CN112596099B - 一种平板探测器的漂移模板更新方法、装置和存储介质 - Google Patents
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Abstract
本发明实施方式公开了一种平板探测器的漂移模板更新方法、装置和存储介质。方法包括：当确定更新漂移模板时，将平板探测器的模式设置为透视采集模式，将平板探测器的帧速率设置为最大帧速率；获取所述平板探测器采集的多张暗场图像；确定所述多张暗场图像的灰度平均图，将所述灰度平均图确定为平板探测器工作于所述透视采集模式、平板探测器的帧速率为所述最大帧速率且X射线发生器的帧速率小于等于所述最大帧速率时的统一漂移模板；将所述统一漂移模板更新到漂移模板库中。本发明实施方式可以减少更新漂移模板的系统资源。
Description
技术领域
本发明涉及X射线成像技术领域，特别是涉及一种平板探测器的漂移模板更新方法、装置和存储介质。
背景技术
X射线是波长介于紫外线和γ射线之间的磁辐射。X射线具有穿透性，对不同密度的物质有不同的穿透能力。在医学上一般用X射线投射人体器官及骨骼以形成医学图像。平板探测器是一种精密设备，对X射线成像质量起着决定性的作用，熟悉探测器的性能指标有助于提高成像质量和减少X射线辐射剂量。
平板探测器通常包括非晶硒平板探测器和非晶硅平板探测器。在使用过程中，平板探测器会产生电子基准漂移现象，需要被校正。平板探测器的漂移校准工作是成像质量控制管理中的关键内容。良好校准的平板探测器可以提高平板探测器的稳定性，并在整个成像链中起着重要作用。
X射线成像通常包含透视(fluoroscopy)模式和直接数字化放射摄影(DigitalRadiology，DR)模式。相应地，平板探测器具有透视采集模式(比如，M2模式和M3模式)和DR采集模式(比如，M0模式和M1模式)。需要为透视采集模式和DR采集模式下的平板探测器生成各自的漂移模板，以用于对各自模式下所采集到的X射线图像执行漂移校正。
现有技术中，针对透视采集模式，基于平板探测器的多种帧速率分级，分别设置有多个漂移模板。然而，大量的漂移模板增加了更新周期，导致系统资源被大量占用，并显著增加耗电量。
发明内容
本发明实施方式提出一种平板探测器的漂移模板更新方法、装置和存储介质。
一种平板探测器的漂移模板更新方法，包括：
当确定更新漂移模板时，将平板探测器的模式设置为透视采集模式，将平板探测器的帧速率设置为最大帧速率；
获取所述平板探测器采集的多张暗场图像；
确定所述多张暗场图像的灰度平均图，将所述灰度平均图确定为平板探测器工作于所述透视采集模式、平板探测器的帧速率为所述最大帧速率且X射线发生器的帧速率小于等于所述最大帧速率时的统一漂移模板；
将所述统一漂移模板更新到漂移模板库中。
可见，在本发明实施方式中，统一将平板探测器的帧速率设置为最大帧速率，并基于最大帧速率生成适用于X射线发生器的全部帧速率(其中X射线发生器的帧速率小于等于平板探测器的最大帧速率)的统一漂移模板，从而可以显著降低漂移模板的数目，并由此显著降低更新周期和节约系统资源。
在一个实施方式中，所述确定更新漂移模板包括下列中的至少一个：
当包含所述平板探测器的X射线机系统开机时，确定更新漂移模板；
当包含所述平板探测器的X射线机系统空闲时，确定更新漂移模板；
当包含所述平板探测器的X射线机系统的控制主机从用户接收到更新漂移模板指令时，确定更新漂移模板。
因此，本发明实施方式可以在多个时间点更新漂移模板，具有灵活性。
在一个实施方式中，所述透视采集模式包括对应于第一辐射剂量的第一透视采集模式和对应于第二辐射剂量的第二透视采集模式，其中第二辐射剂量大于第一辐射剂量，第一透视采集模式的检测灵敏度大于第二透视采集模式的检测灵敏度。
可见，透视采集模式可以对应于不同辐射剂量，灵活适应于剂量需求。
在一个实施方式中，将所述统一漂移模板更新到漂移模板库中后，还包括：
控制X射线发生器在透视发射模式中以第一帧速率发出X射线，其中所述第一帧速率小于等于所述最大帧速率；
获取所述平板探测器采集的X射线透视图像；
从所述漂移模板库中检索出所述统一漂移模板；
基于所述统一漂移模板对所述X射线透视图像执行漂移校正。
因此，本发明实施方式还实现了基于统一漂移模板对X射线透视图像执行漂移校正，降低了漂移校正的复杂度，并提高了成像质量。
在一个实施方式中，所述基于统一漂移模板对所述X射线透视图像执行漂移校正包括：
确定所述X射线透视图像中像素点的灰度值及所述统一漂移模板中对应像素点的灰度值；
将所述X射线透视图像中的像素点的灰度值减去所述统一漂移模板中对应像素点的灰度值。
可见，本发明实施方式基于灰度值的运算处理实现对X射线透视图像的漂移校正，具有运算简单的优点。
在一个实施方式中，所述从漂移模板库中检索出统一漂移模板包括下列中的至少一个：
从布置在云端的所述漂移模板库中检索出所述统一漂移模板；
从布置在工作站中的所述漂移模板库中检索出所述统一漂移模板；
