CN108294773A - 一种曝光图像的获取方法及装置 - Google Patents
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Abstract
本申请公开了一种曝光图像的获取方法及装置，通过控制球管发出X射线，以获取每个平板探测器接收X射线后输出的电信号，由于本申请球管的射线投照位置不与任一平板探测器绑定，因此，可以根据每一平板探测器的输出信号分别生成一幅正常的曝光图像；然后，基于各个曝光图像对应的不同灰度值，找出满足被扫描对象的曝光要求的有效曝光图像，继而从中选择一有效曝光图像作为被扫描对象的最终曝光图像。可见，本申请取代了现有技术中基于射线投照位置与特定平板探测器绑定而实现的曝光成像，避免了现有技术预先检测当前投照位置与使用的探测器是否匹配的操作，从而不必安装相应的检测部件，进而降低了成像成本、提升了成像系统的可靠性。
Description
技术领域
本申请涉及医疗影像技术领域，尤其涉及一种曝光图像的获取方法及装置。
背景技术
直接数字平板X线成像(DigitalRadiography，简称DR)系统，因其可以方便灵活的对患者进行摆位，大幅度地提升了医生的工作效率，已经越来越多地在实际中使用，并且，随着科技的发展，DR系统中使用的平板探测器也更加趋于便携化、接口简洁化。
使用DR系统实现成像的过程中，需要球管的射线出口朝向平板探测器，才能保证球管发出的X射线穿过人体后在平板探测器端成像，从而在图像中正确反应出人体组织密度差异。对于双板DR系统，由于球管的不同投照位置是与不同的平板探测器绑定的，所以需要根据当前投照位置使用指定的平板探测器，而在实际使用过程中，由于平板探测器并不是固定在DR机架上(而是固定在立式胸片架或摄影平床)，如果所使用的多个平板探测器的规格一致，则容易出现用错平板探测器的情况，即，存在当前投照位置与使用的平板探测器不匹配的情况，从而不能正常生成患者的曝光图像，这种情况会导致患者接受到不必要的辐射。
为避免用错平板探测器的情况发生，需要预先检测当前投照位置与使用的探测器是否匹配，为此，现有做法是在用于容纳平板探测器的片盒中安装传感器，并在探测器表面安装可用于传感器检测的唯一标识物，所述传感器可以通过检测该唯一标识物确定该平板探测器的ID，从而通过平板探测器的ID确定该平板探测器是否属于该投照位置指定的探测器，若是，则允许曝光成像，若否，则不允许曝光成像并且提示用户重新安装正确的平板探测器。
可见，现有做法需要在片盒内安装检测器、以及在探测器表面安装唯一标识物，设计复杂度较高、花费成本较高，从而使得DR系统可靠性下降。
发明内容
有鉴于此，本申请的主要目的在于提供一种曝光图像的获取方法及装置，能够降低成像成本、提升成像系统的可靠性。
本申请提供了一种曝光图像的获取方法，所述方法应用于直接数字平板X线成像DR系统，所述DR系统包括球管以及至少一个平板探测器，不同平板探测器被置于不同位置，所述球管的射线投照位置与任一平板探测器为非绑定关系；所述方法包括：
控制所述球管发出X射线；
获取每个平板探测器接收X射线后输出的电信号；
根据每个平板探测器输出的电信号，分别生成一幅曝光图像；
确定每幅曝光图像中的预设区域的灰度值；
根据每幅曝光图像对应的灰度值，确定对应曝光图像是否满足被扫描对象的曝光要求；
若存在满足所述曝光要求的曝光图像，则从满足所述曝光要求的曝光图像中选择一个曝光图像作为所述被扫描对象的曝光图像。
本申请还提供了一种曝光图像的获取装置，所述装置应用于直接数字平板X线成像DR系统，所述DR系统包括球管以及至少一个平板探测器，不同平板探测器被置于不同位置，所述球管的射线投照位置与任一平板探测器为非绑定关系；所述装置包括：
第一射线控制单元，用于控制所述球管发出X射线；
第一信号获取单元，用于获取每个平板探测器接收X射线后输出的电信号；
曝光图像生成单元，用于根据每个平板探测器输出的电信号，分别生成一幅曝光图像；
图像灰度确定单元，用于确定每幅曝光图像中的预设区域的灰度值；
曝光图像判定单元，用于根据每幅曝光图像对应的灰度值，确定对应曝光图像是否满足被扫描对象的曝光要求；
第一图像选择单元，用于若存在满足所述曝光要求的曝光图像，则从满足所述曝光要求的曝光图像中选择一个曝光图像作为所述被扫描对象的曝光图像。
本申请还提供了一种曝光图像的获取装置，包括：处理器、存储器、系统总线；
所述处理器以及所述存储器通过所述系统总线相连；
所述存储器用于存储一个或多个程序，所述一个或多个程序包括指令，所述指令当被所述处理器执行时使所述处理器执行上述任一项所述的方法。
本申请提供的一种曝光图像的获取方法及装置，通过控制球管发出X射线，以获取每个平板探测器接收X射线后输出的电信号，由于本申请球管的射线投照位置不与任一平板探测器绑定，因此，可以根据每一平板探测器的输出信号分别生成一幅正常的曝光图像；然后，基于各个曝光图像对应的不同灰度值，找出满足被扫描对象的曝光要求的有效曝光图像(即接收穿过被扫描对象的衰减射线的平板探测器对应生成的曝光图像)，继而从中选择一有效曝光图像作为被扫描对象的最终曝光图像。可见，本申请取代了现有技术中基于射线投照位置与特定平板探测器绑定而实现的曝光成像，避免了现有技术预先检测当前投照位置与使用的探测器是否匹配的操作，从而不必安装相应的检测部件，进而降低了成像成本、提升了成像系统的可靠性。
附图说明
