JP2020512632A - アナログインターフェースを有する高速2次元イベント検出および撮像 - Google Patents
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Abstract
Description
Claims (17)
- リアルタイムで、個々の入射粒子を表す入射イベントに基づいて定量的2次元画像を形成する方法であって、
(a)入射イベントを検出するステップと、
(b)検出されたイベントを、アナログ増幅器を用いて増幅するステップと、
(c)前記検出され増幅されたイベントを、減衰時間を有する光発生要素を用いて光に変換するステップと、
(d)前記光発生要素減衰時間の程度のフレームレートで、前記光の画像フレームをキャプチャするステップと、
(e)大規模並列プロセッサを用いて画素ごとに各フレームを処理し、個々の画像フレーム内の有効イベントを識別するステップと、
(f)有効イベントを結合して前記定量的2次元画像を形成するステップと
を含むことを特徴とする方法。 - 前記大規模並列プロセッサはGPUであることを特徴とする請求項1に記載の方法。
- ステップ(e)を行う前に、キャプチャされた画像フレームから暗画像を減算するステップをさらに含むことを特徴とする請求項1に記載の方法。
- ステップ(e)は、
(e1)現在のフレーム内の各画素を、前のフレーム内の対応する画素と比較し、前記前のフレーム内の前記対応する画素がイベントとしてタグ付けされている場合は、前記現在のフレーム内の画素をイベントとして不適格と見なすステップ
を含むことを特徴とする請求項1に記載の方法。 - ステップ(e)は、
(e2)画素がその領域内で最も明るいかどうかを決定し、そうでない場合は該画素をイベントとして不適格と見なすステップと、
(e3)前記画素の明るさがホット画素閾値を超えるかどうかを決定し、超える場合は該画素をイベントとして不適格と見なすステップと、
(e4)前記画素が不適格と見なされなかった場合は、該画素を有効イベントとして識別するステップと
を含むことを特徴とする請求項4に記載の方法。 - ステップ(e)はGPUによって行われることを特徴とする請求項4に記載の方法。
- ステップ(e)は、
現在のフレームから個々の処理されたフレームを形成するステップと、
いくつかの処理されたフレームを結合してイベント画像を形成するステップと
を含み、ステップ(f)は、
イベント画像を結合するステップ
を含むことを特徴とする請求項4に記載の方法。 - ステップ(e)は、現在のフレームから個々のイベント画像を形成するステップを含み、
ステップ(f)は、イベント画像を結合するステップを含むことを特徴とする請求項4に記載の方法。 - リアルタイムで、個々の入射粒子を表す入射イベントに基づいて定量的2次元画像を形成するための装置であって、
入射粒子を増幅するように構成されたアナログ増幅器と、
増幅された入射粒子信号を検出し、および前記信号に基づいて画像フレームを発生するための検出器と、
汎用プロセッサと、
GPUと
を備え、前記汎用プロセッサは、前記画像フレームを受信し、および画像フレームデータを前記GPUに送信するように構成され、
前記GPUは、画素ごとに各フレームを処理し、個々の画像フレーム内の有効イベントを識別し、および、フレームを処理してリアルタイムでイベント画像を発生する、ように構成され、
前記汎用プロセッサは、イベント画像を結合して前記定量的2次元画像を形成するようにさらに構成されたことを特徴とする装置。 - 前記アナログ増幅器は、マイクロチャネルプレート検出器(MCP)を備えたことを特徴とする請求項9に記載の装置。
- 前記MCPの出力を、前記増幅された入射粒子信号を形成する光に変換するように構成された蛍光体プレートをさらに備えたことを特徴とする請求項10に記載の装置。
- 前記GPUは、前記汎用プロセッサが前記定量的2次元画像を形成する前に、処理されたフレームを結合してイベント画像を形成するようにさらに構成されたことを特徴とする請求項9に記載の装置。
- リアルタイムで、個々の入射粒子を表す入射イベントに基づいて定量的2次元画像を形成するための装置であって、
入射粒子を増幅するように構成されたアナログ増幅器と、
前記増幅された入射粒子を光に変換するように構成された変換器と、
前記光を検出し、前記光に基づいて、少なくとも約100フレーム/秒の速度で画像フレームを発生するための検出器と、
汎用プロセッサと、
少なくとも約1000個の並列処理要素から形成された大規模並列プロセッサと
を備え、前記汎用プロセッサは、前記画像フレームを受信し、および画像フレームデータを前記大規模並列プロセッサに送信するように構成され、
前記大規模並列プロセッサは、画素ごとに各フレームを処理し、個々の画像フレーム内の有効イベントを識別し、および、フレームを処理してリアルタイムでイベント画像を発生する、ように構成され、
前記汎用プロセッサは、イベント画像を結合して前記定量的2次元画像を形成するようにさらに構成されたことを特徴とする装置。 - 各並列処理要素は、現在のフレーム内の各画素を、前のフレーム内の対応する画素と比較し、前記前のフレーム内の前記対応する画素がイベントとしてタグ付けされている場合は、前記現在のフレーム内の画素をイベントとして不適格と見なすように構成されたことを特徴とする請求項13に記載の装置。
- 各並列処理要素は、
画素がその領域内で最も明るいかどうかを決定し、そうでない場合は該画素をイベントとして不適格と見なすことと、
前記画素の明るさが閾値を超えるかどうかを決定し、超える場合は該画素をイベントとして不適格と見なすことと、
前記画素が不適格と見なされなかった場合は、該画素を有効イベントとして識別することと
を行うように構成されたことを特徴とする請求項14に記載の装置。 - 前記検出器はCMOSカメラであることを特徴とする請求項13に記載の装置。
- 前記変換器は蛍光体層を備え、前記CMOSカメラは前記蛍光体層の減衰時間の程度の速度でフレームを発生することを特徴とする請求項16に記載の装置。
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