＜n＜0.6，并将清空的信息控制在2LSB以内，则肉眼不可见过渡带；当检测到曝光开始时，停止清空动作，并等待曝光结束；当检测到曝光结束时，启动图像采集动作。

于本发明的一实施方式中，所述探测器采集图像时每行的扫描打开时间控制在驱动线远端时间常数的m倍，其中m≥10。

于本发明的一实施方式中，清空时每行的扫描时间小于等于10us。

于本发明的一实施方式中，还包括从曝光行开始逐行扫描N行拼接成一张完整的亮场图像的步骤，其中，N为正整数，N为平板探测器的行数。

本发明还提供一种自动曝光控制装置，包括用于发射光信号的光信号发生器和处于自动曝光探测模式下的探测器，其特征在于，所述探测器至少包括：探测器面板，接收所述光信号发生器发射的光信号并将其转换为电荷信号存储；感应器，连接所述探测器面板，用于感应曝光信息；控制电路，连接所述探测器面板和所述感应器，所述控制电路用于在空闲状态时清空所述探测器面板内残留的信号，其中，所述控制电路清空时每行的扫描时间小于所述感应器的曝光响应时间，且清空时每行的扫描打开时间减小至驱动线远端时间常数的n倍，其中0.4＜n＜0.6，并将清空的信息控制在2LSB以内，则肉眼不可见过渡带；所述控制电路还用于在接收到所述感应器发送的曝光信号后停止清空动作；所述控制电路还用于在接收到所述感应器反馈的曝光结束信息后启动采集图像动作。

于本发明的一实施方式中，所述控制电路采集图像时每行的扫描打开时间控制在驱动线远端时间常数的m倍，其中m≥10。

于本发明的一实施方式中，所述控制电路清空时每行的扫描时间小于等于10us。

于本发明的一实施方式中，所述控制装置还包括图像显示模块，用于对所述控制电路采集的图像信息呈现。

于本发明的一实施方式中，所述探测器为X射线平板探测器。

于本发明的一实施方式中，所述光信号发生器包括高压发生器和球管。

如上所述，本发明的基于快速清空方式的自动曝光控制方法及装置，具有以下有益效果：

1、通过控制每行栅极的打开时间，可保证过渡带处于肉眼不可观测的范围内；

2、相对于其它方案，无需考虑曝光行上下的由于清空至采集之间时间差值造成的灰度值差异，因此无需本底校正。

附图说明

图1为本发明基于快速清空方式的自动曝光控制方法于实施例一中探测器曝光的时序图。

图2为本发明基于快速清空方式的自动曝光控制方法于实施例一中探测器清空的时序图。

图3为本发明基于快速清空方式的自动曝光控制方法于实施例一中探测器采集图像的时序图。

图4为本发明基于快速清空方式的自动曝光控制方法于实施例一中探测器每行扫描的时间分布图。

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。需说明的是，在不冲突的情况下，以下实施例及实施例中的特征可以相互组合。

需要说明的是，以下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，虽图示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。

实施例一

本发明提供一种基于快速清空方式的自动曝光控制方法，用于探测器自动曝光探测模式下，所述基于快速清空方式的自动曝光控制方法至少包括：

当所述探测器空闲状态时，执行清空动作，且清空时每行的扫描时间小于其内部感应器感应曝光的响应时间，清空时每行的扫描打开时间减小至驱动线远端时间常数的n倍，其中，0.4＜n≤0.6；

当检测到曝光开始时，探测器停止清空动作，并等待曝光结束；

当检测到曝光结束时，探测器重新启动图像采集动作。

请参阅图1，为本发明基于快速清空方式的自动曝光控制方法中探测器曝光的时序图，描述了平板探测器空闲状态，探测器处于清空状态，当扫描到n-2行时，X光设备曝光，但是探测器内部感应器未立刻输出触发信号，而是经过一定的响应时间，当到达n行时，才输出触发信号，此时探测器关闭行扫描的动作，等待曝光结束。

