CN109211946B - 校正X-ray探测器中的探测通道的方法 - Google Patents

Abstract

本申请公开了一种校正X‑ray探测器中的探测通道的方法，其包括：S1，运算放大器向比较器的第一输入端提供基准信号，控制器控制比较器的第二输入端的电压，并且计数器记录比较器在不同的电压下输出的信号的跳变次数；S2，处理器计算每个探测通道所对应的所有跳变次数当中的按顺序记录的跳变次数两两之间的差值，并且根据差值来计算探测通道的响应电压；S3，处理器根据响应电压和光信号的能量峰值来计算探测通道的校正系数，并且根据校正系数来计算探测通道校正后的响应电压。通过本申请提供的方法，可以利用X‑ray探测器的内部器件来采集探测通道输出的电信号并计算校正后的响应电压，而不需要额外的器件来采集电信号，因而降低了硬件开销和成本。

Description

校正X-ray探测器中的探测通道的方法

技术领域

本申请涉及光电探测技术领域，特别涉及一种校正X-ray探测器中的探测通道的方法。

背景技术

本部分的描述仅提供与本申请公开相关的背景信息，而不构成现有技术。

X-ray(X射线)探测器是CT成像的核心，其可以将X射线转换为能够成像的数字信号。X-ray探测器的工作过程如下：在待探测对象在传送带上移动时，放射源沿着垂直于X-ray探测器中探头的方向持续发射一束X射线，X射线经过待探测对象后被探头接收，探头将所接收的光信号转换为电信号，X-ray探测器中的信号处理器对探头所产生的电信号进行处理以成像。

在实际探测时，由于待探测对象的各部分的材质和厚度不同，所以其对应的衰减系数也不同，这使得探头中各个探测通道上所探测的光子(即，光信号)在数量和能量上出现了差异。而且，由于探头中各个探测通道对光子的响应并不完全相同，例如，对于同样的X射线，探测通道A响应的是电压幅值为400毫伏的脉冲，而探测通道B响应的是电压幅值为500毫伏的脉冲，如果用同样的电压阈值来划分通过探测通道A和B探测的光信号的能量段，则在一段时间内针对探测通道A和B的探测结果的计数就会不同，对应像素点的明暗也有所差别，这使得最后所呈现的图像的背景不均匀，出现很多明暗不同的细线，如图1所示，这影响了图像质量。因此，需要对X-ray射线探测器中的探测通道进行校正，以提高图像质量。

现有技术中，通常是利用模拟数字转换器(ADC)来采集一段时间内各个探测通道输出的闪烁脉冲的幅值大小，并根据所采集的幅值分别制作各个探测通道的幅值分段统计图，从而根据幅值分段统计值来得到各个探测通道的响应电压，如图2所示。当放射源是Am241时，该探测通道的响应电压为699.4毫伏。在得到所有探测通道的响应电压之后，可以利用放射源的能量峰值和所得到的所有响应电压来实现对各个探测通道的校正。

发明内容

在实现本申请过程中，发明人发现现有技术中至少存在如下问题：

在对X-ray探测器中的探测通道进行校正时，需要额外使用高速、高精度的ADC来采集数据，这产生了额外的硬件开销并且成本较高。

本申请实施例的目的是提供一种校正X-ray探测器中的探测通道的方法，以降低硬件开销和成本。

为实现上述目的，本申请实施例提供的一种校正X-ray探测器中的探测通道的方法是这样实现的：

一种校正X-ray探测器中的探测通道的方法，所述X-ray探测器还包括运算放大器、比较器、控制器、计数器和处理器，所述方法包括：

步骤S1，所述运算放大器向所述比较器的第一输入端提供基准信号，所述控制器控制所述比较器的第二输入端的电压，并且所述计数器记录所述比较器在不同的所述电压下输出的信号的跳变次数，其中，所述基准信号是所述运算放大器通过对所述探测通道响应于放射源发出的光信号而产生的电信号进行放大处理后得到的；

