KR20190042076A - 컨버터의 상대적인 이득 및 오프셋 추정을 위한 방법 및 시스템 - Google Patents

컨버터의 상대적인 이득 및 오프셋 추정을 위한 방법 및 시스템 Download PDF

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Abstract

컨버터(200)의 이득 및 오프셋의 측정을 추정하기 위한 방법, 시스템, 기기 및 컴퓨터 프로그램이 개시된다. 컨버터는 디지털 세팅에 기초하여, x-선 영상화 시스템에서 광자계수 검출기의 비교기(10, 20)에 의해 문턱값으로 사용될 기준 전압을 생성하는데 사용된다. 상기 방법은 기준 컨버터(100)로서 작용할 제 1 컨버터 및 타겟 컨버터(200)로서 작용할 제 2 컨버터를 선택하는 단계(S1)로 구성된다. 상기 방법은 또한 기준 컨버터(100)에 연결되는 비교기에 의해 문턱값으로 사용될 두 개 이상의 상이한 기준 전압(R)을 생성하기 위해 상이한 디지털 세팅을 기준 컨버터(100)에 할당하는 단계(S2)로 구성된다. 상기 방법은 또한 광자계수 측정에 기초하여, 타겟 컨버터(200)에 의해 기준 전압이 생성되는 비교기(20)에 연결되는 광자 카운터에 등록된 광자의 수를 표시하는 정보를 획득하는 단계(S3)로 구성된다. 획득된 광자의 수를 표시하는 정보 및 두 개 이상의 디지털 세팅에 기초하여, 상기 방법은 기준 컨버터에 대한 타겟 컨버터의 이득 및 오프셋의 추정을 결정한다.

Description

컨버터의 상대적인 이득 및 오프셋 추정을 위한 방법 및 시스템
제안된 기술은 일반적으로, 디지털 세팅에 기초하여, x-선 영상화 시스템에서 광자계수 검출기의 비교기에 의해 문턱값(임계값)으로 사용될 기준 전압을 생성하는 컨버터의 이득 및 오프셋 추정을 위한 방법, 시스템, 기기 및 컴퓨터 프로그램에 관한 것이다.
x-선 영상화와 같은 방사선 영상화는 의료 응용 분야에서 비파괴 검사를 위해 수년간 사용되어 왔다.
일반적으로, x-선 영상화 시스템은 x-선 광원 및 하나 또는 많은 검출기 요소, 즉, 독립적인 x-선 강도/플루언스 측정 수단으로 이루어진 다중 검출기로 구성되는 x-선 검출기 어레이를 포함한다. x-선 광원은 x-선을 방출하고, 이는 영상화될 피사체 또는 대상을 통과하여 검출기 어레이에 의해 등록된다. 어떤 재료는 다른 재료 보다 x-선의 더 큰 분율을 흡수하기 때문에 영상은 피사체 또는 대상으로 형성된다.
광자계수 및 에너지 분해 능력을 갖는 x-선 검출기는 의료용 x-선 응용분야에서 흔해졌다. 일반적으로 광자계수 x-선 검출기는 비교기 전압 설정에 대한 검출기 재료의 광자 상호작용에 의해 생성된 전기 펄스의 높이를 비교함으로써 광자의 에너지를 결정한다. 이러한 비교기 전압은 또한 에너지 문턱값으로 언급된다. 일반적으로, 비교기의 아날로그 전압은 디지털-아날로그 컨버터(DAC)로 설정된다. DAC는 광자 펄스의 높이가 비교될 수 있는 것에 대하여 제어기에 의해 전송된 디지털 세팅을 아날로그 전압으로 변환한다. 광자의 에너지를 결정하기 위해서, DAC로 전송된 디지털 세팅 및 광자 에너지 사이의 변환(translation)을 인지해야 할 필요가 있다. 이러한 관계는 E = g x DS + m으로 표현될 수 있고, 여기서 E는 광자의 에너지이고, DS는 디지털 세팅이며, g는 이득으로 언급되고, m은 오프셋으로 언급된다.
광자계수 검출기 상의 에너지 문턱값의 이득 및 오프셋을 결정하는 것은 재구성된 영상에서 아티팩트(artifact)를 회피하는데 필수적이다. 회피된 아티팩트는 링 아티팩트를 포함하는데, 이는 에너지 문턱값의 상이한 위치들로 인해, 입력 x-선 스펙트럼이 동일하더라도 채널들이 상이한 수의 x-선을 카운트 할 때 발생한다. 링 아티팩트는 모든 채널 상의 각 문턱값에 대한 이득 및 오프셋을 추정하고 keV의 동일한 위치 상에 에너지 문턱값을 위치시킴으로써 완화될 수 있다. 문턱값이 keV의 동일한 위치에 있는 경우, 동일한 입력은 상이한 채널들에 대해 동일한 출력을 제공한다.
