CN112053312A - 一种多层x射线探测器图像校准方法及终端 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种多层X射线探测器图像校准方法及终端，获取增益校正图像，根据增益校正图像生成增益校正表；获取待测量物体的多能图像，多能图像为X射线通过所述待测物体及多层平板结构的X射线探测器之后所生成的不同能量的X射线所分别得到的图像；根据所述增益校正表，对所述多能图像进行多点增益校正，得到多能校正图像；对多能校正图像进行配准，使得所述多能校正图像中的待测物体的图像重合；本发明相对于之前针对整张增益校正图像对获取的多能图像进行校正，根据增益校正表进行多点校正能够得到质量更高的图像，配准能够进一步消除多层平板结构的X射线探测器在安装过程中造成的机械误差，避免图像出现伪影，实现图像质量的提升。

Description

一种多层X射线探测器图像校准方法及终端

技术领域

本发明涉及图像处理领域，尤其涉及一种多层X射线探测器图像校准方法及终端。

背景技术

多能X射线探测技术即至少采集2幅图像，分别为高能图像、低能图像，通过相应双能减影技术实现满足特定目标的检测；该技术广泛应用于医疗、无损检测等领域，可实现胸片骨肉分离、骨密度检测、金属检测等功能。

而传统的多能X射线探测技术一般由单个X射线球管和单个探测器的结构进行，在具体应用场景中，令球管分次发射不同kV(如高、中、低kV)的射线，使用单个探测器分别采集不同kV下的图像，得到多能图像，针对所采集的图像可通过双能减影等技术实现特定功能；但此种方法所获取的多能图像是多次曝光形成，并非同时曝光，故在拍摄运动物体时(如胸片)，多能图像会存在运动差异，在进行双能减影后会出现运动伪影的现象，并且多次曝光也使待检测的物体或人所接收的X射线剂量增加。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是：提供一种多层X射线探测器图像校准方法及终端，通过对多能图像的预处理提升图像质量，方便后续的图像分析。

为了解决上述技术问题，本发明采用的一种技术方案为：

一种多层X射线探测器图像校准方法，包括步骤：

S1、获取增益校正图像，根据所述增益校正图像生成增益校正表，所述增益校正图像为所述多层平板结构的X射线探测器在X射线开启的情况下获取的空气图；

S2、获取待测量物体的多能图像，所述多能图像为X射线通过所述待测物体及多层平板结构的X射线探测器之后所生成的不同能量的X射线所分别得到的图像；

S3、根据所述增益校正表，对所述多能图像进行多点增益校正，得到多能校正图像；

S4、对所述多能校正图像进行配准，使得所述多能校正图像中的待测物体的图像重合。

为了解决上述技术问题，本发明采用的另一种技术方案为：

一种多层X射线探测器图像校准终端，包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在所述处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时实现以下步骤：

S1、获取增益校正图像，根据所述增益校正图像生成增益校正表，所述增益校正图像为所述多层平板结构的X射线探测器在X射线开启的情况下获取的空气图；

S2、获取待测量物体的多能图像，所述多能图像为X射线通过所述待测物体及多层平板结构的X射线探测器之后所生成的不同能量的X射线所分别得到的图像；

S3、根据所述增益校正表，对所述多能图像进行多点增益校正，得到多能校正图像；

S4、对所述多能校正图像进行配准，使得所述多能校正图像中的待测物体的图像重合。

本发明的有益效果在于：根据增益校正图像生增益校正表，通过多层平板结构的X射线探测器，能够一次曝光获取多种能量的X射线对应的增益校正表，并且进行多点校正得到多能校正图像，对多能校正图像进行配准，使其中待测物体的图像重合，相对于之前针对整张增益校正图像对获取的多能图像进行校正，根据增益校正表进行多点校正能够得到质量更高的图像，配准能够进一步消除多层平板结构的X射线探测器在安装过程中造成的机械误差，避免图像出现伪影，实现图像质量的提升。

附图说明

图1为本发明实施例的一种多层X射线探测器图像校准方法的步骤流程图；

图2为本发明实施例的一种多层X射线探测器图像校准终端的结构示意图；

图3为本发明实施例的一种多层X射线探测器；

图4为本发明实施例的图像截取示意图；

图5为本发明实施例的配准前后图像融合效果示意图；

标号说明：

1、X射线球管；2、多层X射线探测器；2-1、上层探测器；2-2、滤过层；2-3、下层探测器；3、待测物体；4、一种多层X射线探测器图像校准终端；5、处理器；6、存储器。