步骤S2，所述处理器计算每个所述探测通道所对应的所有所述跳变次数当中的按顺序记录的跳变次数两两之间的差值，并且根据所计算的所述差值来计算每个所述探测通道的响应电压；

步骤S3，所述处理器根据所得到的所述响应电压和所述光信号的能量峰值来计算每个所述探测通道的校正系数，并且根据所述校正系数来计算每个所述探测通道校正后的响应电压。

优选地，所述步骤S1具体包括：

步骤S11，在所述运算放大器向所述比较器的第一输入端提供所述基准信号并且所述控制器将所述比较器的第二输入端的电压设置为第一电压阈值之后，所述计数器记录预设时间段内所述比较器的输出信号的第一跳变次数；

步骤S12，在所述计数器完成所述预设时间段内的计数之后，所述控制器将所述比较器的第二输入端的电压改变预设变化量，并且所述计数器再次记录所述预设时间段内所述比较器的输出信号的第二跳变次数；

步骤S13，重复上述步骤S12，直到所述比较器的第二输入端的电压达到第N电压阈值，所述计数器记录所述预设时间段内所述比较器的输出信号的第N跳变次数。

优选地，所述步骤S11还包括：

在所述计数器记录所述第一跳变次数之前，利用所述X-ray探测器中的偏置电路来设置所述运算放大器的输出端的偏置电压。

优选地，所述步骤S12还包括：

在所述计数器记录所述预设时间段内所述比较器的输出信号的第二跳变次数之前，所述控制器重置所述计数器以使所述计数器回到初始状态。

优选地，所述第N电压阈值与所述第一电压阈值之间满足以下关系：

当所述第一电压阈值为预设电压最小值时，所述第N电压阈值为预设电压最大值，并且第N电压阈值＝第一电压阈值+(N-1)*预设变化量；

当所述第一电压阈值为预设电压最大值时，所述第N电压阈值为预设电压最小值，并且第N电压阈值＝第一电压阈值-(N-1)*预设变化量。

优选地，所述预设电压最小值等于所述探测通道输出的电信号的最小电压幅值、所述比较器的转换误差与所述运算放大器的输出端的电压之和，所述预设电压最大值等于所述探测通道输出的电信号的最大电压幅值、所述比较器的转换误差与所述运算放大器的输出端的电压之和。

优选地，所述预设变化量按照以下公式来确定：

其中，△V为预设变化量，V_max为所述探测通道输出的电信号的最大电压幅值，V_min为所述探测通道输出的电信号的最小电压幅值，N为大于1的正整数。

优选地，计算所述响应电压的过程包括：

将每个所述探测通道所对应的所有所述差值进行对比以确定出最大差值，

根据所述最大差值来计算每个所述探测通道的响应电压。

优选地，所述方法还包括：

步骤S4，所述X-ray探测器中的存储器存储所述探测通道的校正系数和/或校正后的响应电压。

优选地，所述控制器、所述计数器和所述处理器集成于同一个现场可编程门阵列FPGA上。

由以上本申请实施例提供的技术方案可见，本申请实施例通过利用X-ray探测内部的运算放大器、比较器、计数器、控制器以及处理器来处理探测通道产生的电信号以校正探测通道的响应电压，而不需要利用额外的ADC采集卡来采集探测通道产生的电信号并进行校正，这可以降低硬件开销和成本。而且，在校正的过程中，不需要消耗上位机软件的计算资源和人工控制具体进度，这可以降低资源消耗和人工成本。另外，可以同时对各个探测通道进行校正，这提高了工作效率。

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，下面描述中的附图仅仅是本申请中记载的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是现有技术中的X-ray探测器成像的背景的示意图；

图2是某个探测通道所输出的闪烁脉冲的电压幅值统计结果直方图；

图3是本申请实施例中的X-ray探测器的结构示意图；

图4是本申请实施例提供的校正X-ray探测器中的探测通道的方法的流程示意图。

具体实施方式

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，所描述的实施例仅仅是用于解释说明本申请的一部分实施例，而不是全部的实施例，并不希望限制本申请的范围或权利要求书。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的前提下所获得的所有其它实施例，都应当属于本申请保护的范围。