从布置在所述平板探测器中的所述漂移模板库中检索出所述统一漂移模板。
因此，本发明实施方式的漂移模板库具有多种保存方式，适用于各种类型的应用环境。
一种平板探测器的漂移模板更新装置，包括：
设置模块，用于当确定更新漂移模板时，将平板探测器的模式设置为透视采集模式，将平板探测器的帧速率设置为最大帧速率；
暗场图像获取模块，用于获取所述平板探测器采集的多张暗场图像；
模板生成模块，用于确定所述多张暗场图像的灰度平均图，将所述灰度平均图确定为平板探测器工作于所述透视采集模式、平板探测器的帧速率为所述最大帧速率且X射线发生器的帧速率小于等于所述最大帧速率时的统一漂移模板；
更新模块，用于将所述统一漂移模板更新到漂移模板库中。
可见，在本发明实施方式中，统一将平板探测器的帧速率设置为最大帧速率，并基于最大帧速率生成适用于X射线发生器的全部帧速率(其中X射线发生器的帧速率小于等于平板探测器的最大帧速率)的统一漂移模板，从而可以显著降低漂移模板的数目，并由此显著降低更新周期和节约系统资源。
在一个实施方式中，所述设置模块，用于执行下列中的至少一个：
当包含所述平板探测器的X射线机系统开机时，确定更新漂移模板；
当包含所述平板探测器的X射线机系统空闲时，确定更新漂移模板；
当包含所述平板探测器的X射线机系统的控制主机从用户接收到更新漂移模板指令时，确定更新漂移模板。
因此，本发明实施方式可以在多个时间点更新漂移模板，具有灵活性。
在一个实施方式中，所述透视采集模式包括对应于第一辐射剂量的第一透视采集模式和对应于第二辐射剂量的第二透视采集模式，其中第二辐射剂量大于第一辐射剂量，第一透视采集模式的检测灵敏度大于第二透视采集模式的检测灵敏度。
可见，透视采集模式可以对应于不同辐射剂量，灵活适应于剂量需求。
在一个实施方式中，还包括：
校正模块，用于在所述更新模块将所述统一漂移模板更新到漂移模板库中后，控制X射线发生器在透视发射模式中以第一帧速率发出X射线，其中所述第一帧速率小于等于所述最大帧速率；获取所述平板探测器采集的X射线透视图像；从所述漂移模板库中检索出所述统一漂移模板；基于所述统一漂移模板对所述X射线透视图像执行漂移校正。
因此，本发明实施方式还实现了基于统一漂移模板对X射线透视图像执行漂移校正，降低了漂移校正的复杂度，并提高了成像质量。
在一个实施方式中，所述校正模块，用于确定所述X射线透视图像中像素点的灰度值及所述统一漂移模板中对应像素点的灰度值；将所述X射线透视图像中的像素点的灰度值减去所述统一漂移模板中对应像素点的灰度值。
可见，本发明实施方式基于灰度值的运算处理实现对X射线透视图像的漂移校正，具有运算简单的优点。
在一个实施方式中，所述校正模块，用于执行下列中的至少一个：
从布置在云端的所述漂移模板库中检索出所述统一漂移模板；
从布置在工作站中的所述漂移模板库中检索出所述统一漂移模板；
从布置在所述平板探测器中的所述漂移模板库中检索出所述统一漂移模板。
因此，本发明实施方式的漂移模板库具有多种保存方式，适用于各种类型的应用环境。
一种平板探测器的漂移模板更新装置，包括处理器和存储器；
所述存储器中存储有可被所述处理器执行的应用程序，用于使得所述处理器执行如上任一项所述的平板探测器的漂移模板更新方法。
因此，本发明实施方式还实现了一种基于处理器和存储器架构的漂移模板更新装置，处理器可以执行平板探测器的漂移模板更新方法。
一种计算机可读存储介质，其中存储有计算机可读指令，该计算机可读指令用于执行如上任一项所述的平板探测器的漂移模板更新方法。
因此，本发明实施方式还实现了一种计算机可读存储介质，存储于计算机可读存储介质中的计算机可读指令可以执行平板探测器的漂移模板更新方法。
附图说明
图1为根据本发明实施方式的平板探测器的漂移模板更新方法的示范性流程图。
图2为本发明实施方式平板探测器工作最大帧速率，X射线发生器工作于不同帧速率时的成像时序图。
图3为根据本发明实施方式的平板探测器的漂移模板更新装置的示范性结构图。
图4为根据本发明实施方式具有处理器-存储器架构的、平板探测器的漂移模板更新装置的示范性结构图。
图5为根据本发明实施方式布置在胸片架组件中的平板探测器的漂移校正示意图。
图6为根据本发明实施方式布置在检查床组件中的平板探测器的漂移校正示意图。
其中，附图标记如下：
具体实施方式
为了使本发明的技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施方式，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施方式仅仅用以阐述性说明本发明，并不用于限定本发明的保护范围。