具体实施方式

为详细说明本发明的技术内容、所实现目的及效果，以下结合实施方式并配合附图予以说明。

请参照图1，一种多层X射线探测器图像校准方法，包括步骤：

S1、获取增益校正图像根据所述增益校正图像生成增益校正表，所述增益校正图像为所述多层平板结构的X射线探测器在X射线开启的情况下获取的空气图；

S2、获取待测量物体的多能图像，所述多能图像为X射线通过所述待测物体及多层平板结构的X射线探测器之后所生成的不同能量的X射线所分别得到的图像；

S3、根据所述增益校正表，对所述多能图像进行多点增益校正，得到多能校正图像；

S4、对所述多能校正图像进行配准，使得所述多能校正图像中的待测物体的图像重合。

从上述描述可知，本发明的有益效果在于：根据增益校正图像生增益校正表，通过多层平板结构的X射线探测器，能够一次曝光获取多种能量的X射线对应的增益校正表，并且进行多点校正得到多能校正图像，对多能校正图像进行配准，使其中待测物体的图像重合，相对于之前针对整张增益校正图像对获取的多能图像进行校正，根据增益校正表进行多点校正能够得到质量更高的图像，配准能够进一步消除多层平板结构的X射线探测器在安装过程中造成的机械误差，避免图像出现伪影，实现图像质量的提升。

进一步的，所述S1具体为：

确定使多能图像中某一能量的X射线所得到的图像的灰度值位于第一预设区间或第二预设区间内的X射线的第一剂量；

以所述第一剂量的X射线拍摄空气图，获取多张多能图像中某一能量的X射线所得到的第一图像，对多张所述第一图像进行加权平均，得到第一预设区间对应的第一增益校正表及第二预设区间对应的第二增益校正表。

由上述描述可知，以使多能图像中某一能量X射线所得到的图像的灰度值处于预设范围内的X射线的剂量作为标准拍摄多张第一图像，获取不同预设范围对应的增益校正表，提高了增益校正的精度。

进一步的，所述S1中每种能量的X射线所得到的图像至少对应两张灰度值范围不同的所述增益校正表；

所述S3具体为：

根据所述增益校正表，对所述多能图像进行多点增益校正，得到多能校正图像，对所述多能图像中每一个点的增益校正具体为：

计算增益系数：

其中，m为所述增益校正表灰度值的均值，m₊表示灰度值较高的增益校正表的均值，m-表示灰度值较低的增益校正表的均值；S为所述多能图像上一像素点的灰度值，(u，v)表示所述多能校正图像上一像素点；判断所述S是否位于两张所述增益校正表之间，若是，则S_{_}＝gain_l_(x,y)，S₊＝gain_l₊(x,y)，其中，gain_l₊表示灰度值较高的增益校正表，gain_l_-表示灰度值较低的增益校正表，(x,y)表示所述多能图像上一像素点；

所述多能图像中每个像素点点乘其对应的增益系数，得到所述多能校正图像。

由上述描述可知，对多能图像中的每一个点计算增益系数，进行多点增益校正，大幅提升了最终所得图像的质量，便于后续对图像进行融合、减影等操作。

进一步的，所述S4具体为：

获取分辨率卡的多能分辨率卡图像，裁剪所述多能分辨率卡图像中同一位置图像，得到裁剪图像；

对两张所述裁剪图像f_l及f_h进行傅里叶变换，分别得到F_l及F_h，并计算两张所述裁剪图像之间的互功率谱

其中，F_h ^*表示F_h的复共轭，(u，v)表示一像素点；

对所述互功率谱进行二维傅里叶变换，得到第二图像，以所述第二图像的中心划分第一象限、第二象限、第三象限及第四象限，将所述第一象限与所述第三象限互换位置，所述第二象限与所述第四象限互换位置，得到冲激响应中心；

设定阈值，根据所述预制及所述冲激响应中心，得到多个冲激响应及所述冲激响应与所述冲激响应中心的坐标差，计算所述冲激响应的区域相关系数：

其中，A_l及A_h为根据所述坐标差分别在f_l及f_h中截取的第三图像，m为所述第三图像的长，n为所述第三图像的宽；

得到所述区域相关系数最大的偏移冲激响应，根据所述偏移冲击响应的所述坐标差对所述多能校正图像进行配准。

由上述描述可知，通过分辨率卡标识拍摄图像的位置，便于标记图像中的相对位移，设置区域相关系数在多个冲激响应中心中进行排除，保证了最终确定的偏移量与实际值相近，从而实现精准的图像配准。