需要说明的是，当元件被称为“设置在”另一个元件上，它可以直接设置在另一个元件上或者也可以存在居中的元件。当元件被称为“连接/联接”至另一个元件，它可以是直接连接/联接至另一个元件或者可能同时存在居中元件。本文所使用的术语“连接/联接”可以包括电气和/或机械物理连接/联接。本文所使用的术语“包括/包含”指特征、步骤或元件的存在，但并不排除一个或更多个其它特征、步骤或元件的存在或添加。本文所使用的术语“和/或”包括一个或多个相关所列项目的任意的和所有的组合。

除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本申请的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中所使用的术语只是为了描述具体实施例的目的，而并不是旨在限制本申请。

另外，在本申请的描述中，术语“第一”、“第二”等仅用于描述目的和区别类似的对象，两者之间并不存在先后顺序，也不能理解为指示或暗示相对重要性。此外，在本申请的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。

下面结合附图对本申请实施例所提供的校正X-ray探测器中的探测通道的方法进行详细说明。

图3示出了本申请实施例中的X-ray探测器的结构示意图。该X-ray探测器可以包括探头110、运算放大器120、比较器130、控制器140、计数器150和处理器160。其中：

探头110可以包括多个探测通道，例如，探测通道1、探测通道2、…探测通道n等，n为正整数)，每一个探测通道均可以由一个闪烁晶体和一个硅光电倍增管构成。探头110可以用于探测放射源发出的光信号并且响应于光信号而产生对应的电信号。所述光信号可以包括连续光信号、离散光脉冲信号以及单光子信号等，例如，高能伽马光子；所述电信号可以包括电脉冲信号、连续电信号等，但不限于此。

运算放大器120的同相输入端可以与对应的探测通道连接，其反相输入端与外围电路连接，其输出端与比较器130的第一输入端(即，P端)连接。运算放大器120可以用于对探测通道所输出的电信号进行放大处理，并将放大后的信号作为基准信号提供给比较器130。

比较器130可以将运算放大器120输出的基准信号的幅值(即，第一输入端的电压)与控制器130所控制的第二输入端的电压进行对比，根据对比结果来输出信号。当第一输入端的电压大于第二输入端的电压时，其输出1，当第一输入端的电压小于第二输入端的电压时，其输出0。

比较器130可以是指利用现场可编程门阵列(FPGA)芯片的差分IO端口(例如，低电压差分信号(LVDS)端口和短截线串联端接逻辑(SSTL)端口)实现的电压比较器，也可以包括专用的电压比较器(例如，LM339和LM393等)，也还可以是其它比较器。

控制器140可以根据所接收的控制指令来控制比较器130的第二输入端的电压，使其电压按照预设变化量来改变。所述控制指令可以是定时或者人工触发而从外部预先或实时接收的。控制器140还可以重置计数器150，使其回到初始状态。

计数器150可以是多位计数器，例如，4位计数器或8位计数器等，其可以与比较器140的输出端连接，以记录比较器140在不同的电压下输出的信号的跳变次数。在比较器140输出信号之后，计数器150可以从初始状态(例如，0或其它数值)开始向上计数，直到达到其计数上限或被控制器140重置；也可以从初始状态(例如，计数器150的计数上限)向下计数，直到达到其计数下限或被控制器140重置。跳变次数可以是指比较器140的输出信号从0跳变到1或者从1跳变到0的变化次数。

针对每个探测通道，处理器160可以计算计数器150所记录的所有跳变次数中按顺序记录的跳变次数两两之间的差值，并且可以根据所计算的差值来计算该探测通道的响应电压，然后可以根据所计算的响应电压和放射源发出的光信号的能量峰值来计算该探测通道的校正系数，并且可以利用该校正系数来计算探测通道校正后的响应电压，从而实现对探测通道的校正。