为了更清楚地说明本申请实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本申请的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本申请实施例提供的平板探测器的安装位置示意图；
图2为本申请实施例提供的DR系统的组成示例图；
图3为本申请实施例提供的一种曝光图像的获取方法的流程示意图之一；
图4为本申请实施例提供的一种曝光图像的获取方法的流程示意图之二；
图5为本申请实施例提供的时序信号示意图；
图6a为本申请实施例提供的平板探测器1对应的曝光图像示意图；
图6b为本申请实施例提供的平板探测器2对应的曝光图像示意图；
图7为本申请实施例提供的曝光图像中直线位置上各像素点的灰度值的分布示意图；
图8为本申请实施例提供的平板探测器1输出灰度值的示意图；
图9为本申请实施例提供的一种曝光图像的获取方法的流程示意图之三；
图10为本申请实施例提供的一种正式曝光图像的获取方法的流程示意图；
图11为本申请实施例提供的一种曝光图像的获取装置的组成示意图；
图12为本申请实施例提供的一种曝光图像的获取装置的硬件结构示意图。
具体实施方式
为使本申请实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。
DR系统的摄影方式一般包括立式摄影方式和卧式摄影方式，当摄影方式不同时，DR系统中球管的投照位置也会不同，而现有技术中，DR系统中球管的不同投照位置是与不同的平板探测器绑定的，所以需要根据当前投照位置使用指定的平板探测器。但是，DR系统中平板探测器并不是固定在DR机架上，可能需要在使用DR系统时对平板探测器进行安装，如果所使用的多个平板探测器的规格一致，这就会出现安装在某个投照位置的平板探测器并不是与该投照位置绑定的平板探测器的情况，即出现平板探测器使用错误的情况，从而不能正常生成患者的曝光图像，这种情况会导致患者接受到不必要的辐射。
参见图1，图1示出了平板探测器不同的安装位置，例如，采用立式摄影方式时，所述安装位置可以是立式胸片架，例如图1所示的位置1，如果位置1对应于球管的投照位置1，那么安装在位置1的应该是与投照位置1绑定的平板探测器，但是，由于多个平板探测器的规格一致，可能难以区分哪个是与投照位置1绑定的平板探测器，导致安装的平板探测器不是与投照位置1绑定的平板探测器。又例如，采用卧式摄影方式时，所述安装位置可以是摄影平床，具体的可以是例如图1中位置3所示的摄影平床上或者例如图1中位置2所示的摄影平床下，相应的，如果位置3对应于球管的投照位置3，那么安装在位置3的应该是与投照位置3绑定的平板探测器，如果位置2对应于球管的投照位置2，那么安装在位置2的应该是与投照位置2绑定的平板探测器，在位置2安装平板探测器同样有可能存在安装的平板探测器不是与投照位置2绑定的平板探测器，在位置3安装平板探测器同样有可能存在安装的平板探测器不是与投照位置3绑定的平板探测器。
而现有的避免平板探测器安装错误的方法需要在片盒内安装检测器、以及在探测器表面安装唯一标识物，设计复杂度较高、花费成本较高。
为此，本申请实施例提供一种无需将射线投照位置与特定平板探测器绑定而实现的曝光成像，避免了现有技术预先检测当前投照位置与使用的探测器是否匹配的操作，从而不必安装相应的检测部件，进而降低了成像成本、提升了成像系统的可靠性。
本申请实施例提供的方法可以应用于DR系统，举例来说，该DR系统的结构可以如图2所示，可以包括球管201、高压发生器202，控制单元203，至少一个平板探测器204和采集工作站205，不同平板探测器204被置于DR系统的不同位置，所述球管201的射线投照位置不与任一平板探测器204绑定。被扫描对象(比如患者)位于球管201与其中一平板探测器204之间，或者，被扫描对象没有位于球管201与任一平板探测器204之间。
其中，球管201是产生X射线的元件，其作用是将电能转化为X射线。
高压发生器202可以用于产生X射线的球管提供高压电，以使球管201产生X射线。在高压发生器202的作用下，球管201电流越高，X射线的扫描剂量越大。
控制单元203可以向高压发生器202和至少一个平板探测器204发送请求指令，并接收高压发生器202和至少一个平板探测器204的反馈信息，使得控制单元203可以根据反馈信息控制高压发生器202和至少一个平板探测器204的工作。
平板探测器204可以用来接收X射线，并根据接收的X射线输出电信号。
采集工作站205用来采集至少一个平板探测器204输出的电信号。
控制单元203还用来根据每个平板探测器204输出的电信号，分别生成一幅曝光图像，通过每一曝光图像的灰度值确定所述被扫描对象实际对应的曝光图像，并将所述被扫描对象的曝光图像进行图像的处理、存储和显示。
需要注意的是，上述DR系统的结构以及对上述结构的介绍仅是为了便于理解本申请的原理而示出的，不用于限定本申请实施例提供的技术方案。
下面结合附图，详细说明本申请实施例是如何获取曝光图像的。
参见图3，图3为本申请实施例提供的一种曝光图像的获取方法，所述方法可以应用于DR系统，比如图2所示DR系统，所述DR系统包括球管以及至少一个平板探测器，不同平板探测器被置于不同位置，所述球管的射线投照位置与任一平板探测器为非绑定关系。所述方法包括以下步骤：
S301、控制所述球管发出X射线。