为了描述上的简洁和直观，下文通过描述若干代表性的实施方式来对本发明的方案进行阐述。实施方式中大量的细节仅用于帮助理解本发明的方案。但是很明显，本发明的技术方案实现时可以不局限于这些细节。为了避免不必要地模糊了本发明的方案，一些实施方式没有进行细致地描述，而是仅给出了框架。下文中，“包括”是指“包括但不限于”，“根据……”是指“至少根据……，但不限于仅根据……”。由于汉语的语言习惯，下文中没有特别指出一个成分的数量时，意味着该成分可以是一个也可以是多个，或可理解为至少一个。
申请人发现：在现有技术中，针对平板探测器的透视采集模式，基于平板探测器的多种帧速率分级，分别设置有多个漂移模板。然而，大量的漂移模板显著增加了更新周期，导致系统资源被大量占用，并显著增加耗电量。
表1
举例，表1为现有技术中某型号平板探测器的漂移模板示意表。对应于低或中辐射剂量的透视应用，平板探测器的透视采集模式为M2模式；对应于高辐射剂量的透视应用，平板探测器的透视采集模式为M3模式。M2模式的采集灵敏度高于M3模式的采集灵敏度。
由表1可见，在现有技术中，针对平板探测器工作于M2模式和平板探测器的帧速度为30每秒传输帧数(Frames Per Second，fps)的透视应用，设置有适用于X射线发生器的帧速率为0.5fps、1fps、2fps和30fps的第一漂移模板；针对平板探测器工作于M2模式和平板探测器的帧速度为15fps的透视应用，设置有适用于X射线发生器的帧速率为3fps、7.5fps和15fps的第二漂移模板；针对平板探测器工作于M2模式和平板探测器的帧速度为10fps的透视应用，设置有适用于X射线发生器的帧速率为5fps和10fps的第三漂移模板。而且，针对平板探测器工作于M3模式和平板探测器的帧速度为30fps的透视应用，设置有适用于X射线发生器的帧速率为0.5fps、1fps、2fps和30fps的第四漂移模板；针对平板探测器工作于M3模式和平板探测器的帧速度为15fps的透视应用，设置有适用于X射线发生器的帧速率为3fps、7.5fps和15fps的第五漂移模板；针对平板探测器工作于M3模式和平板探测器的帧速度为10fps的应用，设置有适用于X射线发生器的帧速率为5fps和10fps的第六漂移模板。
可见，针对平板探测器工作于M2模式，设置有3个漂移模板(第一漂移模板、第二漂移模板和第三漂移模板)；针对平板探测器工作于M3模式，同样设置有3个漂移模板(第四漂移模板、第五漂移模板和第六漂移模板)。当需要更新平板探测器的漂移模板时，每次都需要更新全部的六个漂移模板，导致更新周期长且占据大量的系统资源。尤其是，当频繁更新漂移模板时(比如，实时透视应用)，这个技术问题更加突出严重。
申请人还发现：在同一个透视采集模式中，如果统一将平板探测器的帧速率设置为最大帧速率，并基于最大帧速率生成适用于X射线发生器的全部帧速率(其中X射线发生器的帧速率小于等于平板探测器的最大帧速率)的统一漂移模板，则可以显著降低漂移模板的数目，并由此显著降低更新周期和节约系统资源。
图1为根据本发明实施方式的平板探测器的漂移模板更新方法的示范性流程图。
如图1所示，该方法100包括：
步骤101：当确定更新漂移模板时，将平板探测器的模式设置为透视采集模式，将平板探测器的帧速率设置为最大帧速率。
在这里，确定更新漂移模板包括下列中的至少一个：
(1)、当包含平板探测器的X射线机系统开机时，确定更新漂移模板。
(2)、当包含平板探测器的X射线机系统空闲时，确定更新漂移模板。
(3)、当包含平板探测器的X射线机系统的控制主机接收(比如，从用户处接收)到更新漂移模板指令时，确定更新漂移模板；等等。
在一个实施方式中，透视采集模式包括对应于第一辐射剂量的第一透视采集模式和对应于第二辐射剂量的第二透视采集模式，其中第二辐射剂量大于第一辐射剂量，第一透视采集模式的检测灵敏度大于第二透视采集模式的检测灵敏度。
优选地，第一透视采集模式为M2模式，第二透视采集模式为M3模式，其中M2模式为低辐射剂量或中辐射剂量的透视采集模式，M3模式为高辐射剂量的透视采集模式。优选地，M2模式的采集灵敏度为30(LSB/nGy)，M3模式的采集灵敏度为8(LSB/nGy)。
而且，平板探测器的帧速率是指平板探测器每秒钟刷新的图片的帧数。最大帧速率是指在透视采集模式中，平板探测器每秒钟刷新的图片的帧数的最大值。
比如，平板探测器可以实施为非晶硒平板探测器。该非晶硒平板探测器可以包含集电矩阵、硒层、电介层、顶层电极和保护层。集电矩阵由按阵元方式排列的薄膜晶体管(TFT)组成。非晶硒半导体材料在薄膜晶体管上方通过真空蒸镀生成薄膜，薄膜对X射线很敏感，并有很高的图像解析能力。顶层电极接高压电源。当有X射线入射时，由于高压电源在非晶硒表面形成的电场，X射线只能沿电场方向垂直到达非晶硒。非晶硒将X射线转变成电信号，记忆在存储电容器里，脉冲控制门电路使薄膜晶体管导通，将记忆在存储电容器里的电荷送达电荷放大器输出，完成光电信号的转换，再经数字转换器转换形成数字格式的X射线图像。