控制器140、计数器150和处理器160可以集成于该X-ray探测器中的同一个FPGA芯片内，也可以独立地设置在该X-ray探测器中。运算放大器120、比较器130和计数器150的数量可以与探测通道的数量一一对应。

在本申请的另一实施例中，该X-ray探测器还可以包括偏置电路125，其可以与运算放大器120的输出端连接，以设置运算放大器120的偏置电压。该偏置电压可以高于比较器130所存在的最小转换误差的绝对值。

在本申请的另一实施例中，该X-ray探测器还可以包括数字模拟转换器(DAC)170，其可以与比较器130的第二输入端和控制器140连接，其可以将所输入的数字信号转换为模拟信号并将转换后的模拟信号发送给比较器130。控制器140可以通过控制DAC 170的输出电压来控制比较器130的第二输入端的电压。

在本申请的另一实施例中，该X-ray探测器还可以包括存储器180，其可以设置在探头110内，以存储每个探测通道的校正系数和/或校正后的响应电压。而且，当计数器150不具备存储功能时，存储器180还可以用于存储计数器150所记录的数据。存储器180可以是非易失性存储器，例如，只读存储器(ROM)和闪存。

图4示出了本申请实施例中的一种校正上述X-ray探测器中的探测通道的方法的流程示意图。该方法可以包括以下步骤：

步骤S1，运算放大器向比较器的第一输入端提供基准信号，控制器控制比较器的第二输入端的电压，并且计数器记录比较器在不同电压下输出的信号的跳变次数。

在对探测通道的响应电压进行校正时，可以利用运算放大器向比较器的第一输入端提供基准信号，该基准信号是运算放大器对探测通道输出的电信号放大处理后所得到的信号，并且可以利用控制器控制比较器的第二输入端的电压，然后可以利用计数器记录比较器在不同的电压下所输出信号的跳变次数。具体地，该步骤可以包括以下子步骤：

步骤S11，在运算放大器向比较器的第一输入端提供基准信号并且控制器将比较器的第二输入端的电压设置为第一电压阈值之后，计数器记录预设时间段内比较器的输出信号的第一跳变次数。

在每个探测通道探测到放射源发出的光信号之后，其会将光信号转换为电信号，并将转换后的电信号发送给对应的运算放大器，运算放大器可以对所接收的电信号进行放大处理，并将放大后的信号作为基准信号发送给对应的比较器的第一输入端，而且控制器可以根据预先或实时接收的控制指令将各个比较器的第二输入端的电压设置为第一电压阈值。然后，各个比较器可以将在第一输入端输入的基准信号的电压幅值(即，第一输入端的电压)与第二输入端的第一电压阈值进行对比，当第一输入端的电压大于第二输入端的第一电压阈值时，该比较器可以输出1，而当第一输入端的电压小于第二输入端的第一电压阈值时，该比较器可以输出0。在各个比较器输出信号之后，各个计数器可以记录预设时间段(例如，0.5ms～1ms等)内对应比较器的输出信号的第一跳变次数，例如，可以记为Num(m,1)，其中，m可以表示探测通道的编号。第一跳变次数可以是指比较器的输出信号从0到1或从1到0的变化次数。

在本申请的另一实施例中，在计数器记录第一跳变次数之前，可以利用偏置电路来设置运算放大器的输出端的偏置电压，以确保各个比较器的第一输入端的电压大于其第二输入端的电压。

第一电压阈值可以是利用现有技术中的方法预先统计的或者根据经验确定的预设电压最小值或者预设电压最大值。所述预设电压最小值可以等于探测通道输出的电信号的最小电压幅值、比较器的转换误差与运算放大器的输出端的电压之和；所述预设电压最大值可以等于探测通道输出的电信号的最大电压幅值、比较器的转换误差与运算放大器的输出端的电压之和。所述转换误差可以是指比较器的输出信号从0跳变到1或从1跳变到10时其N端电压与其P端电压之间相差的特定电压值，其值可以通过测量和/或计算的方式来确定。