在本实施例中，所述DR系统还包括高压发生器，高压发生器产生的高电压可以使球管内运行的电子转换成X射线，为了保证球管正常发出X射线、以及保证在X射线作用下可以正常实现图像曝光，可以首先检测DR系统中的每个平板探测器对应的曝光窗口是否能够正常成像、且所述高压发生器的高压状态是否能使所述球管正常工作，当确定每个平板探测器对应的曝光窗口能够正常成像、且所述高压发生器的高压状态能使所述球管正常工作时，控制所述球管发出X射线。其中，所述曝光窗口能够正常成像，可以理解为曝光窗口已准备就绪，可以实现成像；所述高压发生器的高压状态能使所述球管正常工作，可以理解为高压发生器的电压足够大，可以使球管在该电压下产生X射线。
作为一种示例，上述控制功能可以由图2所示的控制单元实现。
如图4所示，本申请实施例还提供了一种曝光图像的获取方法的具体流程图，其中，S406对应于图3中S301，在通过S301控制所述球管发出X射线之前，上述曝光窗口以及高压发生器的准备工作相当于S401-S405，下面结合图5所示时序信号图进行具体介绍，其中，图5中的低电平表示有效信号。
如图5所示，以所述至少一个平板探测器包括1号平板探测器和2号平板探测器为例，DR系统中的控制单元203可以分别向1号平板探测器和2号平板探测器发送曝光请求信号(该过程对应于图4中的S401)，以检测每个平板探测器对应的曝光窗口是否能够正常成像。当1号平板探测器和2号平板探测器分别收到曝光请求信号后，在一定间隔后会向控制单元203反馈曝光窗口信号，分别对应图5中a点和b点，a点处由高电平变成低电平表示1号平板探测器曝光窗口准备就绪，b点处由高电平变成低电平表示2号平板探测器曝光窗口准备就绪，控制单元203根据上述反馈的曝光窗口信号可以确定1号平板探测器和2号平板探测器对应的曝光窗口能够正常成像(该过程对应于图4中的S403)。图中“X射线准备”表示控制单元203向高压发生器发送射线准备请求信号(该过程对应于图4中的S402)，当发出射线准备请求信号后，高压发生器会启动旋转阳极从而预热灯丝，使高压发生器的电压升高到某个电压值，当该电压值足够使球管正常工作时，高压发生器准备就绪，并向控制单元203反馈一个准备就绪信号，图5中c点表示高压发生器准备就绪(该过程对应于图4中的S404)。当a、b、c三个有效信号均出现后，表示每个平板探测器对应的曝光窗口能够正常成像、且所述高压发生器的高压状态能使所述球管正常工作，即在虚线时刻以后，控制单元203便可以在高压发生器的高压下控制所述球管发出X射线，该过程对应于图4中S405，判断结果为“是”的分支；当S405判断结果为“否”时，则返回执行S403-S404。
需要说明的是，在控制所述球管发出X射线时，可以根据获取曝光图像使用的曝光方式的不同确定扫描剂量。其中，一种曝光方式是通过一次曝光直接获得曝光图像，在这种曝光方式下，扫描剂量可以是使被扫描对象充分曝光所需的剂量，该扫描剂量可以是预先确定的；另一种曝光方式可以是通过二次曝光获得曝光图像，该二次曝光获得曝光图像的具体实现方式将在后续进行详细介绍。
S302、获取每个平板探测器接收X射线后输出的电信号。
对于所述球管发出的X射线，每个平板探测器可以将接收的X射线转换成电信号并将该电信号输出。作为一种示例，图2中DR系统中的采集工作站可以采集每个平板探测器输出的电信号。
S303、根据每个平板探测器输出的电信号，分别生成一幅曝光图像。
作为一种示例，图2中DR系统中的控制单元，可以根据采集工作站采集的每个平板探测器输出的电信号，分别生成一幅曝光图像，从而获得每个平板探测器对应的曝光图像。
需要说明的是，图3中的S302-S303对应于图4中S407。
S304、确定每幅曝光图像中的预设区域的灰度值。
需要说明的是，由于使用DR系统实现成像的过程中，需要球管的射线出口朝向平板探测器，才能保证球管发出的X射线穿过人体后在平板探测器端成像，从而在图像中正确反应出人体组织密度差异。也就是说，假设被扫描对象位于球管射线出口与某一平板探测器之间，那么，通过S303生成的至少一个曝光图像中，球管射线出口朝向的平板探测器对应的曝光图像通常为被扫描对象的曝光图像。一般来说，球管射线出口朝向的平板探测器可以充分接收射线，那么对应的曝光图像的灰度值高；而其他平板探测器没有充分接收到射线，从而对应的曝光图像的灰度值低；甚至有些平板探测器基本上没有接收到射线，其对应的曝光图像的灰度值基本上是灰度偏移值，其中，所述灰度偏移值可以理解为，当平板探测器未接收到射线时，根据该平板探测器输出电信号而生成的曝光图像的灰度值。
例如，DR系统包括平板探测器1和平板探测器2两个平板探测器，其中，平板探测器1安装在图1所示的位置1，平板探测器2安装在图1所示的位置2，球管与平板探测器2相对，将一人脚模体放置于平板探测器2表面，图2控制单元可以按照前述方法获得到平板探测器1和平板探测器2的曝光图像，图6a示出了平板探测器1的曝光图像，图6b示出了平板探测器2的曝光图像。
图7为图6a和图6b中直线位置所在的各像素点的灰度值的分布数据，其中，横坐标表示各像素点位置，纵坐标表示各像素点位置对应的灰度值，从图7中可以看出，对于有X射线照射的平板探测器2的像素灰度值要远高于在平板探测器1的像素灰度值，图7中示出的平板探测器1的像素灰度值的接近100，而100实际为平板探测器1输出的灰度偏移值，该偏移值通常一般是固定数值。平板探测器1输出灰度值范围如图8所示，其中，横坐标表示各像素点位置，纵坐标表示灰度值，其灰度平均值约为100。