또, 비교정된 에너지 문턱값은 재료 기반의 분해를 수행할 때, 양적 재료 분해를 수행하는 것을 어렵게 하는, 즉, 재구성된 영상의 특정 픽셀에서 특정 재료의 양을 추정하는 것을 어렵게 하는 바이어스를 도입할 수 있다.
또, keV로 가장 낮은 문턱의 위치는 검출기의 전체적인 감지 효율성에 큰 영향을 끼친다. 검출된 스펙트럼은 낮은 keV에 대해 큰 함량을 가지고 가장 낮은 문턱을 더 낮게 위치시키는 것은 더 많은 광자가 카운트 될 수 있다는 것을 암시한다. 그러나, 각각의 채널은 전자 잡음을 가지며, 문턱을 너무 낮게 위치시키는 것은 채널이 많은 잡음 카운트를 카운트하는 결과에 이르게 할 수 있다. 잡음을 카운트하는 것은 시그널을 감소시키고 너무 많은 잡음이 포함될 경우 시그널은 이용될 수 없다. 따라서, 가장 낮은 문턱의 위치에서 잡음을 포함하는 것과 더 많은 실제 광자를 포함하는 것 사이에 상호 보완이 존재하고, 이득 및 오프셋의 정확한 값을 획득함으로써 최적의 위치에 가장 낮은 문턱을 위치시킬 수 있으며, 이는 감지 효율을 상당 퍼센트 증가시킬 수 있다.
비교기에 문턱값을 생산하도록 작용하는 컨버터의 이득 및 오프셋을 추정하는 몇 가지 알려진 방법이 있다. 가장 일반적인 방법은 단일 에너지 x-선 광원 및 싱크로트론(synchrotron) x-선 빔을 사용하여 검출된 x-선 스펙트럼의 피크(peak) 위치를 찾아내기 위해 디지털 세팅의 스캔을 수행하도록 하는 것이다. (참고문헌 [1], [2], [3] 참고) 기타 방법은 디지털 세팅의 스캔을 수행하고 검출된 스펙트럼에서 특징을 식별하고 (참고문헌 [4], [5] 참고), 모델을 검출된 데이터에 맞추거나 (참고문헌 [6] 참고), x-선 튜브의 킬로볼트 피크(kilovoltage peak, KVp)를 변화시키고 카운트가 등록되는 가장 높은 디지털 세팅값을 식별(참고문헌 [7] 참고)하는 것을 포함한다.
선행기술의 모든 방법에 있어서 일반적인 것은, 그들의 목표는 채널 상의 모든 컨버터를 개별적으로 보정하는 것이다.
몇몇 방법이 컨버터의 이득 및 오프셋의 추정을 개선시키도록 제안되어 왔다 하더라도, 예를 들어 x-선 영상화 동안 효율적이고 신뢰할만한 영상 재구성을 획득하기 위해 컨버터의 이득 및 오프셋의 추정을 더욱 개선시키는 메커니즘을 제공하는 분야에서의 필요가 남아 있다.
제안된 기술의 일반적인 목적은 x-선 영상화 시스템에서 광자계수 검출기의 비교기에 대한 문턱값을 생성하도록 작용하는 컨버터의 상대적인 이득 및 오프셋의 측정을 추정하는 것이 가능하게 하는 메커니즘을 제공하는 것이다.
제안된 기술의 특별한 목적은 컨버터의 상대적인 이득 및 오프셋을 추정하는 방법을 제공하는 것이다.
다른 목적은 컨버터의 상대적인 이득 및 오프셋을 추정하도록 설정된 시스템을 제공하는 것이다.
또 다른 목적은 컨버터의 상대적인 이득 및 오프셋을 추정하기 위한 컴퓨터 프로그램을 제공하는 것이다.
또 다른 목적은 컨버터의 상대적인 이득 및 오프셋을 추정하는 기기를 제공하는 것이다.
또 다른 목적은 x-선 영상화 시스템에서 두 개의 상이한 컨버터 간에 상대적인 이득 및 오프셋을 추정하기 위한 방법을 제공하는 것이다.
이들 및 기타 목적은 제안된 기술의 실시예에 의해 충족된다.
제 1 양상에 따르면, 디지털 세팅에 기초하여, x-선 영상화 시스템에서 광자계수 검출기의 비교기에 의해 문턱값으로 사용될 기준 전압을 생성하는 컨버터의 이득 및 오프셋의 측정을 추정하는 방법이 제공되고, 광자계수 검출기는 다수의 비교기로 구성되며, 여기에서 개별적인 비교기의 문턱값은 상응하는 컨버터에 의해 생성된다.