进一步的，所述S4之后，还包括：

对配准之后的所述多能校正图像进行融合及减影。

由上述描述可知，在将图像进行校正和配准之后，再进行融合及减影操作，使融合和减影之后的图像拥有更佳的质量。

请参照图2，一种多层X射线探测器图像校准终端，包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在所述处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时实现以下步骤：

S1、获取增益校正图像，根据所述增益校正图像生成增益校正表，所述增益校正图像为所述多层平板结构的X射线探测器在X射线开启的情况下获取的空气图；

S2、获取待测量物体的多能图像，所述多能图像为X射线通过所述待测物体及多层平板结构的X射线探测器之后所生成的不同能量的X射线所分别得到的图像；

S3、根据所述增益校正表，对所述多能图像进行多点增益校正，得到多能校正图像；

S4、对所述多能校正图像进行配准，使得所述多能校正图像中的待测物体的图像重合。

本发明的有益效果在于：根据增益校正图像生增益校正表，通过多层平板结构的X射线探测器，能够一次曝光获取多种能量的X射线对应的增益校正表，并且进行多点校正得到多能校正图像，对多能校正图像进行配准，使其中待测物体的图像重合，相对于之前针对整张增益校正图像对获取的多能图像进行校正，根据增益校正表进行多点校正能够得到质量更高的图像，配准能够进一步消除多层平板结构的X射线探测器在安装过程中造成的机械误差，避免图像出现伪影，实现图像质量的提升。

进一步的，所述S1具体为：

确定使多能图像中某一能量的X射线所得到的图像的灰度值位于第一预设区间或第二预设区间内的X射线的第一剂量；

以所述第一剂量的X射线拍摄空气图，获取多张多能图像中某一能量的X射线所得到的第一图像，对多张所述第一图像进行加权平均，得到第一预设区间对应的第一增益校正表及第二预设区间对应的第二增益校正表。

由上述描述可知，以使多能图像中某一能量X射线所得到的图像的灰度值处于预设范围内的X射线的剂量作为标准拍摄多张第一图像，获取不同预设范围对应的增益校正表，提高了增益校正的精度。

进一步的，所述S1中每种能量的X射线所得到的图像至少对应两张灰度值范围不同的所述增益校正表；

所述S3具体为：

根据所述增益校正表，对所述多能图像进行多点增益校正，得到多能校正图像，对所述多能图像中每一个点的增益校正具体为：

计算增益系数：

其中，m为所述增益校正表灰度值的均值，m₊表示灰度值较高的增益校正表的均值，m_-表示灰度值较低的增益校正表的均值；S为所述多能图像上一像素点的灰度值，(u，v)表示所述多能校正图像上一像素点；判断所述S是否位于两张所述增益校正表之间，若是，则S_{_}＝gain_l_(x,y)，S₊＝gain_l₊(x,y)，其中，gain_l₊表示灰度值较高的增益校正表，gain_l_-表示灰度值较低的增益校正表，(x,y)表示所述多能图像上一像素点；

所述多能图像中每个像素点点乘其对应的增益系数，得到所述多能校正图像。

由上述描述可知，对多能图像中的每一个点计算增益系数，进行多点增益校正，大幅提升了最终所得图像的质量，便于后续对图像进行融合、减影等操作。

进一步的，所述S4具体为：

获取分辨率卡的多能分辨率卡图像，裁剪所述多能分辨率卡图像中同一位置图像，得到裁剪图像；

对两张所述裁剪图像f_l及f_h进行傅里叶变换，分别得到F_l及F_h，并计算两张所述裁剪图像之间的互功率谱

其中，F_h ^*表示F_h的复共轭，(u，v)表示一像素点；

对所述互功率谱进行二维傅里叶变换，得到第二图像，以所述第二图像的中心划分第一象限、第二象限、第三象限及第四象限，将所述第一象限与所述第三象限互换位置，所述第二象限与所述第四象限互换位置，得到冲激响应中心；

设定阈值，根据所述预制及所述冲激响应中心，得到多个冲激响应及所述冲激响应与所述冲激响应中心的坐标差，计算所述冲激响应的区域相关系数：

其中，A_l及A_h为根据所述坐标差分别在f_l及f_h中截取的第三图像，m为所述第三图像的长，n为所述第三图像的宽；

得到所述区域相关系数最大的偏移冲激响应，根据所述偏移冲击响应的所述坐标差对所述多能校正图像进行配准。

由上述描述可知，通过分辨率卡标识拍摄图像的位置，便于标记图像中的相对位移，设置区域相关系数在多个冲激响应中心中进行排除，保证了最终确定的偏移量与实际值相近，从而实现精准的图像配准。