需要说明的是，本步骤中并不限定运算放大器向比较器的第一输入端发送基准信号与控制器设置比较器的第二输入端的电压之间的执行顺序，二者可以按顺序执行，也可以同时执行。

步骤S12，在计数器完成预设时间段内的计数之后，控制器将比较器的第二输入端的电压改变预设变化量，并且计数器再次记录预设时间段内比较器的输出信号的第二跳变次数。

在各个计数器完成预设时间段内的计数之后，控制器可以将各个比较器的第二输入端的电压增大或减小预设变化量。然后，各个比较器可以再次对第一输入端与第二输入端之间的电压进行对比，根据对比结果来输出对应的信号，即当第一输入端的电压大于第二输入端的电压时，输出1，而当第一输入端的电压小于第二输入端的电压时，输出0。在各个比较器输出信号之后，各个计数器可以再次记录预设时间段内对应比较器的输出信号的第二跳变次数，例如，可以记为Num(m,2)。第二跳变次数可以等于计数器的当前计数与第一跳变次数之差。

在本申请的另一实施例中，在各个计数器开始计数之前，控制器可以重置各个计数器，使其回到初始状态。此时，第二跳变次数即为计数器的当前计数。

步骤S13，重复上述步骤S12，直到比较器的第二输入端的电压达到第N电压阈值，计数器记录预设时间段内比较器的输出信号的第N跳变次数。

在各个计数器记录对应比较器的输出信号的第二次跳变次数之后，可以重复上述步骤S12，直到各个比较器的第二输入端的电压达到第N电压阈值。此时，各个计数器可以再次记录预设时间段内对应比较器的输出信号的第N跳变次数，并将其记为Num(m,N)。第N跳变次数可以等于计数器的当前计数与第N-1跳变次数之差。

在本步骤中，在各个计数器开始计数之前，控制器可以重置各个计数器，使其回到初始状态。此时，第N跳变次数即为计数器的当前计数。

其中，第N电压阈值与第一电压阈值之间满足以下关系：

当第一电压阈值为预设电压最小值时，第N电压阈值为预设电压最大值，并且第N电压阈值＝第一电压阈值+(N-1)*预设变化量；

当第一电压阈值为预设电压最大值时，第N电压阈值为预设电压最小值，并且第N电压阈值＝第一电压阈值-(N-1)*预设变化量。

其中，预设变化量可以按照以下公式来确定：

其中，△V为预设变化量，V_max为探测通道输出的电信号的最大电压幅值，V_min为探测通道输出的电信号的最小电压幅值，N为大于1的正整数，其具体数值可以根据经验或理论计算来确定。

S2，处理器计算每个探测通道所对应的所有跳变次数当中的按顺序记录的跳变次数两两之间的差值，并且根据所计算的差值来计算每个探测通道的响应电压。

在计数器记录每个探测通道所对应的比较器在第一电压阈值至第N电压阈值之间的所有跳变次数之后，处理器可以计算每个探测通道所对应的所有跳变次数当中的按顺序记录的跳变次数两两之间的差值，并且根据所计算的差值来计算每个探测通道的响应电压。具体地，

针对每个探测通道，处理器可以计算第二跳变次数与第一跳变次数之间的差值、第三跳变次数与第二跳变次数之间的差值……第N跳变次数与第N-1跳变次数之间的差值。例如，上述差值可以用公式表示如下：

P(m,1)＝Num(m,2)-Num(m,1)；

P(m,2)＝Num(m,3)-Num(m,2)；

P(m,N-1)＝Num(m,N)-Num(m,N-1)