상기 방법은 다수의 컨버터로부터 기준 컨버터로서 작용할 제 1 컨버터 및 타겟 컨버터로서 작용할 제 2 컨버터를 선택하는 단계로 구성된다. 상기 방법은 또한 두 개 이상의 상이한 디지털 세팅(DS)을 기준 컨버터에 할당하는 단계로 구성되고, 여기에서 두 개 이상의 디지털 세팅(DS)은 기준 컨버터에 연결되는 비교기에 의해 문턱값으로 사용될 두 개 이상의 상이한 기준 전압(R)을 생성하는데 사용된다. 상기 방법은 또한 타겟 컨버터가 기준 전압의 근처에서 타겟 기준 전압(T)에 상응하는 타겟 디지털 세팅(TDS)을 할당받을 때 광자계수 검출기에 의해 수행된 광자계수 측정에 기초하여, 타겟 컨버터에 의해 기준 전압이 생성되는 비교기에 연결되는 광자 카운터에 등록된 광자의 수를 표시하는 정보를 획득하는 단계로 구성된다. 상기 방법은 또한 획득된 광자의 수를 표시하는 정보 및 기준 컨버터에 할당된 두 개 이상의 디지털 세팅(DS)에 기초하여, 기준 컨버터에 대한 타겟 컨버터의 이득 및 오프셋의 추정을 결정하는 단계로 구성된다.
제 2 양상에 따르면, 디지털 세팅에 기초하여, x-선 영상화 시스템에서 광자계수 검출기의 비교기에 의해 문턱값으로 사용될 기준 전압을 생성하는 컨버터의 이득 및 오프셋의 측정을 추정하도록 설정된 시스템이 제공되고, 광자계수 검출기는 다수의 비교기로 구성되며, 여기에서 개별적인 비교기의 문턱값은 상응하는 컨버터에 의해 생성된다.
상기 시스템은 다수의 컨버터로부터 기준 컨버터로서 작용할 제 1 컨버터 및 타겟 컨버터로서 작용할 제 2 컨버터를 선택하도록 설정된다. 상기 시스템은 또한 두 개 이상의 상이한 디지털 세팅(DS)을 기준 컨버터에 할당하도록 설정되고, 두 개 이상의 디지털 세팅(DS)은 기준 컨버터에 연결되는 비교기에 의해 문턱값으로 사용될 두 개 이상의 상이한 기준 전압(R)을 생성하는데 사용된다. 상기 시스템은 또한 타겟 컨버터가 기준 전압(R)의 근처에서 분포된 타겟 기준 전압(T)에 상응하는 타겟 디지털 세팅(TDS)을 할당받을 때 광자계수 검출기에 의해 수행된 광자계수 측정에 기초하여, 타겟 컨버터에 의해 기준 전압이 생성되는 비교기에 연결되는 광자 카운터에 등록된 광자의 수를 표시하는 정보를 획득하도록 설정된다. 상기 시스템은 또한 획득된 광자의 수를 표시하는 정보 및 기준 컨버터에 할당된 두 개 이상의 디지털 세팅(DS)에 기초하여, 기준 컨버터에 대한 타겟 컨버터의 이득 및 오프셋의 추정을 결정하도록 설정된다.
제 3 양상에 따르면, 명령어들로 구성되는 컴퓨터 프로그램이 제공되고, 하나 이상의 프로세서에서 실행될 때, 명령어들은 하나 이상의 프로세서가:
·기준 컨버터에 할당된 두 개 이상의 상이한 디지털 세팅(DS)에 관한 정보를 판독하게 하고, 여기에서 두 개 이상의 디지털 세팅(DS)은 기준 컨버터에 연결되는 비교기에 의해 문턱값으로 사용될 두 개 이상의 상이한 기준 전압(R)을 생성하는데 사용되며,
·타겟 컨버터가 기준 전압의 근처에서 타겟 기준 전압(T)에 상응하는 타겟 디지털 세팅(TDS)을 할당받을 때 광자계수 검출기에 의해 수행된 광자계수 측정을 통해 획득된 정보를 판독하게 하고, 여기에서 정보는 타겟 컨버터에 의해 기준 전압이 생성되는 비교기에 연결되는 광자 카운터에 등록된 광자의 수를 표시하며,
·광자의 수를 표시하는 판독 정보 및 기준 컨버터에 할당된 상기 두 개 이상의 디지털 세팅(DS)에 관한 판독 정보에 기초하여, 기준 컨버터에 대한 타겟 컨버터의 이득 및 오프셋의 추정을 결정하도록 한다.
제안된 기술의 실시예들은 광자계수 검출기 및 에너지 분해 검출기의 에너지 문턱값의 상대적 캘리브레이션(calibration)을 수행하는 것을 가능하게 한다. 상기 방법은 높은 정확도를 갖는다. 또한, 상기 방법은 빠르고, 영상화 시스템의 모델을 요구하지 않는다. 광원은 광범위한 스펙트럼 x-선 제너레이터로 구성될 수 있다. 또한, 검출기의 잡음 플로어가 광원으로 사용될 경우, 즉, 문턱값이 잡음 플로어 이하로 설정될 경우 카운트가 생성되고, 상기 방법은 x-선 광원 역시 사용하지 않고 에너지 문턱값의 오프셋을 결정하는데 사용될 수 있다.