图2描述了探测器空闲状态下，清空的时序图，通过缩短每行清空的打开时间t2，t2控制在Gateline(驱动线)远端时间常数的n倍，其中，0.4＜n＜0.6，并将清空的信息控制在2LSB(Least Significant Bit，最低有效位)以内，则肉眼不可见过渡带；需要说明的是，Gateline远端时间常数是指相对于Gatedriver测得的远端Gateline的时间常数RC。由于Gateline存在阻抗与寄生电容，因此，Gateline远端时间常数大于近端时间常数。远端时间常数一般在1us以下，此常数决定Gate打开时间的长短。

只要保证能清空掉累积的二极管反向漏电流，同时清空掉的X光信息，如果能控制在2LSB以内，则肉眼不可见过渡带。

请参阅图3，描述了探测器采集时序图，采集时每行的打开时间控制在Gateline远端时间常数的数倍，保证二极管内的电荷可以全部读出。

在该实施例中，所述探测器采集图像时每行的扫描打开时间控制在驱动线远端时间常数的m倍，其中m≥10。

请参阅图4，描述了探测器曝光流程中每行扫描的时间分布，探测器处于清空状态时，每行的扫描时间为t1；当探测器在第n行检测到曝光后，停止清空动作；曝光时间为t4，其中，t4的范围在10ms～10s，等待曝光结束后，探测器从第n行启动采集，采集按照每行t3时间执行，共扫描N行后，拼接成一张完整亮场图像。

所述探测器采集图像时每行的扫描时间t3控制在100us～200us。

需要注意的是，由于清空时行扫描的时间t1与采集时行扫描的时间t3不同，导致平板探测器的曝光时刻所在行的上半部分像素与曝光时刻所在行的下半部分的像素，从清空至采集之间的时间不同，因此产生的二极管漏电流不同，特别是在曝光行的位置，曝光行上一行与曝光行下一行的差距最大，因此在本底校正时需要充分考虑以上不同时间因素导致的漏电流影响。

由于漏电流在一定范围内与时间成线性关系，当内部感应器产生曝光触发信号时，平板探测器正在清空n行，平板探测器共N行，则：

曝光行上一行从清空至采集之间的时间为：t4+n*t3

曝光行下一行从清空至采集之间的时间间隔为：N*t1+t4+n*t3

由于本方案中清空的行扫描时间t1较短，在该实施例中，清空时每行的扫描时间t1小于等于10us，该时间远小于探测器内部感应器感应曝光的响应时间T，其中，所述感应器的响应时间T的范围一般为：300us≤T≤10us。

则N*t1的值也较小，可以保证的曝光行上下的灰度差值在肉眼不可分辨之内，因此无需本底校正。

实施例二

本发明还提供一种自动曝光控制装置，包括用于发射光信号的光信号发生器和处于自动曝光探测模式下的探测器，所述探测器至少包括：

探测器面板，接收所述光信号发生器发射的光信号并将其转换为电荷信号存储；

感应器，连接所述探测器面板，用于感应曝光信息；

控制电路，连接所述探测器面板和所述感应器，所述控制电路用于在空闲状态时清空所述探测器面板内残留的信号，其中，所述控制电路清空时每行的扫描时间小于所述感应器的曝光响应时间，且清空时每行的扫描打开时间减小至驱动线远端时间常数的n倍，其中，0.4＜n＜0.6，并将清空的信息控制在2LSB以内，则肉眼不可见过渡带；所述控制电路还用于在接收到所述感应器发送的曝光信号后停止清空动作；所述控制电路还用于在接收到所述感应器反馈的曝光结束信息后启动采集图像动作。