进一步的，所述S4之后，还包括：

对配准之后的所述多能校正图像进行融合及减影。

由上述描述可知，在将图像进行校正和配准之后，再进行融合及减影操作，使融合和减影之后的图像拥有更佳的质量。

请参照图1，本发明的实施例一为：

一种多层X射线探测器图像校准方法，本说明书各实施例中均可使用图3所示的一种多层X射线探测器，可设置其发射的X射线的kV值，另X射线球管1发出相应kV值的X射线，X射线穿过待测物体3之后到达多层X射线探测器2，多层X射线探测器2通过上层(低能)探测器2-1中的闪烁体将X射线转为可见光，再通过光电转换，搜集电子得到低能图像；残余X射线穿过滤过层2-2后转变为高能X射线，通过下层(高能)探测器2-3，得到高能图像，还可在多层X射线探测器2中下层探测器2-3的下方继续添加类似2-2的滤过层及2-3的探测器，通过改变滤过层的组成实现产生不同能量的X射线，从而实现多能图像的获取，具体包括：

S1、获取增益校正图像，根据所述增益校正图像生成增益校正表，所述增益校正图像为所述多层平板结构的X射线探测器在X射线开启的情况下获取的空气图；

具体为：

确定使多能图像中某一能量的X射线所得到的图像的灰度值位于第一预设区间或第二预设区间内的X射线的第一剂量；

以所述第一剂量的X射线拍摄空气图，获取多张多能图像中某一能量的X射线所得到的第一图像，对多张所述第一图像进行加权平均，得到第一预设区间对应的第一增益校正表及第二预设区间对应的第二增益校正表；

每种能量的X射线所得到的图像至少对应两张灰度值范围不同的所述增益校正表；

S1之前，还包括：

获取偏移校正图像，根据所述偏移校正图像生成偏移校正表；

获取偏移校正图像具体为：关闭X射线，通过多层平板结构的X射线探测器获取多张暗图；

暗图为无输入信号时，X射线探测器所获取的自身电路信号；

将所述多张暗图进行加权平均，得到各个能量的X射线所对应的偏移校正表；

S2、获取待测量物体的多能图像，所述多能图像为X射线通过所述待测物体及多层平板结构的X射线探测器之后所生成的不同能量的X射线所分别得到的图像；

S3、根据所述增益校正表，对所述多能图像进行多点增益校正，得到多能校正图像；

具体为：

根据所述增益校正表，对所述多能图像进行多点增益校正，得到多能校正图像，对所述多能图像中每一个点的增益校正具体为：

计算增益系数，用于补偿因X射线源特性带来的图像灰度不均匀：

其中，m为所述增益校正表灰度值的均值，m₊表示灰度值较高的增益校正表的均值，m_-表示灰度值较低的增益校正表的均值；S为所述多能图像上一像素点的灰度值，(u，v)表示所述多能校正图像上一像素点；判断所述S是否位于两张所述增益校正表之间，若是，则S_{_}＝gain_l_{_}(x,y)，S₊＝gain_l₊(x,y)，其中，gain_l₊表示灰度值较高的增益校正表，gain_l_-表示灰度值较低的增益校正表，(x,y)表示所述多能图像上一像素点；

所述多能图像中每个像素点点乘其对应的增益系数，得到所述多能校正图像；

S4、对所述多能校正图像进行配准，使得所述多能校正图像中的待测物体的图像重合。

本发明的实施例二为：

一种多层X射线探测器图像校准方法，其与实施例一的不同之处在于：

所述S4具体为：

获取分辨率卡的多能分辨率卡图像，裁剪所述多能分辨率卡图像中同一位置图像，得到裁剪图像；

对两张所述裁剪图像f_l及f_h进行傅里叶变换，分别得到F_l及F_h，并计算两张所述裁剪图像之间的互功率谱

其中，F_h ^*表示F_h的复共轭，(u，v)表示一像素点；

对所述互功率谱进行二维傅里叶变换，得到第二图像，以所述第二图像的中心划分第一象限、第二象限、第三象限及第四象限，将所述第一象限与所述第三象限互换位置，所述第二象限与所述第四象限互换位置，得到冲激响应中心；