기타 이점은 발명의 상세한 설명으로부터 이해될 것이다.
첨부된 도면과 함께 적용된 다음의 설명을 참조함으로써 실시예들은 그의 추가 대상 및 이점과 함께 가장 잘 이해될 수 있다:
도 1은 선행 기술에 따른 광자계수 장치를 도시하는 개략적인 구성도이다.
도 2는 세 개의 상이한 타겟 컨버터 수에 있어서 광자계수에 대해 표시된 타겟 컨버터의 디지털 세팅을 도시하는 그래프이다.
도 3은 제안된 기술에 따른 이득 및 오프셋의 측정을 추정하는 방법을 도시하는 개략적인 흐름도이다.
도 4는 제안된 기술에 따른 특정 시스템을 도시하는 개략적인 구성도이다.
도 5는 제안된 기술에 따른 대안적인 시스템을 도시하는 개략적인 구성도이다.
도 6은 컴퓨터 프로그램이 제안된 기술에 따른 시스템에서 어떻게 구현될 수 있는지 도시하는 구성도이다.
도 7은 제안된 기술에 따른 기기를 도시하는 구성도이다.
도 8은 광자계수 장치의 일부를 도시하는 구성도이다.
도 9는 광자계수 장치의 일부를 도시하는 구성도이다.
도면 전체에 걸쳐, 동일한 참조 번호는 유사하거나 대응하는 요소들에 대해 사용된다.
제안된 기술의 더 나은 이해를 위해서, 기술적 문제의 간략한 시스템 개요 및/또는 분석으로 시작하는 것이 유용할 것이다. 이 목적을 위해, 도 1을 참조하면, 선행 기술에 따른 광자계수 장치의 개략도가 제공된다.
광자가 반도체 재료에 상호작용 할 때, 전자 정공(electron-hole) 쌍의 클라우드가 생성된다. 검출기 재료 위에 전기장을 적용함으로써, 전하 운반체가 검출기 재료에 부착된 전극에 의해 수집된다. 시그널은 검출기 요소들로부터 병렬 처리 회로, 예를 들어 ASIC의 입력부로 전송된다. 용어 '주문형 반도체(Application Specific Integrated Circuit, ASIC)'는 특정 용도를 위해 사용되고 설정되는 임의의 일반 회로로서 광범위하게 해석되어야 하는 것으로 이해되어야 한다. ASIC는 각각의 x-선으로부터 생성되는 전하를 처리하고 그것을 디지털 데이터로 변환시키며, 디지털 데이터는 광자계수 및/또는 추정된 에너지와 같은 측정 데이터를 획득하기 위해 사용될 수 있다. 일례로, ASIC는 전압 펄스가 검출기 재료의 광자에 의해 저장된 에너지의 양에 비례하는 최대 높이로 생산될 수 있도록 전하를 처리한다. ASIC는 비교기(302) 세트로 구성될 수 있고, 여기에서 각각의 비교기(302)는 전압 펄스의 크기를 기준 전압에 비교한다. 디지털-아날로그 컨버터(DAC)(301)는 사용자 또는 제어 프로그램에 의해 제공될 수 있는 디지털 세팅을 비교기(302)에 사용될 수 있는 기준 전압으로 변환시키는데 사용될 수 있다. 전압 펄스의 높이가 특정 비교기의 기준 전압을 초과할 경우, 우리는 비교기가 촉발된 것으로 나타낼 것이다. 특정 구현에서, 각각의 비교기는 번호가 정해지고 디지털 카운터(303)에 연결된다. 각각의 검출된 광자에 대해서, 촉발된 비교기 중에서 가장 높은 수를 갖는 비교기에 연결된 카운터(303)가 증가된다. 이러한 예의 구현에서, 기준 전압의 크기는 수들, 즉 더 높은 수가 더 높은 기준 전압에 대응하는 것과 같은 방법으로 정렬되려고 하지만, 그러나, 이는 한정이 아니며 모든 비교기들의 기준 전압을 독립적으로 설정하는 것이 가능하다. 이러한 특징은 개시된 발명에 의해 활용된다.