再比如，平板探测器可以实施为非晶硅平板探测器。非晶硅平板探测器为间接数字化X线成像，其基本结构为表面是一层闪烁体材料(碘化铯或硫氧化)，再下一层是以非晶体硅为材料的光电二极管电路，最底层为电荷读出电路。位于探测器表面的闪烁体将透过待检测对象后衰减的X射线转换为可见光，闪烁体下的非晶硅光电二极管阵列将可见光转换为电信号，在光电二极管自身的电容上形成存储电荷，每个像素的存储电荷量与入射X射线强度成正比，在电荷读出电路的作用下，扫描读出各个像素的存储电荷，经数字转换器转换后形成数字格式的X射线图像。
以上示范性描述了平板探测器的透视采集模式、更新漂移模板的时间点及成像方式的具体实例，本领域技术人员可以意识到，这种描述仅是示范性的，并不用于限定本发明实施方式的保护范围。
步骤102：获取平板探测器采集的多张暗场图像。
在这里，暗场图像的含义是关闭X射线时，平板探测器所产生的图像。其中，在采集多张暗场图像时，平板探测器的模式已在步骤101中被设置为透视采集模式，平板探测器的帧速率已在步骤101中被设置为最大帧速率。
步骤103：确定多张暗场图像的灰度平均图，将灰度平均图确定为平板探测器工作于透视采集模式、平板探测器的帧速率为最大帧速率且X射线发生器的帧速率小于等于最大帧速率时的统一漂移模板。
其中，多张暗场图像的灰度平均图，为基于多张暗场图像的灰度平均运算结果而得到的图。具体地：针对步骤102中获取的多张暗场图像的对应像素的灰度值作平均运算，运算结果作为输出图像的相应像素的灰度值，该输出图像即为基于多张暗场图像所确定的灰度平均图。举例，假定步骤102中获取的多张暗场图像包括图像1、图像2和图像3，则首先计算出图像1、图像2和图像3中的相同像素的灰度平均值，再将这些灰度平均值作为对应像素的灰度值以生成图像1、图像2和图像3的灰度平均图。
在这里，统一漂移模板为适用于如下场景的偏移模板：(1)、平板探测器工作于透视采集模式；(2)、平板探测器的帧速率为最大帧速率；(3)、X射线发生器的帧速率小于等于最大帧速率。
可见，不同于现有技术中基于平板探测器的多种帧速率分级而分别设置多个漂移模板，本发明实施方式将平板探测器固定设置于最大帧速率，所生成的统一漂移模板可以适用于X射线发生器的全部帧速率(小于等于平板探测器的最大帧速率)，因此可以显著降低漂移模板的数目，并由此显著降低更新周期和节约系统资源。
步骤104：将统一漂移模板更新到漂移模板库中。
漂移模板库可以布置在云端、工作站或平板探测器中。
其中，可以在步骤104中将统一漂移模板更新到在云端保存的漂移模板库中。当后续需要执行漂移校正时，再从云端检索出统一漂移模板。可选地，还可以在步骤104中将统一漂移模板更新到在工作站中保存的漂移模板库中。当后续需要执行漂移校正时，再从工作站中检索出统一漂移模板。可选地，还可以在步骤104中将统一漂移模板更新到在平板探测器中保存的漂移模板库中。当后续需要执行漂移校正时，再从平板探测器中检索出统一漂移模板。可选地，还可以将统一漂移模板更新到各种存储介质中，比如软盘、光盘、DVD、硬盘、闪存、U盘、CF卡、SD卡、MMC卡、SM卡、记忆棒、xD卡等，当需要执行漂移校正时，再从存储介质中检索出统一漂移模板。
可见，基于步骤101～步骤104，可以将适用于平板探测器工作于透视采集模式、平板探测器的帧速率为最大帧速率且X射线发生器的帧速率小于等于最大帧速率时的统一漂移模板更新到漂移模板库中。
基于上述流程，表2为应用本发明实施方式后的某型号平板探测器的漂移模板示意表。
表2
由表2可见，对应于低或中辐射剂量的透视，平板探测器的透视采集模式为M2模式；对应于高辐射剂量的透视，平板探测器的透视采集模式为M3模式。M2模式的采集灵敏度高于M3模式的采集灵敏度。
在本发明实施方式中，针对平板探测器工作于M2模式和平板探测器的帧速度为30fps的透视应用，设置有适用于X射线发生器的帧速率为0.5fps、1fps、2fps、3fps、5fps、7.5fps、10fps、15fps和30fps的第七漂移模板；针对平板探测器工作于M3模式和平板探测器的帧速度为30fps的透视应用，设置有适用于X射线发生器的帧速率为0.5fps、1fps、2fps、3fps、5fps、7.5fps、10fps、15fps和30fps的第八漂移模板。
可见，针对平板探测器工作于M2模式，本发明实施方式设置有1个统一的漂移模板(第七漂移模板)；针对平板探测器工作于M3模式，本发明实施方式同样设置有1个统一的漂移模板(第八漂移模板)。当需要更新平板探测器的漂移模板时，每次只需要更新全部的2个漂移模板，显著降低了更新周期且节约了系统资源。尤其是，当频率更新漂移模板时(比如，实时应用)，本发明实施方式的优点更加明显。
在步骤104之后的后续操作中，可以利用被更新的统一漂移模板，实现针对X射线透视图像的偏移校正。
在一个实施方式中，该方法100还包括：
步骤105：控制X射线发生器在透视发射模式中以第一帧速率发出X射线，其中第一帧速率小于等于平板探测器的最大帧速率。
步骤106：获取平板探测器采集的X射线透视图像。
在这里，平板探测器的模式已在步骤101中被设置为透视采集模式，平板探测器的帧速率已在步骤101中被设置为最大帧速率。