设定阈值，根据所述预制及所述冲激响应中心，得到多个冲激响应及所述冲激响应与所述冲激响应中心的坐标差，计算所述冲激响应的区域相关系数：

其中，A_l及A_h为根据所述坐标差分别在f_l及f_h中截取的第三图像，m为所述第三图像的长，n为所述第三图像的宽；

得到所述区域相关系数最大的偏移冲激响应，根据所述偏移冲击响应的所述坐标差对所述多能校正图像进行配准；

所述S4之后，还包括：

对配准之后的所述多能校正图像进行融合及减影。

请参照图3至图5，本发明的实施例三为：

以双能图像和三能图像为例，说明上述的一种多层X射线探测器图像校准方法：

若多能图像为双能图像，包括低能图像及高能图像：

S1、获取偏移校正表，具体为：

获取偏移校正图像，根据所述偏移校正图像生成偏移校正表；

获取偏移校正图像具体为：关闭X射线，通过双层平板结构的低能X射线探测器和高能X射线探测器分别获取多张低能暗图及多张高能暗图；

将多张低能暗图进行加权平均，得到低能探测器偏移校正表offset_l，将多张高能暗图进行加权平均，得到高能探测器偏移校正表offset_h；

S2、获取增益校正表，具体为：

对获取的图像进行偏移校正后，计算增益校正表：

I_off＝I_raw-offset，其中，I_raw表示X射线探测器所采集的原始图像，offset表示偏移校正表，I_off表示完成偏移校正后的图像；

确定使低能图像的灰度值位于第一预设区间或第二预设区间内的X射线第一剂量；

以所述第一剂量的X射线拍摄空气图，获取多张低能空气图像，对多张所述低能空气图像进行加权平均，得到第一预设区间对应的第一低能增益校正表及第二预设区间对应的第二低能增益校正表；

以所述第一剂量的X射线拍摄空气图，获取多张高能空气图像，对多张所述高能空气图像进行加权平均，得到第一预设区间对应的第一高能增益校正表及第二预设区间对应的第二高能增益校正表；

确定使高能图像的灰度值位于第三预设区间或第四预设区间内的X射线第二剂量；

以所述第二剂量的X射线拍摄空气图，获取多张低能空气图像，对多张所述低能空气图像进行加权平均，得到第三预设区间对应的第三低能增益校正表及第四预设区间对应的第四低能增益校正表；

以所述第二剂量的X射线拍摄空气图，获取多张高能空气图像，对多张所述高能空气图像进行加权平均，得到第三预设区间对应的第三高能增益校正表及第四预设区间对应的第四高能增益校正表；

在一种可选的实施方式中，确定使低能图像的灰度值位于[5000,6000]或[15000,16000]的X射线第一剂量，以第一剂量的X射线拍摄空气图，通过低能X射线探测器获取多张低能空气图像，对多张低能空气图像进行加权平均，得到[5000,6000]对应的第一低能增益校正表gain_l1及[15000,16000]对应的第二低能增益校正表gain_l2；以第一剂量的X射线拍摄空气图，通过高能X射线探测器获取多张高能空气图像，对多张所述高能空气图像进行加权平均，得到[5000,6000]对应的第一高能增益校正表gain_h1及[15000,16000]对应的第二高能增益校正表gain_h2；

确定使高能图像的灰度值位于[2000 3000]或[7000 8000]内的X射线第二剂量；以第二剂量的X射线拍摄空气图，通过低能X射线探测器获取多张低能空气图像，对多张低能空气图像进行加权平均，得到[2000 3000]对应的第三低能增益校正表gain_l3及[70008000]对应的第四低能增益校正表gain_l4；以所述第二剂量的X射线拍摄空气图，通过高能X射线探测器获取多张高能空气图像，对多张所述高能空气图像进行加权平均，得到[20003000]对应的第三高能增益校正表gain_h3及[7000 8000]对应的第四高能增益校正表gain_h4；

对低能探测器获取的低能图像进行偏移校正，得到进行偏移校正后的低能图像I_{off_l}，再进行多点增益校正：

获取低能增益校正表gain_l1、gain_l2、gain_l3及gain_l4，分别计算其均值，得到ml1、ml2、ml3及ml4,，对每张增益校正表，分别计算S的低能增益系数：

对高能探测器获取的高能图像进行偏移校正，得到进行偏移校正后的高能图像，获取其对应的高能增益校正系数的过程与上述获取低能增益系数的过程相同；

S3、获取配准偏移量，具体为

将待测物体设置为分辨率卡，设置一定剂量的X射线拍摄得到低能分辨率卡图像I₁及高能分辨率卡图像I₂，将所述低能分辨率卡图像及高能分辨率卡图像放置于同一坐标系中，裁剪同一区域的大小为m×n的矩形，分别得到f₁及f₂；