도 9는 광자계수 장치의 일부에 대한 상세도를 제공한다. 여기서, 도 1에서 302로 표시된 비교기 그룹은 두 개의 상이한 비교기(10, 20)로 구성되면서 개략적으로 설명된다. 상응하는 컨버터(100, 200)가 이들 비교기에 연결된다. 디지털-아날로그 컨버터(DAC)일 수도, 그러나 다른 가능성도 있는 컨버터는 도 1에서 집단적으로 301로 표시되었다. 컨버터(100, 200)는 제공된 디지털 세팅에 기초하여, 상응하는 비교기(10, 20)에 의해 문턱값으로 사용될 기준 전압을 생성한다. 이런 이유로, 광자계수 장치를 사용하는 동안 비교기(10, 20)는 입사하는 펄스 값을 생성된 기준 전압과 비교하고 광자는 비교의 결과에 기초하여 계수로 등록된다. 검출된 광자의 에너지를 결정하기 위해서, 컨버터에 전송된 디지털 세팅, 예를 들어 DAC와 광자 에너지 사이의 변환을 인지해야 할 필요가 있다. 이러한 관계는 일반적으로 E = g x DS + m으로 표현될 수 있고, 여기서 E는 광자의 에너지이고, DS는 디지털 세팅이며, g는 이득으로 언급되고, m은 오프셋으로 언급된다. 개시된 발명은 동일한 채널 상의 상이한 비교기 간에 상대적인 이득 및 오프셋을 결정하는 메커니즘에 관한 것이다. 상대적인 이득 및 오프셋은 두 개의 컨버터의 디지털 세팅에 관련되는데, 예를 들어,
DS1 = g DS2 + m이고,
여기에서 DS1은, 예를 들어 컨버터(100)인 제 1 컨버터의 디지털 세팅이고 DS2는 예를 들어 컨버터(200)인 제 2 컨버터의 디지털 세팅이다.
도 3은 디지털 세팅에 기초하여, x-선 영상화 시스템에서 광자계수 검출기의 비교기(10, 20)에 의해 문턱값으로 사용될 기준 전압을 생성하는 컨버터(200)의 이득 및 오프셋의 측정을 추정하는 방법의 일례를 도시하는 개략적인 흐름도이다. 광자계수 검출기는 다수의 비교기(10, 20)로 구성되며, 여기에서 개별적인 비교기(10, 20)의 문턱값은 상응하는 컨버터(100, 200)에 의해 생성된다. 상기 방법은 다수의 컨버터(100, 200)로부터 기준 컨버터(100)로서 작용할 제 1 컨버터 및 타겟 컨버터(200)로서 작용할 제 2 컨버터를 선택하는 단계(S1)로 구성된다. 상기 방법은 또한 두 개 이상의 상이한 디지털 세팅(DS)을 기준 컨버터(100)에 할당하는 단계(S2)로 구성되고, 여기에서 두 개 이상의 디지털 세팅(DS)은 기준 컨버터(100)에 연결되는 비교기에 의해 문턱값으로 사용될 두 개 이상의 상이한 기준 전압(R)을 생성하는데 사용된다. 상기 방법은 또한 타겟 컨버터(200)가 기준 전압의 근처에서 타겟 기준 전압(T)에 상응하는 타겟 디지털 세팅(TDS)을 할당받을 때 광자계수 검출기에 의해 수행된 광자계수 측정에 기초하여, 타겟 컨버터(200)에 의해 기준 전압이 생성되는 비교기(20)에 연결되는 광자 카운터에 등록된 광자의 수를 표시하는 정보를 획득하는 단계(S3)로 구성된다. 상기 방법은 또한 획득된 광자의 수를 표시하는 정보 및 기준 컨버터에 할당된 두 개 이상의 디지털 세팅(DS)에 기초하여, 기준 컨버터에 대한 타겟 컨버터의 이득 및 오프셋의 추정을 결정하는 단계(S4)로 구성된다.
제안된 방법을 설명하기 위해, 캘리브레이션 과정이 어떻게 수행될 수 있는지에 대해 다음의 간소화된 예가 고려된다. 광자계수 장치의 관련 부분을 도시하는 도 8이 참조된다. 몇몇 컨버터, DAC1; DAC2; DAC3 및 관련 비교기가 도시된다. 컨버터는 상응하는 비교기에 의해 사용될 기준 전압을 생성하기 위해 디지털 세팅을 공급받거나 할당받는다. 비교기는 광자가 특정 카운터에 의해 등록되어야 하는지 여부를 결정하는데 차례로 사용된다. 처리 결과는 디지털 형식으로 출력될 수 있다. 제안된 방법에 따라, 컨버터의 수 중에 특정 컨버터, 예를 들어 컨버터 번호 8은 기준 컨버터로서 작용하기 위해 단계 S1에서 선택된다. 기타 특정 컨버터는 타겟 컨버터로서 작용하도록 선택되고, 이 예에서 타겟 컨버터는 컨버터 번호 3이다. 두 개의 컨버터의 디지털 세팅은 다음의 관계를 갖는다:
DS8 = 이득*DS3 + 오프셋
여기에서 DS8과 DS3은 각각 컨버터 번호 8과 컨버터 번호 3에 상응하는 디지털 세팅이다. 제안된 기술은 두 컨버터 간에 상대적인 이득 및 오프셋의 측정을 결정하도록 한다.