步骤107：从漂移模板库中检索出统一漂移模板。
比如，可以基于平板探测器的透视采集模式从漂移模板库中检索出对应的统一漂移模板，或基于平板探测器的帧速率(即最大帧速率)从漂移模板库中检索出对应的统一漂移模板。
在这里，从漂移模板库中检索出统一漂移模板包括下列中的至少一个：从布置在云端的漂移模板库中检索出统一漂移模板；从布置在工作站中的漂移模板库中检索出统一漂移模板；从布置在平板探测器中的所述漂移模板库中检索出统一漂移模板，等等。
步骤108：基于统一漂移模板对X射线透视图像执行漂移校正。
在一个实施方式中，基于统一漂移模板对X射线透视图像执行漂移校正的具体过程包括：首先，确定X射线透视图像中像素点的灰度值及统一漂移模板中对应像素点的灰度值。然后，将X射线透视图像中的像素点的灰度值减去统一漂移模板中对应像素点的灰度值，最终形成的图像即为执行漂移校正后的X射线透视图像。其中，参与执行漂移校正的X射线透视图像中像素点既可以为全部的像素点，还可以是预定数目(比如，一或多个)的像素点。
比如：确定X射线透视图像中全部像素点的灰度值及统一漂移模板中对应的全部像素点的灰度值；然后，将X射线透视图像中的每个像素点的灰度值减去统一漂移模板中对应的像素点的灰度值，最终形成的图像即为执行漂移校正后的X射线透视图像。
再比如：确定X射线透视图像中预定数目的像素点的灰度值及统一漂移模板中对应的预定数目的像素点的灰度值；然后，将X射线透视图像中该预定数目的像素点中的每个像素点的灰度值减去统一漂移模板中对应的像素点的灰度值，最终形成的图像即为执行漂移校正后的X射线透视图像。
图2为本发明实施方式平板探测器工作最大帧速率，X射线发生器工作于不同帧速率时的成像时序图。假定系统工作模式为低/中辐射剂量的透视应用，平板探测器工作于M2模式。
在图2中，数轴201中示意出工作于30fps的平板探测器的图像采集时序；方波202示意出工作于15fps的X射线发生器的电平时序；方波203中示意出工作于10fps的X射线发生器的电平时序；方波204示意出工作于7.5fps的X射线发生器的电平时序。平板探测器固定工作于30fps，即平板探测器在100毫秒(ms)内采集3幅图像。
当X射线发生器的帧速度为15fps时，点A11、点A12、点B11和点B12组成的菱形中，平板探测器采集出第一张图像，该第一张图像包含一半的暗区域和一半的亮区域。点A12、点A13、点B12和点B13组成的菱形中，平板探测器采集出第二张图像，该第二张图像包含一半的暗区域和一半的亮区域。在图2中，用勾号(“√”)示意出第一张图像和第二张图像。平板探测器将第一张图像和第二张图像发送到控制主机。控制主机对这两张图像进行图像相加处理，得到相加后的图像。然后，控制主机检索出表2中的第七偏移模板，利用第七偏移模板对相加后的图像执行偏移校正。
当X射线发生器的帧速度为10fps时，点A21、点A22、点B21和点B22组成的菱形中，平板探测器采集出第一张图像，该第一张图像包含一半的暗区域和一半的亮区域。点A22、点A23、点B22和点B23组成的菱形中，平板探测器采集出第二张图像，该第二张图像包含全部的暗区域。点A23、点A24、点B23和点B24组成的菱形中，平板探测器采集出第三张图像，该第三张图像含一半的暗区域和一半的亮区域。在图2中，用勾号示意出第一张图像和第三张图像，用叉号(“X”)示意出第二张图像。平板探测器将第一张图像、第二张图像和第三张图像发送到控制主机。控制主机舍弃第二张图像，并对第一张图像和第三张图像进行图像相加处理，得到相加后的图像。而且，控制主机检索出表2中的第七偏移模板，利用第七偏移模板对相加后的图像执行偏移校正。
当X射线发生器的帧速度为7.5fps时，点A31、点A32、点B31和点B32组成的菱形中，平板探测器采集出第一张图像，该第一张图像包含一半的暗区域和一半的亮区域。点A32、点A33、点B32和点B33组成的菱形中，平板探测器采集出第二张图像，该第二张图像包含全部的暗区域。点A33、点A34、点B33和点B34组成的菱形中，平板探测器采集出第三张图像，该第三张图像包含全部的暗区域。点A34、点A35、点B34和点B35组成的菱形中，平板探测器采集出第四张图像，该第四张图像含一半的暗区域和一半的亮区域。在图2中，用勾号示意出第一张图像和第四张图像，用叉号示意出第二张图像和第三张图像。平板探测器将第一张图像、第二张图像、第三张图像和第四张图像发送到控制主机。控制主机舍弃第二张图像和第三张图像，并对第一张图像和第四张图像进行图像相加处理，得到相加后的图像。而且，控制主机检索出表2中的第七偏移模板，利用第七偏移模板对相加后的图像执行偏移校正。
可见，利用一张统一的偏移模板(第七偏移模板)，即可对工作于不同帧速度的X射线发生器所产生的图像进行偏移校正，降低了漂移校正的复杂度，并提高了成像质量。
基于上述描述，本发明实施方式还提出了一种平板探测器的漂移模板更新装置。