因此，可以根据每幅曝光图像中的预设区域的灰度值，从所有曝光图像中确定出被扫描对象的有效曝光图像。
可以理解的是，对于每幅曝光图像来说，曝光图像中可能包括除显示被扫描对象之外的图像区域，而为了从所有曝光图像中确定出被扫描对象的有效曝光图像，需要获取包含被扫描对象的图像区域，可以是包含被扫描对象的全部图像区域、也可以是包含被扫描对象的部分图像区域，本实施例将该图像区域定义为所述预设区域。
参见图6b，图6b示出了一人脚模体的曝光图像，在该人脚模体的曝光图像中，除了包括显示人脚的图像区域，还包括了周围的黑色区域，因此，在第一种实现方式中，所述预设区域可以是直接剔除周围的黑色区域后余下的区域；在第二种实现方式中，所述预设区域可以是在所述余下的区域中选择一部分包括人脚的区域；在第三种实现方式中，所述预设区域可以是直接选取的图像中心区域。其中，在第二种和第三种实现方式中，所述预设区域可以是正方形、矩形、圆形等形状，所述预设区域的大小要适当，可以依据经验确定，比如，当所述预设区域形状为正方形时，其大小可以为5cmX5cm。
S305、根据每幅曝光图像对应的灰度值，确定对应曝光图像是否满足被扫描对象的曝光要求。
需要说明的是，被扫描对象的曝光量大，生成的曝光图像对应的灰度值大，当曝光图像对应的灰度值达到一定数值时，可以表示曝光图像满足被扫描对象的曝光要求，表示所述曝光图像达到理想曝光图像的质量，此时，曝光图像的细节能够清楚地分辨，该曝光图像可以作为所述被扫描对象的曝光图像，以便后续进行图像处理等操作。
若根据每幅曝光图像对应的灰度值确定不存在满足所述曝光要求的曝光图像，则输出用于表征未生成所述被扫描对象的曝光图像的提示。例如，语音提示、文字提示等，本实施例对提示方式不做限制。
在本实施例中，曝光图像是否满足被扫描对象的曝光要求，可以依据每幅曝光图像对应的灰度值是否大于预设灰度阈值来进行判断，所述预设灰度阈值可以是曝光图像的细节能够清楚地分辨时曝光图像所应达到的灰度值。对于每幅曝光图像，若该曝光图像对应的灰度值大于预设灰度阈值，则确定对应曝光图像满足被扫描对象的曝光要求；若该曝光图像对应的灰度值不大于预设灰度阈值，则确定对应曝光图像不满足被扫描对象的曝光要求。
一般来说，对于胸、腹、头、四肢等部位的曝光图像，若要满足被扫描对象的曝光要求，曝光图像的灰度值不小于400，即使是被限束器遮挡的平板探测器，其对应的成像区域灰度值仍然接近200，因此，在一种实现方式中，所述预设灰度阈值可以是根据实际成像经验人为确定的。
在另一种实现方式中，其中，所述预设灰度阈值是根据预设图像内预设区域的各个像素灰度值的标准差和平均值、以及被扫描对象对应的权重确定的，所述预设图像为所述球管与所述平板探测器之间没有被扫描物时所述平板探测器对应的曝光图像。
例如，所述预设灰度阈值可以采用如下公式得到：
T＝f×std(ROI)+Offset (1)
其中，T表示所述预设灰度阈值，f表示被扫描对象对应的权重因子；ROI表示所述预设图像内的预设区域；std(ROI)表示所述预设图像内预设区域的各个像素灰度值的标准差；Offset表示灰度偏移值，即所述预设图像内预设区域的各个像素灰度值的平均值。
需要说明的是，所述预设图像是在执行本实施例方法步骤之前生成的，并在执行本方法之前在所述预设图像内选取一个区域，计算该区域内各个像素灰度值的标准差std(ROI)和平均值Offset，并针对不同的检测部位预设权重因子f的大小。
具体来讲，在球管与平板探测器之间没有被扫描物时，利用该平板探测器输出的电信号生成一曝光图像，本实施例将该曝光图像称为所述预设图像，定位所述预设图像内的一个预设区域，比如图像的5cm*5cm中心区域，并计算该区域内各个像素灰度值的标准差std(ROI)和平均值Offset。例如，以所述预设图像为图6a所示图像为例，假设图8示出了图6a中5cm*5cm中心区域内每一像素点的灰度值，从图中可以看出各个像素灰度值的平均值Offset为100，而标准差反映了数据的波动程度，由于图8各个像素灰度值在90-110之间，因此，标准差std(ROI)大约在10左右。
另外，权重因子f的取值与被扫描对象的厚度有关，当被扫描对象的厚度越大时，权重因子f取值越小。例如，当被扫描对象为腹部、四肢等人体的不同部位时，因腹部厚度比四肢厚度大，所以，腹部曝光图像的实际灰度值通常小于四肢曝光图像的实际灰度值，因此，被扫描对象为腹部的权重因子f可以小于被扫描对象为四肢的权重因子f。因此，继续以图8为例，通过调节f值可以使预设灰度阈值T取大于100的值，而为了将图8所示图像与其它正常曝光图像进行有效区分，通过调节f值可以使预设灰度阈值T取大于110的值。
以前述DR系统包括平板探测器1和平板探测器2两个平板探测器为例介绍S305的具体实现方式。若被扫描对象为人脚，所述预设区域ROI为5cmX5cm大小的图像中心区域，此时，权重因子f可以取值为10。在分别得到平板探测器1和平板探测器2的曝光图像后，首先计算每幅曝光图像的预设区域内的各个像素灰度值，并将每幅曝光图像的各个像素灰度值取平均，得到每幅曝光图像的平均灰度值，将该平均灰度值作为对应曝光图像的灰度值，分别记为AVL1和AVL2，其中，AVL1表示平板探测器1对应的曝光图像灰度值，AVL2表示平板探测器2对应的曝光图像灰度值，1和2均为平板探测器索引值；然后，根据确定的灰度阈值检查曝光图像是否满足被扫描对象的曝光要求，如果AVL1和AVL2中至少一个灰度值超过灰度阈值，则确定该灰度值对应曝光图像满足被扫描对象的曝光要求，如果AVL1和AVL2都小于该灰度阈值，则所有曝光图像都不满足被扫描对象的曝光要求，这种情况系统需要提示未生成所述被扫描对象的曝光图像。