在一种可选的实施方式中，设定区域大小为500×500pixels2；

分别对f₁及f₂进行二维傅里叶变换，得到F₁及F₂，计算F₁及F₂的互功率谱P：

对P进行二维傅里叶变换得到图像p，以图像p中心为基准，调换图像p的第一象限及第三象限，第二象限及第四象限，得到冲激响应δ(x,y)；

通过机械加工精度获取高能探测器及低能探测器之间的装配误差，以所述装配误差乘以像素间距作为第一阈值，以冲激响应δ(x,y)的中心为基准，在冲激响应δ(x,y)的中心的x，y轴方向上的第一阈值范围内搜寻冲激响应δ中的最大值peak_value；

设定相对于最大值的第二阈值，在第一阈值范围内搜寻大于第二阈值的冲激响应，并记录其相对于冲激响应δ(x,y)的中心的坐标；

在一种可选的实施方式中，机械装配误差为±2mm，像素间距为7pixels/mm，则第一阈值为14，在冲激响应中心x,y方向±14范围内寻最大值，最大值为peak_value；设置阈值，如0.7，则第二阈值为0.7×peak_value，寻找中心±14范围内大于0.7×peak_value的若干个冲激响应，其坐标相对冲激响应δ(x,y)中心的坐标为(x₀,y₀)；

请参照图4，x₀及y₀及为f₁与f₂之间的相对偏差，在f₁与f₂中截取坐标相差(x₀，y₀)的区域，分别得到A₁及A₂，即A₁与A₂中的点坐标相差(x₀，y₀)；

在一种可选的实施方式中，在f₁与f₂中分别截取大小为(m-28)×(n-28)的矩形区域，得到A₁及A₂，A₁在f₁中的起点为[14,14]，A₂在f₂中的起点为[14+x₀,14+y₀]；

对每一冲激响应对应的(x₀，y₀)，计算区域相关性系数cc，A₁与A₂的尺寸相同，均为m_A×n_A；

区域相关性系数cc最高的冲激响应对应的(x₀，y₀)即为图像偏移量；

S4、根据偏移校正表、增益校正表及配准偏移量，对低能图像及高能图像进行预处理，具体为：

低能探测器获取原始低能图像I_{raw_l}，高能探测器获取原始高能图像I_{raw_h}；

进行偏移校正：I_{off_l}＝I_{raw_l}-offset_l，I_{off_h}＝I_{raw_h}-offset_h

I_{off_l}与低能增益系数进行点乘，完成多点增益校正，得到图像I_l；

I_{off_h}与高能增益系数进行点乘，完成多点增益校正，得到图像I_h；

根据确定的偏移量(x₀，y₀)，截取I_l及I_h，使I_l及I_h中像素点的坐标差为(x₀，y₀)，完成对低能图像及高能图像的预处理；

若多能图像为三能图像，包括低能图像、中能图像及高能图像：

A1、获取偏移校正表，具体的：

获取偏移校正图像，根据所述偏移校正图像生成偏移校正表；

获取偏移校正图像具体为：关闭X射线，通过三层平板结构的低能X射线探测器、中能X射线探测器及高能X射线探测器分别获取多张低能暗图、多张中能暗图及多张高能暗图；

将多张低能暗图进行加权平均，得到低能探测器偏移校正表offset_l，将多张中能暗图进行加权平均，得到中能探测器偏移校正表offset_m，将多张高能暗图进行加权平均，得到高能探测器偏移校正表offset_h；

A2、获取增益校正表，其与双能校正不同在于：

以低能X射线探测器所获取的图像为基准，确定使低能图像的灰度值位于第一预设区间或第二预设区间内的X射线第一剂量；

以所述第一剂量的X射线拍摄空气图，获取多张低能空气图像，对多张所述低能空气图像进行加权平均，得到第一预设区间对应的第一低能增益校正表及第二预设区间对应的第二低能增益校正表；

以所述第一剂量的X射线拍摄空气图，获取多张中能空气图像，对多张所述中能空气图像进行加权平均，得到第一预设区间对应的第一中能增益校正表及第二预设区间对应的第二中能增益校正表；

以所述第一剂量的X射线拍摄空气图，获取多张高能空气图像，对多张所述高能空气图像进行加权平均，得到第一预设区间对应的第一高能增益校正表及第二预设区间对应的第二高能增益校正表；