图3为根据本发明实施方式的平板探测器的漂移模板更新装置的示范性结构图。
如图3所示，平板探测器的漂移模板更新装置300，包括：
设置模块301，用于当确定更新漂移模板时，将平板探测器的模式设置为透视采集模式，将平板探测器的帧速率设置为最大帧速率；
暗场图像获取模块302，用于获取平板探测器采集的多张暗场图像；
模板生成模块303，用于确定多张暗场图像的灰度平均图，将灰度平均图确定为平板探测器工作于透视采集模式、平板探测器的帧速率为最大帧速率且X射线发生器的帧速率小于等于最大帧速率时的统一漂移模板；
更新模块304，用于将统一漂移模板更新到漂移模板库中。
在一个实施方式中，设置模块301，用于执行下列中的至少一个：
当包含平板探测器的X射线机系统开机时，确定更新漂移模板；
当包含平板探测器的X射线机系统空闲时，确定更新漂移模板；
当包含平板探测器的X射线机系统的控制主机接收到更新漂移模板指令时，确定更新漂移模板。
在一个实施方式中，透视采集模式包括对应于第一辐射剂量的第一透视采集模式和对应于第二辐射剂量的第二透视采集模式，其中第二辐射剂量大于第一辐射剂量，第一透视采集模式的检测灵敏度大于第二透视采集模式的检测灵敏度。
在一个实施方式中，还包括：
校正模块305，用于在更新模块304将统一漂移模板更新到漂移模板库中后，控制X射线发生器在透视发射模式中以第一帧速率发出X射线，其中第一帧速率小于等于最大帧速率；获取平板探测器采集的X射线透视图像；从漂移模板库中检索出统一漂移模板；基于统一漂移模板对所述X射线透视图像执行漂移校正。
在一个实施方式中，校正模块305，用于确定X射线透视图像中像素点的灰度值及统一漂移模板中对应像素点的灰度值；将X射线透视图像中的像素点的灰度值减去统一漂移模板中对应像素点的灰度值。
在一个实施方式中，校正模块305，用于执行下列中的至少一个：
从布置在云端的漂移模板库中检索出统一漂移模板；从布置在工作站中的漂移模板库中检索出统一漂移模板；从布置在平板探测器中的漂移模板库中检索出统一漂移模板，等等。
图4为根据本发明实施方式具有处理器-存储器架构的、平板探测器的漂移模板更新装置的示范性结构图。
如图4所示，平板探测器的漂移模板更新装置400包括：处理器401和存储器402；其中存储器402中存储有可被处理器401执行的应用程序，用于使得处理器501执行如上所述的任一种平板探测器的漂移模板更新方法。
其中，存储器402具体可以实施为电可擦可编程只读存储器(EEPROM)、快闪存储器(Flash memory)、可编程程序只读存储器(PROM)等多种存储介质。处理器401可以实施为包括一或多个中央处理器或一或多个现场可编程门阵列，其中现场可编程门阵列集成一或多个中央处理器核。具体地，中央处理器或中央处理器核可以实施为CPU或MCU。
在具体应用中，可以在多种环境中实施本发明实施方式。比如，可以在获取动态的X射线透视图像的应用环境中实施本发明实施方式，还可以在获取静态X射线透视图像的应用环境中实施本发明实施方式。
下面描述将本发明实施方式应用到X射线机系统中的具体实施方式。
X射线机系统通常包括：X射线管、X射线发生器、平板探测器、胸片架(BWS)组件和/或检查床(Table)组件和工作站。待检对象站立在胸片架组件附近或躺在检查床组件上，可以接受头颅、胸部、腹部以及关节等各部位的X射线摄影。其中：待检对象包括能够利用本文中提出的胸片架组件、检查床组件和X射线机控制模块的各种对象，包括但不限于，有生命或无生命的人类或动物，或者物体。
图5为根据本发明实施方式布置在胸片架组件中的平板探测器的漂移校正示意图。
在图5中，该胸片架组件62包括：立柱11；可滑动地布置在立柱11上的片盒组件12。片盒组件12通过滑轨布置在立柱11上。片盒组件12可以在立柱11上垂直和水平滑动。片盒组件12包括面板和后壳，还可以包括扶手。在片盒组件12的面板与后壳之间可以插入平板探测器17。工作站61将平板探测器17的模式设置为透视采集模式，将平板探测器17的帧速率设置为最大帧速率。
在X射线透视过程中，待检对象站在片盒组件12周边或抱着片盒组件12。从X射线管(比如，布置在房屋天花板上)发出的X射线透过待检对象，平板探测器17检测出待检对象的X射线透视图像。平板探测器17可以实施为有线平板探测器或无线平板探测器。相应地，平板探测器17可以通过有线或无线方式将作为医学图像信息的X射线透视图像发送到工作站61。
胸片架组件62与工作站61之间的接口可以实施为无线接口。比如，可以实施为：红外接口、近场通讯接口、蓝牙接口、紫蜂接口、无线宽带接口、第二代移动通信接口、第三代移动通信接口、第四代移动通信接口或第五代移动通信接口等等。胸片架组件62与工作站61之间的接口还可以实施为有线接口。比如，可以实施为：通用串行总线(USB)接口、迷你通用串行总线接口、控制器局域网(CAN)接口或串口等等。