通过缩短每行清空的打开时间，保证能清空掉累积的二极管反向漏电流，同时清空掉的X光信息，并能控制在2LSB以内，则肉眼不可见过渡带。

在该实施例中，所述控制电路采集图像时每行的扫描打开时间控制在Gateline远端时间常数的数倍m倍，其中m≥10。保证二极管内的电荷可以全部读出。

在该实施例中，所述控制电路清空时每行的扫描时间小于等于10us，该时间远远小于探测器内部感应器感应曝光的响应时间。

在该实施例中，所述控制装置还包括图像显示模块，用于对所述控制电路采集的图像信息呈现。

在该实施例中，所述探测器为X射线平板探测器。

在该实施例中，所述光信号发生器包括高压发生器和球管。

综上所述，本发明基于快速清空方式的自动曝光控制方法通过减小探测器清空时每行的扫描时间和每行扫描的打开时间，保证过渡带处于肉眼不可观测范围内；通过增加探测器采集时每行扫描的打开时间，保证二极管内的电荷可以全部读出。本发明的基于快速清空方式的自动曝光控制方法无需考虑曝光行上下的由于清空至采集之间时间差值造成的灰度值差异。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 (10)

1.一种基于快速清空方式的自动曝光控制方法，用于探测器自动曝光探测模式下，其特征在于，所述自动曝光控制方法至少包括：所述探测器空闲状态下执行清空动作，且清空时每行的扫描时间小于其内部感应器感应曝光的响应时间，清空时每行的扫描打开时间减小至驱动线(Gateline)远端时间常数的n倍，其中，所述驱动线远端时间常数是指相对于驱动器测得的远端驱动线的时间常数，其中，0.4＜n＜0.6，并将清空的信息控制在2LSB以内，则肉眼不可见过渡带；当检测到曝光开始时，停止清空动作，并等待曝光结束；当检测到曝光结束时，启动图像采集动作。

2.根据权利要求1所述的基于快速清空方式的自动曝光控制方法，其特征在于，所述探测器采集图像时每行的扫描打开时间控制在驱动线远端时间常数的m倍，其中m≥10。

3.根据权利要求1所述的基于快速清空方式的自动曝光控制方法，其特征在于，清空时每行的扫描时间小于等于10us。

4.根据权利要求1所述的基于快速清空方式的自动曝光控制方法，其特征在于，还包括从曝光行开始逐行扫描N行拼接成一张完整的亮场图像的步骤，其中，N为正整数，N为平板探测器的行数。

5.一种自动曝光控制装置，包括用于发射光信号的光信号发生器和处于自动曝光探测模式下的探测器，其特征在于，所述探测器至少包括：探测器面板，接收所述光信号发生器发射的光信号并将其转换为电荷信号存储；感应器，连接所述探测器面板，用于感应曝光信息；控制电路，连接所述探测器面板和所述感应器，所述控制电路用于在空闲状态时清空所述探测器面板内残留的信号，其中，所述控制电路清空时每行的扫描时间小于所述感应器的曝光响应时间，且清空时每行的扫描打开时间减小至驱动线(Gateline)远端时间常数的n倍，其中，所述驱动线远端时间常数是指相对于驱动器测得的远端驱动线的时间常数，其中，0.4＜n＜0.6，并将清空的信息控制在2LSB以内，则肉眼不可见过渡带；所述控制电路还用于在接收到所述感应器发送的曝光信号后停止清空动作；所述控制电路还用于在接收到所述感应器反馈的曝光结束信息后启动采集图像动作。

6.根据权利要求5所述的自动曝光控制装置，其特征在于，所述控制电路采集图像时每行的扫描打开时间控制在驱动线远端时间常数的m倍，其中m≥10。

7.根据权利要求5所述的自动曝光控制装置，其特征在于，所述控制电路清空时每行的扫描时间小于等于10us。

8.根据权利要求5所述的自动曝光控制装置，其特征在于，还包括图像显示模块，用于对所述控制电路采集的图像信息呈现。

9.根据权利要求5所述的自动曝光控制装置，其特征在于，所述探测器为X射线平板探测器。

10.根据权利要求5所述的自动曝光控制装置，其特征在于，所述光信号发生器包括高压发生器和球管。

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