以中能X射线探测器所获取的图像为基准及以高能X射线探测器所获取的图像为基准获取增益校正表的方式类似于以低能X射线探测器所获取的图像为基准获取增益校正表的方式；

A3、获取配准偏移量，具体为：

类似双能图像中的配准步骤，分别配准低能图像-高能图像，低能图像-中能图像，得到各自偏移量；

A4、根据偏移校正表、增益校正表及配准偏移量，对三能图像进行预处理。

请参照图2，本发明的实施例四为：

一种多层X射线探测器图像校准终端1，包括处理器2、存储器3及存储在存储器3上并可在所述处理器2上运行的计算机程序，所述处理器2执行所述计算机程序时实现实施例一、实施例二或实施例三中的各个步骤。

综上所述，本发明提供了一种多层X射线探测器图像校准方法及终端，根据增益校正图像生增益校正表，通过多层平板结构的X射线探测器，能够一次曝光获取多种能量的X射线对应的增益校正表，避免了分时间曝光获取多能图像会造成拍摄处于运动状态中的物体如拍摄胸片出现的运动伪影的现象，也能够减少照射X射线产生的辐射剂量，并且进行多点校正得到多能校正图像，对多能校正图像进行配准，使其中待测物体的图像重合，相对于之前针对整张增益校正图像对获取的多能图像进行校正，根据增益校正表进行多点校正能够得到质量更高的图像，配准能够进一步消除多层平板结构的X射线探测器在安装过程中造成的机械误差，避免图像出现伪影，实现图像质量的提升，能够对多能图像实现多维的预处理，消除误差，便于对多能图像进行后续分析处理。

以上所述仅为本发明的实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等同变换，或直接或间接运用在相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。

Claims (10)

1.一种多层X射线探测器图像校准方法，其特征在于，包括步骤：

S1、获取增益校正图像，根据所述增益校正图像生成增益校正表，所述增益校正图像为所述多层平板结构的X射线探测器在X射线开启的情况下获取的空气图；

S2、获取待测量物体的多能图像，所述多能图像为X射线通过所述待测物体及多层平板结构的X射线探测器之后所生成的不同能量的X射线所分别得到的图像；

S3、根据所述增益校正表，对所述多能图像进行多点增益校正，得到多能校正图像；

S4、对所述多能校正图像进行配准，使得所述多能校正图像中的待测物体的图像重合。

2.根据权利要求1所述的一种多层X射线探测器图像校准方法，其特征在于，所述S1具体为：

确定使多能图像中某一能量的X射线所得到的图像的灰度值位于第一预设区间或第二预设区间内的X射线的第一剂量；

以所述第一剂量的X射线拍摄空气图，获取多张多能图像中某一能量的X射线所得到的第一图像，对多张所述第一图像进行加权平均，得到第一预设区间对应的第一增益校正表及第二预设区间对应的第二增益校正表。

3.根据权利要求1所述的一种多层X射线探测器图像校准方法，其特征在于，所述S1中每种能量的X射线所得到的图像至少对应两张灰度值范围不同的所述增益校正表；

所述S3具体为：

根据所述增益校正表，对所述多能图像进行多点增益校正，得到多能校正图像，对所述多能图像中每一个点的增益校正具体为：

计算增益系数：

其中，m为所述增益校正表灰度值的均值，m₊表示灰度值较高的增益校正表的均值，m_-表示灰度值较低的增益校正表的均值；S为所述多能图像上一像素点的灰度值，(u，v)表示所述多能校正图像上一像素点；判断所述S是否位于两张所述增益校正表之间，若是，则S_{_}＝gain_l_{_}(x,y)，S₊＝gain_l₊(x,y)，其中，gain_l₊表示灰度值较高的增益校正表，gain_l-表示灰度值较低的增益校正表，(x,y)表示所述多能图像上一像素点；

所述多能图像中每个像素点点乘其对应的增益系数，得到所述多能校正图像。

4.根据权利要求1所述的一种多层X射线探测器图像校准方法，其特征在于，所述S4具体为：

获取分辨率卡的多能分辨率卡图像，裁剪所述多能分辨率卡图像中同一位置图像，得到裁剪图像；

对两张所述裁剪图像f_l及f_h进行傅里叶变换，分别得到F_l及F_h，并计算两张所述裁剪图像之间的互功率谱

其中，F_h ^*表示F_h的复共轭，(u，v)表示一像素点；

对所述互功率谱进行二维傅里叶变换，得到第二图像，以所述第二图像的中心划分第一象限、第二象限、第三象限及第四象限，将所述第一象限与所述第三象限互换位置，所述第二象限与所述第四象限互换位置，得到冲激响应中心；