在工作站61中预先保存有基于图1方法流程被更新的漂移模板库。工作站61从漂移模板库中检索出对应于当前帧速率和透视采集模式的统一漂移模板，然后再基于统一漂移模板对平板探测器17提供的待检对象的X射线透视图像执行漂移校正。具体包括：工作站61确定X射线透视图像中像素点的灰度值及漂移模板中对应像素点的灰度值；将X射线透视图像中的像素点的灰度值减去漂移模板中对应像素点的灰度值。
图6为根据本发明实施方式布置在检查床组件中的平板探测器的漂移校正示意图。
在图6中，该检查床组件72包括：床体21；床板28，布置在床体21上；平板探测器27，可滑动地布置在床板28的下面。
在立柱22上布置有可以上下滑动的X射线管23。床板28通过滑轨布置在床体21上，床板28可以在床体21上水平滑动。平板探测器27布置在床板28与床体21之间，而且平板探测器27可以在床板28与床体21之间水平滑动。
在X射线透视过程中，待检对象躺在床板21上。从X射线管23发出的X射线透过待检对象，平板探测器27检测出待检对象的X射线透视图像。
工作站71将平板探测器27的模式设置为透视采集模式，将平板探测器27的帧速率设置为平板探测器的最大帧速率。
平板探测器27可以实施为有线平板探测器或无线平板探测器。相应地，平板探测器27可以通过有线或无线方式将作为医学图像信息的X射线透视图像发送到工作站71。
检查床组件72与工作站71之间的接口可以实施为无线接口。比如，可以实施为：红外接口、近场通讯接口、蓝牙接口、紫蜂接口、无线宽带接口、第二代移动通信接口、第三代移动通信接口、第四代移动通信接口或第五代移动通信接口等等。检查床组件72与工作站71之间的接口还可以实施为有线接口。比如，可以实施为：通用串行总线(USB)接口、迷你通用串行总线接口、控制器局域网(CAN)接口或串口等等。
在工作站71中预先保存有基于图1方法流程被更新的漂移模板库。工作站71从漂移模板库中检索出对应于当前帧速率值和透视采集模式的统一漂移模板，然后再基于统一漂移模板对平板探测器27提供的待检对象的X射线透视图像执行漂移校正。具体包括：工作站71确定X射线透视图像中像素点的灰度值及漂移模板中对应像素点的灰度值；将X射线透视图像中的像素点的灰度值减去漂移模板中对应像素点的灰度值。
以上以胸片架组件和检查床组件为实例描述了本发明实施方式的具体应用。实际上，本发明实施方式还可以实施到各种C型臂中。比如应用到小C(C臂、小C臂、小C、骨科C臂)、中C(周边介入型C形臂)或大C(DSA血管机)中。
需要说明的是，上述各流程和各结构图中不是所有的步骤和模块都是必须的，可以根据实际的需要忽略某些步骤或模块。各步骤的执行顺序不是固定的，可以根据需要进行调整。各模块的划分仅仅是为了便于描述采用的功能上的划分，实际实现时，一个模块可以分由多个模块实现，多个模块的功能也可以由同一个模块实现，这些模块可以位于同一个设备中，也可以位于不同的设备中。
各实施方式中的硬件模块可以以机械方式或电子方式实现。例如，一个硬件模块可以包括专门设计的永久性电路或逻辑器件(如专用处理器，如FPGA或ASIC)用于完成特定的操作。硬件模块也可以包括由软件临时配置的可编程逻辑器件或电路(如包括通用处理器或其它可编程处理器)用于执行特定操作。至于具体采用机械方式，或是采用专用的永久性电路，或是采用临时配置的电路(如由软件进行配置)来实现硬件模块，可以根据成本和时间上的考虑来决定。
本发明还提供了一种机器可读的存储介质，存储用于使一机器执行如本文所述方法的指令。具体地，可以提供配有存储介质的系统或者装置，在该存储介质上存储着实现上述实施例中任一实施方式的功能的软件程序代码，且使该系统或者装置的计算机(或CPU或MPU)读出并执行存储在存储介质中的程序代码。此外，还可以通过基于程序代码的指令使计算机上操作的操作系统等来完成部分或者全部的实际操作。还可以将从存储介质读出的程序代码写到插入计算机内的扩展板中所设置的存储器中或者写到与计算机相连接的扩展单元中设置的存储器中，随后基于程序代码的指令使安装在扩展板或者扩展单元上的CPU等来执行部分和全部实际操作，从而实现上述实施方式中任一实施方式的功能。
用于提供程序代码的存储介质实施方式包括软盘、硬盘、磁光盘、光盘(如CD-ROM、CD-R、CD-RW、DVD-ROM、DVD-RAM、DVD-RW、DVD+RW)、磁带、非易失性存储卡和ROM。可选择地，可以由通信网络从服务器计算机上下载程序代码。
以上所述，仅为本发明的较佳实施方式而已，并非用于限定本发明的保护范围。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (12)
1.一种平板探测器的漂移模板更新方法(100)，其特征在于，包括：
当确定更新漂移模板时，将平板探测器的模式设置为透视采集模式，将平板探测器的帧速率设置为最大帧速率(101)；
获取所述平板探测器采集的多张暗场图像(102)；