기준 컨버터와 타겟 컨버터가 선택된 후, 디지털 세팅은 단계 S2에서 예를 들어 디지털 세팅이 55인 기준 컨버터 DS8에 할당된다. 디지털 세팅은 또한 타겟 컨버터 DS3에 할당된다. 단계 S3에서, 타겟 컨버터에 의해 기준 전압이 생성되는 비교기에 연결되는 광자 카운터에 등록되는 광자의 수를 표시하는 정보를 획득한다. 획득된 정보는 수행된 광자계수 측정에 기초한다. 타겟 컨버터에 상응하는 카운터에 등록하는 광자계수들은 타겟 컨버터의 기준 전압 보다는 높고 기준 컨버터의 기준 전압 보다는 낮은 펄스 높이를 갖는 광자들이다. 이제, 타겟 컨버터에 상응하는 카운터가 기본적으로 제로(zero) 계수들을 등록하는 위치를 식별할 수 있을 때까지 우리는 타겟 컨버터 DS3의 디지털 세팅을 변경함으로써 두 개의 컨버터가 동일한 디지털 세팅을 결정한다. 우리가 DS3 = 45가 타겟 컨버터에 상응하는 카운터가 제로 또는 기본적으로 제로 계수를 얻는 가장 낮은 디지털 세팅인 것을 식별했다고 가정해보자. 그 후 과정은 기준 컨버터의 제 2 디지털 세팅 DS8 = 100에 대해 반복된다. 타겟 컨버터에 상응하는 카운터에서 DS3 = 95가 제로 또는 기본적으로 제로 계수를 제공한다는 가정 하에, 단계 S4에서 다음의 등식 한 쌍을 풀이함으로써 이득 및 오프셋의 추정을 결정하는 것이 가능할 것이다:
55 = 이득*45 + 오프셋
100 = 이득*95 + 오프셋,
이는 이득 = 1 및 오프셋 = 5로 풀이된다. 기준 컨버터 DS8의 제 2 디지털 세팅에 대한 광자 측정이 100일 경우, 대신에, 예를 들어 DS3 = 105에 대해 타겟 컨버터에 상응하는 카운터가 제로 또는 기본적으로 제로 계수인 것을 보여줄 수도 있다. 그렇게 되면, 등식의 쌍은 대신에 아래와 같을 것이다.
55 = 이득*45 + 오프셋
100 = 이득*105 + 오프셋
이는 이득 = 0.83 및 오프셋 = 12.5로 풀이된다.
제안된 기술의 특정 실시예는 방법을 제공하고, 여기에서 광자계수 측정은, 기준 컨버터(100)의 두 개 이상의 기준 전압(R) 주변에 분포되는 타겟 기준 전압(T)을 생성하기 위해 선택된, 할당된 타겟 디지털 세팅(TDS)으로 수행된다.
예로써, 제안된 기술은 방법을 제공하고, 여기에서 할당된 타겟 디지털 세팅(TDS)은 기준 컨버터(100)의 두 개 이상의 기준 전압(R) 각각의 상하에 모두 분포된 타겟 기준 전압(T)을 생성하기 위해 선택된다.
제안된 기술의 다른 실시예에 따라 방법이 제공되고, 여기에서 정보를 획득하는 단계 S3은 기준 컨버터(100)에 할당되는 두 개 이상의 디지털 세팅(R) 각각 및 타겟 컨버터(200)에 할당되는 타겟 디지털 세팅(TDS) 각각에 대해, 할당된 타겟 디지털 세팅(TDS) 중 특정한 하나에 의해 기준 전압이 생성되는 비교기(20)에 연결되는 광자 카운터에 등록된 광자의 수에 관한 정보를 획득하도록 구성된다.
제안된 기술의 특정 실시예는 방법을 제공하고, 여기에서 정보를 획득하는 단계 S3은 기준 컨버터(100)에 할당되는 두 개 이상의 디지털 세팅(R) 각각에 대해, 기본적으로 어떠한 광자도 광자 카운터에 등록되지 않았던 타겟 디지털 세팅(TDS) 중 하나의 설정을 획득하도록 구성된다.
전자 잡음으로 인해서, 특정 디지털 세팅(DS)에 상응하는 에너지(E)는 일정하지 않다. 이것은 Et 및 Er 모두 조금씩 변동하기 때문에 평균적으로 Et = Er이라 하더라도 광자가 타겟 컨버터에 의해 등록될 수 있다는 것을 암시한다. 따라서, 어떤 광자도 등록된 계수들이 오직 전자 잡음으로 인한 변동으로부터 발생이 예상될 때, 그리고 Et 및 Er의 평균 값이 동일한 지점을 나타내지는 않는다. 일반적으로, 이 위치는 선형 회귀(linear regression)로 발견될 수 있고, 이는 위에서 설명되었고 도 2에 묘사된다. 이러한 접근은 광자 스펙트럼이 기준 컨버터에 상응하는 에너지 주위의 영역에서 거의 일정할 경우 정확하고, 여기에서 일정한 영역은 선형 회귀를 수행하기 위해 두 개 이상의 디지털 세팅 단계, 즉 DS 단계여야만 한다. 광자 스펙트럼이 기준 컨버터에 상응하는 에너지의 근처에서 일정하지 않은 경우, 비-선형 적합 방법이 선형 적합 방법을 대체해야 할 것이다.