S306、若存在满足所述曝光要求的曝光图像，则从满足所述曝光要求的曝光图像中选择一个曝光图像作为所述被扫描对象的曝光图像。
在本实施例中，可以将所述被扫描对象的曝光图像对应的平板探测器定义为激活探测器，即球管的射线出口朝向的平板探测器。
当根据每幅曝光图像对应的灰度值，确定出满足被扫描对象的曝光要求的曝光图像时，满足所述曝光要求的曝光图像可以是一幅，也可以是多幅。当满足所述曝光要求的曝光图像是一幅时，可以直接选择该曝光图像作为被扫描对象的曝光图像；当满足所述曝光要求的曝光图像是多幅时，可以从中选择最大灰度值对应的曝光图像作为被扫描对象的曝光图像。
以前述DR系统包括平板探测器1和平板探测器2，得到的曝光图像对应的灰度值，分别记为AVL1，AVL2为例，若根据AVL1，AVL2确定只有AVL2大于预设灰度阈值，则所述满足所述曝光要求的曝光图像为平板探测器2输出的曝光图像，那么可以直接选择该曝光图像作为被扫描对象的曝光图像，平板探测器2作为激活探测器。
在本实施例中，可以为每个平板探测器设置身份标识号(identification，简称ID)，所述ID可以是数值，例如，平板探测器1对应的ID为1，平板探测器2对应的ID为2，所述ID可以与前述索引值相对应，在确定AVL2大于预设灰度阈值时，AVL2对应的索引值为2，即激活平板探测器的ID为2，与该ID对应的平板探测器所输出图像就是所述被扫描对象的曝光图像。
需要说明的是，图3中的S304-S306对应于图4中S408。
在得到被扫描对象的曝光图像后，可以对所述被扫描对象的曝光图像进行图像存储、图像处理和图像显示，对应于图4中的S409。其中，图像存储可以包括对被扫描对象的曝光图像和对被扫描对象的曝光图像进行处理后的图像数据保存；图像处理可以包括图像的增强、降噪以及动态范围调整等；图像显示可以指将图像转换成显示设备所支持的形式。
本申请提供的一种曝光图像的获取方法，通过控制球管发出X射线，以获取每个平板探测器接收X射线后输出的电信号，由于本申请球管的射线投照位置不与任一平板探测器绑定，因此，可以根据每一平板探测器的输出信号分别生成一幅正常的曝光图像；然后，基于各个曝光图像对应的不同灰度值，找出满足被扫描对象的曝光要求的有效曝光图像(即接收穿过被扫描对象的衰减射线的平板探测器对应生成的曝光图像)，继而从中选择一有效曝光图像作为被扫描对象的最终曝光图像。可见，本申请取代了现有技术中基于射线投照位置与特定平板探测器绑定而实现的曝光成像，避免了现有技术预先检测当前投照位置与使用的探测器是否匹配的操作，从而不必安装相应的检测部件，进而降低了成像成本、提升了成像系统的可靠性。
可以理解的是，由于现有技术中射线投照位置与特定平板探测器绑定，即该射线投照位置只能使用该特定平板探测器，那么在该特定平板探测器出现失效的情况，例如平板探测器故障、没电或关闭，DR系统将无法进行工作。而在本实施例中，由于球管的射线投照位置不与任一平板探测器绑定，这样，即使当某个平板探测器出现失效的情况，也可以使用其它平板探测器替代该平板探测器，从而使DR系统正常工作。
进一步地，当所述被扫描对象位于球管出口朝向与某个平板探测器之间时，该平板探测器对应生成的曝光图像即为本次曝光的有效曝光图像，但是，只有当球管发出的射线扫描剂量达到一定值时，所述有效曝光图像才可能满足所述被扫描对象在图像灰度方面的曝光要求，即所述有效曝光图像的灰度值才能在一定程度上高于其它曝光图像的灰度值，否则，所述有效曝光图像的灰度值会偏小，可能接近于其它曝光图像的灰度值，在这种情况下，将较难基于图像灰度值使所述有效曝光图像与其它曝光图像进行区分，具体无法通过图像灰度值比较得到大于上述预设灰度阈值的所述有效曝光图像。其中，本实施例可以将上述“一定值”定义为预设剂量阈值，所述预设剂量阈值具体可以基于对所述被扫描对象的曝光经验进行设置。
具体来讲，当所述有效曝光图像是在低于所述预设剂量阈值的较低扫描剂量下生成的，其图像灰度值将较小，特别是在所述被扫描对象比较厚(比如人体腰部，其相对于人手更厚)的情况下，其图像灰度值会更小，有可能逼近其它曝光图像的灰度值，因而，将较难基于图像灰度值使所述有效曝光图像与其它曝光图像进行区分。在这种情况下，可以直接选择最大灰度值对应的曝光图像，作为所述被扫描对象的有效曝光图像。
因此，在本申请的一种实现方式中，在S305之前，可以对所述球管发出的射线扫描剂量是否小于所述预设剂量阈值进行判断，如果所述球管发出的射线扫描剂量小于所述预设剂量阈值，则直接选择最大灰度值对应的曝光图像，作为所述被扫描对象的曝光图像，如果所述球管发出的射线扫描剂量大于或等于预设剂量阈值，则执行S305及其后续步骤。
进一步地，当能够确定使所述被扫描对象充分曝光所需的扫描剂量时，可以一次控制球管发出满足该扫描剂量的X射线，即通过一次曝光的曝光方式直接获得曝光图像。但是，如果不能够确定被扫描对象充分曝光所需的扫描剂量，控制所述球管发出X射线时，可能由于扫描剂量过小而造成曝光不足，进而使得到的被扫描对象的有效曝光图像达不到曝光要求，在这种情况下，可以采用二次曝光的曝光方式，即第一次曝光使用较少的扫描剂量，得到较差的曝光图像，然后根据得到的较差的曝光图像计算得到满足所述被扫描对象的曝光要求的曝光图像所需的扫描剂量，根据计算出来的扫描剂量控制球管发出X射线进行第二次曝光，其中，所述第一次曝光为预曝光，所述第二次曝光为正式曝光。