其中，P(m,:)表示第m探测通道所对应的两个跳变次数之间的差值。

在计算出所有跳变次数之间的差值之后，处理器可以对所有差值进行对比以确定出最大差值，然后可以根据所确定的最大差值来计算响应电压。例如，对于第i探测通道和第j探测通道，如果P(i,K)和P(j,L)为最大值，则这两个探测通道的响应电压分别为：Vmin+(K-1)*△V和Vmin+(L-1)*△V，或者分别为：Vmax-(K-1)*△V和Vmax-(L-1)*△V其中，i和j为1～m之间的正整数，K和L为1～N-1之间的正整数，Vmin和Vmax分别为探测通道输出的电信号的最小电压幅值和最大电压幅值。上述公式与第一阈值电压和第N阈值电压之间的关系对应。

步骤S3，处理器根据所得到的响应电压和光信号的能量峰值来计算每个探测通道的校正系数，并且根据校正系数来计算每个探测通道校正后的响应电压。

在计算出每个探测通道的响应电压之后，处理器可以根据所得到的响应电压和光信号的能量峰值来计算每个探测通道的校正系数，并且可以利用该校正系数来校正探测通道。具体地，

处理器可以将每个探测通道的响应电压都除以放射源发出的光信号的能量峰值(例如，放射源Am241的能量峰值为59.5kev)，所得到的结果即为该探测通道的校正系数。所述能量峰值可以是预先测量或根据现有资料的统计结果得到的。

在计算出校正系数之后，可以利用校正系数来计算每个探测通道校正后的响应电压，以实现对探测通道的校正。例如，可以将校正系数乘以预先针对每个探测通道划分的能量值(例如，15或20keV)，所得到的计算结果即为该探测通道校正后的响应电压。关于探测通道的能量划分可以参照现有技术中的方法，在此不再赘叙。

由于对探测通道的响应电压进行了校正，从而可以使得在探测到X射线时每个探测通道针对光信号的计数相同，因而可以使得最后所呈现的图像的亮度均匀，而不会出现明暗交错的细线的现象。

需要说明的是，在上述步骤中，针对在控制器与比较器之间设置有数字模拟转换器(DAC)的情形，控制器可以通过控制DAC的输出电压来改变比较器的第二输入端的电压。而且，DAC的输出电压范围在预设电压最小值与预设电压最大值之间。

在本申请的另一实施例中，该方法还可以包括：

步骤S4，存储器存储探测通道的校正系数和/或校正后的响应电压。

在确定出每个探测通道的校正系数之后，设置在探头或其它位置上的存储器可以存储所得到的每个探测通道的校正系数，并且在计算出每个探测通道校正后的响应电压之后，存储器也可以存储所得到的每个探测通道校正后的响应电压，以便于在下次探测时，可以直接利用校正后的响应电压来进行光子计数。

通过上述描述可以看出，本申请实施例通过利用X-ray探测内部的运算放大器、比较器以及集成于FPGA芯片上的计数器、控制器和处理器来处理探测通道所产生的电信号以校正探测通道的响应电压，而不需要利用额外的ADC采集卡来采集探测通道产生的电信号并进行校正，这可以降低硬件开销和成本。而且，在校正的过程中，不需要消耗上位机软件的计算资源和人工控制具体进度，这可以降低资源消耗和人工成本。另外，可以同时对各个探测通道进行校正，这提高了工作效率。

上述实施例阐明的装置、单元、模块、器件等，具体可以由计算机芯片、半导体芯片和/或实体实现，或者由具有某种功能的产品来实现。为了描述的方便，描述以上装置时以功能分为各种器件分别描述。当然，在实施本申请时可以把各器件的功能在同一个或多个计算机芯片或半导体芯片中实现。

虽然本申请提供了如上述实施例或流程图所述的方法操作步骤，但基于常规或者无需创造性的劳动在所述方法中可以包括更多或者更少的操作步骤。在逻辑性上不存在必要因果关系的步骤中，这些步骤的执行顺序不限于本申请实施例提供的执行顺序。