设定阈值，根据所述预制及所述冲激响应中心，得到多个冲激响应及所述冲激响应与所述冲激响应中心的坐标差，计算所述冲激响应的区域相关系数：

其中，A_l及A_h为根据所述坐标差分别在f_l及f_h中截取的第三图像，m为所述第三图像的长，n为所述第三图像的宽；

得到所述区域相关系数最大的偏移冲激响应，根据所述偏移冲击响应的所述坐标差对所述多能校正图像进行配准。

5.根据权利要求1所述的一种多层X射线探测器图像校准方法，其特征在于，所述S4之后，还包括：

对配准之后的所述多能校正图像进行融合及减影。

6.一种多层X射线探测器图像校准终端，包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在所述处理器上运行的计算机程序，其特征在于，所述处理器执行所述计算机程序时实现以下步骤：

S1、获取增益校正图像，根据所述增益校正图像生成增益校正表，所述增益校正图像为所述多层平板结构的X射线探测器在X射线开启的情况下获取的空气图；

S2、获取待测量物体的多能图像，所述多能图像为X射线通过所述待测物体及多层平板结构的X射线探测器之后所生成的不同能量的X射线所分别得到的图像；

S3、根据所述增益校正表，对所述多能图像进行多点增益校正，得到多能校正图像；

S4、对所述多能校正图像进行配准，使得所述多能校正图像中的待测物体的图像重合。

7.根据权利要求6所述的一种多层X射线探测器图像校准终端，其特征在于，所述S1具体为：

确定使多能图像中某一能量的X射线所得到的图像的灰度值位于第一预设区间或第二预设区间内的X射线的第一剂量；

以所述第一剂量的X射线拍摄空气图，获取多张多能图像中某一能量的X射线所得到的第一图像，对多张所述第一图像进行加权平均，得到第一预设区间对应的第一增益校正表及第二预设区间对应的第二增益校正表。

8.根据权利要求6所述的一种多层X射线探测器图像校准终端，其特征在于，所述S1中每种能量的X射线所得到的图像至少对应两张灰度值范围不同的所述增益校正表；

所述S3具体为：

根据所述增益校正表，对所述多能图像进行多点增益校正，得到多能校正图像，对所述多能图像中每一个点的增益校正具体为：

计算增益系数：

其中，m为所述增益校正表灰度值的均值，m₊表示灰度值较高的增益校正表的均值，m_-表示灰度值较低的增益校正表的均值；S为所述多能图像上一像素点的灰度值，(u，v)表示所述多能校正图像上一像素点；判断所述S是否位于两张所述增益校正表之间，若是，则S_{_}＝gain_l_{_}(x,y)，S₊＝gain_l₊(x,y)，其中，gain_l₊表示灰度值较高的增益校正表，gain_l-表示灰度值较低的增益校正表，(x,y)表示所述多能图像上一像素点；

所述多能图像中每个像素点点乘其对应的增益系数，得到所述多能校正图像。

9.根据权利要求6所述的一种多层X射线探测器图像校准终端，其特征在于，所述S4具体为：

获取分辨率卡的多能分辨率卡图像，裁剪所述多能分辨率卡图像中同一位置图像，得到裁剪图像；

对两张所述裁剪图像fl及fh进行傅里叶变换，分别得到Fl及Fh，并计算两张所述裁剪图像之间的互功率谱

其中，F_h ^*表示F_h的复共轭，(u，v)表示一像素点；

对所述互功率谱进行二维傅里叶变换，得到第二图像，以所述第二图像的中心划分第一象限、第二象限、第三象限及第四象限，将所述第一象限与所述第三象限互换位置，所述第二象限与所述第四象限互换位置，得到冲激响应中心；

设定阈值，根据所述预制及所述冲激响应中心，得到多个冲激响应及所述冲激响应与所述冲激响应中心的坐标差，计算所述冲激响应的区域相关系数：

其中，Al及Ah为根据所述坐标差分别在fl及fh中截取的第三图像，m为所述第三图像的长，n为所述第三图像的宽；

得到所述区域相关系数最大的偏移冲激响应，根据所述偏移冲击响应的所述坐标差对所述多能校正图像进行配准。

10.根据权利要求6所述的一种多层X射线探测器图像校准终端，其特征在于，所述S4之后，还包括：

对配准之后的所述多能校正图像进行融合及减影。

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