在本申请的一种实施方式中，当采用二次曝光的曝光方式时，上述S301具体可以为按照预曝光所需的扫描剂量，控制所述球管发出X射线，相应地，S306具体可以为若存在满足所述曝光要求的曝光图像，则从满足所述曝光要求的曝光图像中选择一个曝光图像作为所述被扫描对象的预曝光图像。需要说明的是，预曝光所需的扫描剂量通常较正式曝光低，因此，通过预曝光得到的被扫描对象的预曝光图像的图像质量通常较差，从而导致该预曝光图像的灰度值较低。
下面结合图9对采用二次曝光的曝光方式获得曝光图像的方法进行具体介绍。其中，图9中的S901-S908为二次曝光方式中的预曝光过程，该预曝光过程与图4所示的S401-S408(即S301-S306)相同，在此不再赘述。
当根据前述方法得到所述预曝光图像后，可以进一步根据所述预曝光图像获得所述被扫描对象的正式曝光图像，参见图10，图10示出了一种正式曝光图像的获取方法的流程图，所述方法包括以下步骤：
S1001、将所述预曝光图像对应的平板探测器作为激活探测器。
通过上述预曝光已经区分出所述被扫描对象实际对应的平板探测器，因此，可以直接将该平板探测器作为激活探测器用于后续正式曝光，关于所述激活探测器以外的其它平板探测器，在正式曝光过程中不必工作。
S1002、根据所述预曝光图像确定正式曝光所需的扫描剂量。
正式曝光所需的扫描剂量可以是使正式曝光图像达到理想曝光图像质量所需的扫描剂量。所述理想曝光图像质量可以理解为通过正式曝光图像清楚地分辨被扫描对象的细节的图像。
需要说明的是，S1002对应于图9中S909。
S1003、按照所述正式曝光所需的扫描剂量，控制所述球管发出X射线。
在本实施中，由于已经确定出激活探测器，并直接使用激活探测器，其它平板探测器不再使用，因此，在控制所述球管发出X射线前，可以只检测所述激活探测器对应的曝光窗口是否能够正常成像、且所述高压发生器的高压状态是否能使所述球管正常工作。
具体实现时，DR系统中的控制单元203可以只向所述激活探测器发送曝光请求信号，其它关于曝光窗口及其高压发生器的描述，请参见S301的相关介绍，在此不再赘述。
需要说明的是，在控制所述球管发出X射线前，检测所述激活探测器对应的曝光窗口是否能够正常成像、且所述高压发生器的高压状态是否能使所述球管正常工作的具体过程，对应于图9中S910-S912，S1003对应于图9中的S913。
S1004、获取所述激活探测器接收X射线后输出的电信号。
S1005、根据所述激活探测器输出的电信号，生成所述被扫描对象的正式曝光图像。
需要说明的是，S1004-S1005对应于图9中S914。
进一步地，在获得被扫描对象的正式曝光图像后，可以对正式曝光图像进行图像存储、图像处理和图像显示，例如图9中S915所示，其中，关于图像存储、图像处理和图像显示的内容，已经在图4中的S409进行了介绍，此处不再赘述。
参见图11，图11为本申请实施例提供的一种曝光图像的获取装置的组成示意图，所述装置1100应用于直接数字平板X线成像DR系统，所述DR系统包括球管以及至少一个平板探测器，不同平板探测器被置于不同位置，所述球管的射线投照位置与任一平板探测器为非绑定关系；所述装置包括：
第一射线控制单元1101，用于控制所述球管发出X射线；
第一信号获取单元1102，用于获取每个平板探测器接收X射线后输出的电信号；
曝光图像生成单元1103，用于根据每个平板探测器输出的电信号，分别生成一幅曝光图像；
图像灰度确定单元1104，用于确定每幅曝光图像中的预设区域的灰度值；
曝光图像判定单元1105，用于根据每幅曝光图像对应的灰度值，确定对应曝光图像是否满足被扫描对象的曝光要求；
第一图像选择单元1106，用于若存在满足所述曝光要求的曝光图像，则从满足所述曝光要求的曝光图像中选择一个曝光图像作为所述被扫描对象的曝光图像。
在本申请的一种实施方式中，所述第一射线控制单元1101，具体用于按照预曝光所需的扫描剂量，控制所述球管发出X射线；
相应地，所述第一图像选择单元1106，具体用于从满足所述曝光要求的曝光图像中选择一个曝光图像作为所述被扫描对象的预曝光图像。
在本申请的一种实施方式中，所述装置1100还包括：
激活探测器确定单元，用于将所述预曝光图像对应的平板探测器作为激活探测器；
扫描剂量确定单元，用于根据所述预曝光图像确定正式曝光所需的扫描剂量；
第二射线控制单元，用于按照所述正式曝光所需的扫描剂量，控制所述球管发出X射线；
第二信号获取单元，用于获取所述激活探测器接收X射线后输出的电信号；
正式图像生成单元，用于根据所述激活探测器输出的电信号，生成所述被扫描对象的正式曝光图像。
在本申请的一种实施方式中，所述曝光图像判定单元1105包括：
灰度阈值判断子单元，用于对于每幅曝光图像对应的灰度值，判断所述灰度值是否大于预设灰度阈值；其中，所述预设灰度阈值是根据预设图像内预设区域的各个像素灰度值的标准差和平均值、以及被扫描对象对应的权重确定的，所述预设图像为所述球管与所述平板探测器之间没有被扫描物时所述平板探测器对应的曝光图像；
曝光要求确定子单元，用于若所述灰度值大于预设灰度阈值，则确定对应曝光图像满足被扫描对象的曝光要求；