여전히, 제안된 기술의 또 다른 특정 실시예는 기준 컨버터(100)에 할당된 두 개 이상의 디지털 세팅(R)의 각각의 값에 대해, 기준 디지털 세팅의 설정 중 가장 낮은 기준 디지털 세팅을 선택하는 것으로 더 구성되는 방법을 제공하고, 여기에서 기준 컨버터(100)에 대한 타겟 컨버터(200)의 이득 및 오프셋의 추정을 결정하는 단계 S4는 선택된 가장 낮은 기준 디지털 세팅 및 기준 컨버터(100)에 할당된 두 개 이상의 디지털 세팅 각각에 기초한다.
타겟 컨버터에 연결된 카운터는 Et > Er인 모든 DSt 값에 대해 기본적으로 제로 계수를 카운트할 것이다. 따라서, Et = Er인 DSt 값을 선택하기 위해서, 타겟 컨버터에 연결되는 카운터가 기본적으로 제로 계수를 등록하는 DSt 값 중에서 가장 작은 Et 값에 상응하는 DSt 값을 선택하는 것이 바람직하다.
제안된 기술의 또 다른 실시예는 방법을 제공하고, 여기에서 정보를 획득하는 단계 S3은 두 광자계수 측정에 기초하고, 제 1 광자계수 측정은 두 개 이상의 기준 전압(R) 중 제 1 기준 전압의 근처에 분포된 타겟 기준 전압(T)을 생성하기 위해 선택된 타겟 디지털 세팅으로 수행되고, 제 2 광자 계수 측정은 두 개 이상의 기준 전압(R) 중 제 2 기준 전압의 근처에 분포된 타겟 기준 전압(T)을 생성하기 위해 선택된 타겟 디지털 세팅으로 수행된다. 이 특정 실시예에서, 단계 S4에서 g 및 m에 대한 다음의 등식을 풀이함으로써 기준 컨버터(100)에 대한 타겟 컨버터(200)의 이득 g 및 오프셋 m의 추정을 결정하는 것이 가능하고:
i. DS r , 1 = g x DS t , 1 +m
ii. DS r , 2 = g x DS t , 2 +m,
여기에서 DS r , 1 은 기준 컨버터에 할당된 디지털 세팅의 가장 높은 값이고, DS r , 2 는 기준 컨버터에 할당된 디지털 세팅의 가장 낮은 값이며, DS t , 1 은 DS r , 1 의 근처에 분포된 타겟 디지털 세팅으로 수행되는 광자계수 측정 시 어떠한 광자도 등록되지 않거나 기본적으로 어떠한 광자도 등록되지 않은 가장 낮은 기준 디지털 세팅이고, DS t , 2 는 DS r , 2 의 근처에 분포된 타겟 디지털 세팅으로 수행되는 광자계수 측정 시 어떠한 광자도 등록되지 않거나 기본적으로 어떠한 광자도 등록되지 않은 가장 낮은 기준 디지털 세팅이다.
제안된 실시예를 더 설명하기 위해서 매우 간략한 예가 제공되고, 여기에서 이득 및 오프셋인 g 및 m은 등식의 선형 시스템을 풀이함으로써 결정된다. 이는 예를 들어 아래와 같이 행해질 수 있다.
DS r , 2 = g x DS t , 2 +m => DS r , 2 - g x DS t , 2 = m
DS r , 1 = g x DS t , 1 +m => DS r , 1 = g x DS t , 1 + DS r , 2 - g x DS t , 2 =>
g = (DS r , 1 - DS r , 2 )/(DS t , 1 - DS t , 2 )
및
m = DS r , 2 - g x DS t , 2 = DS r , 2 - (DS r , 1 - DS r , 2 )/(DS t , 1 - DS t , 2 ) x DS t , 2
제안된 방법의 다수의 실시예들을 상세하게 설명했기 때문에, 다음에서 N개의 비교기를 갖는 x-선 검출기가 있는 시나리오에서 제안된 방법의 사용을 설명하기 위한 특정 예가 따른다. 각각의 카운터가 x-선을 등록하는 에너지 주기를 알기 위해서, N개의 모든 비교기에 대한 이득 및 오프셋을 알아야 한다. 비교기의 이득 및 오프셋은 E = gi x DSi + mi와 같이 표현될 수 있고, 여기에서 E는 광자 에너지이고 i는 비교기 번호이다. 개시된 발명은 타겟 비교기와 기준 비교기 간에 상대적인 이득 및 오프셋을 결정하는 방법을 제공한다. 상대적인 이득 및 오프셋은 비교기가 동일한 에너지에 상응하는 전압에서 설정될 때 두 비교기에 대한 디지털 세팅과 관련된다. 타겟 컨버터 Et 및 기준 컨버터 Er에 상응하는 에너지가 동일할 경우, 즉:
g r x DS r + m r = E r
g t x DS t + m t = E t
E t = E r 일 경우,
여기에서, 첨자 t는 타겟 컨버터를 의미하고 첨자 r은 기준 컨버터를 의미하며, 그러면
g r x DS r + m r = g t x DS t + m t =>
DS r = (g t / g r ) x DS t + (m t - m r ) / g r =>
DS r = g t,r x DS t + m t,r 이다.