确定所述多张暗场图像的灰度平均图，将所述灰度平均图确定为平板探测器工作于所述透视采集模式、平板探测器的帧速率为所述最大帧速率且X射线发生器的帧速率小于等于所述最大帧速率时的统一漂移模板(103)；
将所述统一漂移模板更新到漂移模板库中(104)；
所述确定更新漂移模板包括下列中的至少一个：
当包含所述平板探测器的X射线机系统开机时，确定更新漂移模板；
当包含所述平板探测器的X射线机系统空闲时，确定更新漂移模板。
2.根据权利要求1所述的平板探测器的漂移模板更新方法(100)，其特征在于，所述透视采集模式包括对应于第一辐射剂量的第一透视采集模式和对应于第二辐射剂量的第二透视采集模式，其中第二辐射剂量大于第一辐射剂量，第一透视采集模式的检测灵敏度大于第二透视采集模式的检测灵敏度。
3.根据权利要求1所述的平板探测器的漂移模板更新方法(100)，其特征在于，将所述统一漂移模板更新到漂移模板库中后，还包括：
控制X射线发生器在透视发射模式中以第一帧速率发出X射线，其中所述第一帧速率小于等于所述最大帧速率(105)；
获取所述平板探测器采集的X射线透视图像(106)；
从所述漂移模板库中检索出所述统一漂移模板(107)；
基于所述统一漂移模板对所述X射线透视图像执行漂移校正(108)。
4.根据权利要求3所述的平板探测器的漂移模板更新方法(100)，其特征在于，
所述基于统一漂移模板对所述X射线透视图像执行漂移校正包括：
确定所述X射线透视图像中像素点的灰度值及所述统一漂移模板中对应像素点的灰度值；
将所述X射线透视图像中的像素点的灰度值减去所述统一漂移模板中对应像素点的灰度值。
5.根据权利要求3所述的平板探测器的漂移模板更新方法(100)，其特征在于，
所述从漂移模板库中检索出统一漂移模板包括下列中的至少一个：
从布置在云端的所述漂移模板库中检索出所述统一漂移模板；
从布置在工作站中的所述漂移模板库中检索出所述统一漂移模板；
从布置在所述平板探测器中的所述漂移模板库中检索出所述统一漂移模板。
6.一种平板探测器的漂移模板更新装置(300)，其特征在于，包括：
设置模块(301)，用于当确定更新漂移模板时，将平板探测器的模式设置为透视采集模式，将平板探测器的帧速率设置为最大帧速率；
暗场图像获取模块(302)，用于获取所述平板探测器采集的多张暗场图像；
模板生成模块(303)，用于确定所述多张暗场图像的灰度平均图，将所述灰度平均图确定为平板探测器工作于所述透视采集模式、平板探测器的帧速率为所述最大帧速率且X射线发生器的帧速率小于等于所述最大帧速率时的统一漂移模板；
更新模块(304)，用于将所述统一漂移模板更新到漂移模板库中；
所述设置模块(301)，用于执行下列中的至少一个：
当包含所述平板探测器的X射线机系统开机时，确定更新漂移模板；
当包含所述平板探测器的X射线机系统空闲时，确定更新漂移模板。
7.根据权利要求6所述的平板探测器的漂移模板更新装置(300)，其特征在于，所述透视采集模式包括对应于第一辐射剂量的第一透视采集模式和对应于第二辐射剂量的第二透视采集模式，其中第二辐射剂量大于第一辐射剂量，第一透视采集模式的检测灵敏度大于第二透视采集模式的检测灵敏度。
8.根据权利要求6所述的平板探测器的漂移模板更新装置(300)，其特征在于，还包括：
校正模块(305)，用于在所述更新模块(304)将所述统一漂移模板更新到漂移模板库中后，控制X射线发生器在透视发射模式中以第一帧速率发出X射线，其中所述第一帧速率小于等于所述最大帧速率；获取所述平板探测器采集的X射线透视图像；从所述漂移模板库中检索出所述统一漂移模板；基于所述统一漂移模板对所述X射线透视图像执行漂移校正。
9.根据权利要求8所述的平板探测器的漂移模板更新装置(300)，其特征在于，
所述校正模块(305)，用于确定所述X射线透视图像中像素点的灰度值及所述统一漂移模板中对应像素点的灰度值；将所述X射线透视图像中的像素点的灰度值减去所述统一漂移模板中对应像素点的灰度值。
10.根据权利要求8所述的平板探测器的漂移模板更新装置(300)，其特征在于，
所述校正模块(305)，用于执行下列中的至少一个：
从布置在云端的所述漂移模板库中检索出所述统一漂移模板；
从布置在工作站中的所述漂移模板库中检索出所述统一漂移模板；
从布置在所述平板探测器中的所述漂移模板库中检索出所述统一漂移模板。
11.一种平板探测器的漂移模板更新装置(400)，其特征在于，包括处理器(401)和存储器(402)；
所述存储器(402)中存储有可被所述处理器(401)执行的应用程序，用于使得所述处理器(401)执行如权利要求1至5中任一项所述的平板探测器的漂移模板更新方法(100)。
12.一种计算机可读存储介质，其特征在于，其中存储有计算机可读指令，该计算机可读指令用于执行如权利要求1至5中任一项所述的平板探测器的漂移模板更新方法(100)。
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