所述曝光要求确定子单元，还用于若所述灰度值是不大于预设灰度阈值，则确定对应曝光图像不满足被扫描对象的曝光要求。
在本申请的一种实施方式中，所述第一图像选择单元1106，具体用于若存在满足所述曝光要求的曝光图像，则从满足所述曝光要求的曝光图像中选择最大灰度值对应的曝光图像作为所述被扫描对象的曝光图像。
在本申请的一种实施方式中，所述装置1100还包括：
剂量阈值判断单元，用于判断所述球管发出的射线扫描剂量是否小于预设剂量阈值；
第二图像选择单元，用于若所述球管发出的射线扫描剂量小于预设剂量阈值，则直接选择最大灰度值对应的曝光图像，作为所述被扫描对象的曝光图像；若所述球管发出的射线扫描剂量不小于预设剂量阈值，则触发所述曝光图像判定单元1105根据每幅曝光图像对应的灰度值，确定对应曝光图像是否满足被扫描对象的曝光要求。
参见图12，为本申请实施例提供的一种曝光图像的获取装置的硬件结构示意图，所述装置应用于直接数字平板X线成像DR系统，所述DR系统包括球管以及至少一个平板探测器，不同平板探测器被置于不同位置，所述球管的射线投照位置与任一平板探测器为非绑定关系。
所述装置1200包括存储器1201和接收器1202，以及分别与所述存储器1201和所述接收器1202连接的处理器1203，所述存储器1001用于存储一组程序指令，所述处理器1203用于调用所述存储器1201存储的程序指令执行如下操作：
控制所述球管发出X射线；
获取每个平板探测器接收X射线后输出的电信号；
根据每个平板探测器输出的电信号，分别生成一幅曝光图像；
确定每幅曝光图像中的预设区域的灰度值；
根据每幅曝光图像对应的灰度值，确定对应曝光图像是否满足被扫描对象的曝光要求；
若存在满足所述曝光要求的曝光图像，则从满足所述曝光要求的曝光图像中选择一个曝光图像作为所述被扫描对象的曝光图像。
在本申请的一种实施方式中，所述处理器1203还用于调用所述存储器1201存储的程序指令执行如下操作：
按照预曝光所需的扫描剂量，控制所述球管发出X射线；
相应地，从满足所述曝光要求的曝光图像中选择一个曝光图像作为所述被扫描对象的预曝光图像。
在本申请的一种实施方式中，所述处理器1203还用于调用所述存储器1201存储的程序指令执行如下操作：
将所述预曝光图像对应的平板探测器作为激活探测器；
根据所述预曝光图像确定正式曝光所需的扫描剂量；
按照所述正式曝光所需的扫描剂量，控制所述球管发出X射线；
获取所述激活探测器接收X射线后输出的电信号；
根据所述激活探测器输出的电信号，生成所述被扫描对象的正式曝光图像。
在本申请的一种实施方式中，所述处理器1203还用于调用所述存储器1201存储的程序指令执行如下操作：
对于每幅曝光图像对应的灰度值，判断所述灰度值是否大于预设灰度阈值；其中，所述预设灰度阈值是根据预设图像内预设区域的各个像素灰度值的标准差和平均值、以及被扫描对象对应的权重确定的，所述预设图像为所述球管与所述平板探测器之间没有被扫描物时所述平板探测器对应的曝光图像；
若是，则确定对应曝光图像满足被扫描对象的曝光要求；
若否，则确定对应曝光图像不满足被扫描对象的曝光要求。
在本申请的一种实施方式中，所述处理器1203还用于调用所述存储器1201存储的程序指令执行如下操作：
选择最大灰度值对应的曝光图像。
在本申请的一种实施方式中，所述处理器1203还用于调用所述存储器1201存储的程序指令执行如下操作：
判断所述球管发出的射线扫描剂量是否小于预设剂量阈值；
若是，则直接选择最大灰度值对应的曝光图像，作为所述被扫描对象的曝光图像；
若否，则执行所述根据每幅曝光图像对应的灰度值，确定对应曝光图像是否满足被扫描对象的曝光要求的步骤。
在一些实施方式中，所述处理器1203可以为中央处理器(Central ProcessingUnit，CPU)，所述存储器1201可以为随机存取存储器(Random Access Memory，RAM)类型的内部存储器，所述接收器1202可以包含普通物理接口，所述物理接口可以为以太(Ethernet)接口或异步传输模式(Asynchronous Transfer Mode，ATM)接口。所述处理器1203、接收器1202和存储器1201可以集成为一个或多个独立的电路或硬件，如：专用集成电路(Application Specific Integrated Circuit，ASIC)。
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上述实施例方法中的全部或部分步骤可借助软件加必需的通用硬件平台的方式来实现。基于这样的理解，本申请的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品可以存储在存储介质中，如ROM/RAM、磁碟、光盘等，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机，服务器，或者诸如媒体网关等网络通信设备，等等)执行本申请各个实施例或者实施例的某些部分所述的方法。
需要说明的是，本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。对于实施例公开的装置而言，由于其与实施例公开的方法相对应，所以描述的比较简单，相关之处参见方法部分说明即可。
还需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。