本说明书中的各个实施例均采用递进的方式描述，各个实施例之间相同相似的部分互相参见即可，每个实施例重点说明的都是与其它实施例的不同之处。

上述实施例是为便于该技术领域的普通技术人员能够理解和使用本申请而描述的。熟悉本领域技术的人员显然可以容易地对这些实施例做出各种修改，并把在此说明的一般原理应用到其它实施例中而不必经过创造性的劳动。因此，本申请不限于上述实施例，本领域技术人员根据本申请的揭示，不脱离本申请范畴所做出的改进和修改都应该在本申请的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种校正X-ray探测器中的探测通道的方法，所述X-ray探测器还包括运算放大器、比较器、控制器、计数器和处理器，其特征在于，所述方法包括：

步骤S1，所述运算放大器向所述比较器的第一输入端提供基准信号，所述控制器控制所述比较器的第二输入端的电压，并且所述计数器记录所述比较器在不同的所述电压下输出的信号的跳变次数，其中，所述基准信号是所述运算放大器通过对所述探测通道响应于放射源发出的光信号而产生的电信号进行放大处理后得到的，并且所述电压按照预设变化量进行改变；

步骤S2，所述处理器计算每个所述探测通道所对应的所有所述跳变次数当中的按顺序记录的跳变次数两两之间的差值，并且根据所有所述差值中的最大差值以及下述公式来计算每个所述探测通道的响应电压：Vmin+(K-1)*ΔV或Vmax-(K-1)*ΔV，其中，Vmin和Vmax分别为所述探测通道输出的电信号的最小电压幅值和最大电压幅值，ΔV为所述预设变化量，K为所述最大差值所对应的电压改变次数；

步骤S3，所述处理器根据所得到的所述响应电压和所述光信号的能量峰值来计算每个所述探测通道的校正系数，并且根据所述校正系数来计算每个所述探测通道校正后的响应电压。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤S1具体包括：

步骤S11，在所述运算放大器向所述比较器的第一输入端提供所述基准信号并且所述控制器将所述比较器的第二输入端的电压设置为第一电压阈值之后，所述计数器记录预设时间段内所述比较器的输出信号的第一跳变次数；

步骤S12，在所述计数器完成所述预设时间段内的计数之后，所述控制器将所述比较器的第二输入端的电压改变所述预设变化量，并且所述计数器再次记录所述预设时间段内所述比较器的输出信号的第二跳变次数；

步骤S13，重复上述步骤S12，直到所述比较器的第二输入端的电压达到第N电压阈值，所述计数器记录所述预设时间段内所述比较器的输出信号的第N跳变次数。

3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述步骤S11还包括：

在所述计数器记录所述第一跳变次数之前，利用所述X-ray探测器中的偏置电路来设置所述运算放大器的输出端的偏置电压。

4.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述步骤S12还包括：

在所述计数器记录所述预设时间段内所述比较器的输出信号的第二跳变次数之前，所述控制器重置所述计数器以使所述计数器回到初始状态。

5.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述第N电压阈值与所述第一电压阈值之间满足以下关系：

当所述第一电压阈值为预设电压最小值时，所述第N电压阈值为预设电压最大值，并且第N电压阈值＝第一电压阈值+(N-1)*预设变化量；

当所述第一电压阈值为预设电压最大值时，所述第N电压阈值为预设电压最小值，并且第N电压阈值＝第一电压阈值-(N-1)*预设变化量。

6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述预设电压最小值等于所述探测通道输出的电信号的最小电压幅值、所述比较器的转换误差与所述运算放大器的输出端的电压之和，所述预设电压最大值等于所述探测通道输出的电信号的最大电压幅值、所述比较器的转换误差与所述运算放大器的输出端的电压之和。

7.根据权利要求5或6所述的方法，其特征在于，所述预设变化量按照以下公式来确定：

其中，ΔV为预设变化量，V_max为所述探测通道输出的电信号的最大电压幅值，V_min为所述探测通道输出的电信号的最小电压幅值，N为大于1的正整数。

8.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：

步骤S4，所述X-ray探测器中的存储器存储所述探测通道的校正系数和/或校正后的响应电压。

9.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述控制器、所述计数器和所述处理器集成于同一个现场可编程门阵列FPGA上。

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