对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本申请。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本申请的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本申请将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。
Claims (10)
1.一种曝光图像的获取方法，其特征在于，所述方法应用于直接数字平板X线成像DR系统，所述DR系统包括球管以及至少一个平板探测器，不同平板探测器被置于不同位置，所述球管的射线投照位置与任一平板探测器为非绑定关系；所述方法包括：
控制所述球管发出X射线；
获取每个平板探测器接收X射线后输出的电信号；
根据每个平板探测器输出的电信号，分别生成一幅曝光图像；
确定每幅曝光图像中的预设区域的灰度值；
根据每幅曝光图像对应的灰度值，确定对应曝光图像是否满足被扫描对象的曝光要求；
若存在满足所述曝光要求的曝光图像，则从满足所述曝光要求的曝光图像中选择一个曝光图像作为所述被扫描对象的曝光图像。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述控制所述球管发出X射线，包括：
按照预曝光所需的扫描剂量，控制所述球管发出X射线；
相应地，所述从满足所述曝光要求的曝光图像中选择一个曝光图像作为所述被扫描对象的曝光图像，包括：
从满足所述曝光要求的曝光图像中选择一个曝光图像作为所述被扫描对象的预曝光图像。
3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：
将所述预曝光图像对应的平板探测器作为激活探测器；
根据所述预曝光图像确定正式曝光所需的扫描剂量；
按照所述正式曝光所需的扫描剂量，控制所述球管发出X射线；
获取所述激活探测器接收X射线后输出的电信号；
根据所述激活探测器输出的电信号，生成所述被扫描对象的正式曝光图像。
4.根据权利要求1至3任一项所述的方法，其特征在于，所述根据每幅曝光图像对应的灰度值，确定对应曝光图像是否满足被扫描对象的曝光要求，包括：
对于每幅曝光图像对应的灰度值，判断所述灰度值是否大于预设灰度阈值；其中，所述预设灰度阈值是根据预设图像内预设区域的各个像素灰度值的标准差和平均值、以及被扫描对象对应的权重确定的，所述预设图像为所述球管与所述平板探测器之间没有被扫描物时所述平板探测器对应的曝光图像；
若是，则确定对应曝光图像满足被扫描对象的曝光要求；
若否，则确定对应曝光图像不满足被扫描对象的曝光要求。
5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述选择一个曝光图像，包括：
选择最大灰度值对应的曝光图像。
6.根据权利要求1至3任一项所述的方法，其特征在于，所述根据每幅曝光图像对应的灰度值之前，还包括：
判断所述球管发出的射线扫描剂量是否小于预设剂量阈值；
若是，则直接选择最大灰度值对应的曝光图像，作为所述被扫描对象的曝光图像；
若否，则执行所述根据每幅曝光图像对应的灰度值，确定对应曝光图像是否满足被扫描对象的曝光要求的步骤。
7.一种曝光图像的获取装置，其特征在于，所述装置应用于直接数字平板X线成像DR系统，所述DR系统包括球管以及至少一个平板探测器，不同平板探测器被置于不同位置，所述球管的射线投照位置与任一平板探测器为非绑定关系；所述装置包括：
第一射线控制单元，用于控制所述球管发出X射线；
第一信号获取单元，用于获取每个平板探测器接收X射线后输出的电信号；
曝光图像生成单元，用于根据每个平板探测器输出的电信号，分别生成一幅曝光图像；
图像灰度确定单元，用于确定每幅曝光图像中的预设区域的灰度值；
曝光图像判定单元，用于根据每幅曝光图像对应的灰度值，确定对应曝光图像是否满足被扫描对象的曝光要求；
第一图像选择单元，用于若存在满足所述曝光要求的曝光图像，则从满足所述曝光要求的曝光图像中选择一个曝光图像作为所述被扫描对象的曝光图像。
8.根据权利要求7所述的装置，其特征在于，所述第一射线控制单元，具体用于按照预曝光所需的扫描剂量，控制所述球管发出X射线；
相应地，所述第一图像选择单元，具体用于从满足所述曝光要求的曝光图像中选择一个曝光图像作为所述被扫描对象的预曝光图像。
9.根据权利要求8所述的装置，其特征在于，所述装置还包括：
激活探测器确定单元，用于将所述预曝光图像对应的平板探测器作为激活探测器；
扫描剂量确定单元，用于根据所述预曝光图像确定正式曝光所需的扫描剂量；
第二射线控制单元，用于按照所述正式曝光所需的扫描剂量，控制所述球管发出X射线；
第二信号获取单元，用于获取所述激活探测器接收X射线后输出的电信号；
正式图像生成单元，用于根据所述激活探测器输出的电信号，生成所述被扫描对象的正式曝光图像。
10.一种曝光图像的获取装置，其特征在于，包括：处理器、存储器、系统总线；
所述处理器以及所述存储器通过所述系统总线相连；
所述存储器用于存储一个或多个程序，所述一个或多个程序包括指令，所述指令当被所述处理器执行时使所述处理器执行如权利要求1-6中任一项所述的方法。
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