상대적인 이득 및 오프셋은 g t,r = g t / g r 및 m t,r = (m t - m r ) / g r 로서 정의된다.
상대적인 이득 및 오프셋, gt,r 및 mt,r의 값은 따라서, 우리가 두 개 이상의 상이한 E*의 값에 대해 Et = Er = E*인 DSt 및 DSr의 값을 알 경우 선형 회귀에 의해 결정될 수 있다.
우리가 기준 컨버터를 디지털 세팅 DSr에 할당했다고 가정 하에, 우리는 Et = Er인 디지털 세팅 DSt를 알아내기를 원한다. 우리는 각각의 검출된 광자에 대해, 촉발된 비교기들 중에 가장 높은 수를 갖는 비교기에 연결된 카운터가 증가되는 특징을 이용한다. 기준 컨버터가 높은 수를 갖는다고 가정하면, 타겟 컨버터에 연결된 카운터는 Et < E < Er인 에너지를 갖는 모든 x-선을 카운트 할 것이다. Et < Er일 경우, 타겟 컨버터에 연결된 카운터에 등록된 계수들이 있을 것이다. 그러나, Et > Er일 경우, 타겟 컨버터는 완벽하게 어떠한 계수도 등록하지 않을 것이다. 따라서, 타겟 컨버터의 디지털 세팅 DSt를 찾을 수 있고, 여기서 타겟 컨버터에 연결된 카운터가 제로 광자들을 등록하는 최소의 DSt를 찾음으로써 Et = Er인 것이다.
모든 x-선 검출기의 비이상적인 에너지 분해로 인해, 타겟 컨버터는 Et = Er 일 때 조차도 소수의 광자를 카운트 할 것이다. Et = Er인 위치의 더 정확한 추정을 수행하기 위해서, 입력 스펙트럼이 거의 일정할 경우, 우리는 타겟 컨버터에 연결된 카운터에 등록된 광자의 수가 타겟 컨버터 및 기준 컨버터에 연결되는 에너지 간의 차이에 거의 비례한다는 것을 이용할 수 있고, 이는 두 컨버터 간의 에너지 차이가 적을 경우 종종 사실이다. 이것은 우리가 타겟 컨버터에 대한 디지털 세팅 DSt의 설정 값에 대한 측정을 수행할 경우, Et가 Er에 도달하면서 등록된 광자들의 수가 거의 선형으로 감소할 것임을 암시한다. 타겟 컨버터에 연결되는 카운터 값에 선형 회귀를 수행함으로써, 검출된 계수들의 수가 제로여야 하는 DSt의 값이 추정될 수 있다.
도 2는 DSt의 상이한 값에 대하여, 세 개의 상이한 비교기, 즉 비교기 번호 1, 2, 및 3에 상응하는 카운터들에서 등록된 계수들의 도시를 제공한다. 이 예에서, 기준 비교기 번호는 8이었고, DSr은 50으로 설정되었다.
이 도시로부터, 우리는 Et가 Er일 때의 DSt의 값은 각각 비교기 번호 1, 2, 및 3에 대하여 49, 47 및 54인 것을 알 수 있다.
제안된 기술에 따른 방법은 또한 기준 컨버터로서 사용되지 않는 두 개의 컨버터 간의 상대적인 이득 및 오프셋을 결정하는데 사용될 수 있다. 이런 이유로, 기준 문턱값에 관련된 이득 및 오프셋이 두 개의 상이한 컨버터, 즉 제 1 컨버터 및 제 2 컨버터에 대해 결정될 경우, 제 1 컨버터 및 제 2 컨버터 간의 상대적인 이득 및 오프셋이 결정될 수 있다.
위에 언급된 것은 앞서 기술된 바에 따른 방법으로 달성될 수 있고, 상기 방법은 기준 컨버터에 대한 타겟 컨버터 각각의 이득 및 오프셋의 추정을 결정하기 위해 두 개의 상이한 컨버터, 즉 제 1 타겟 컨버터 및 제 2 타겟 컨버터에 대해 반복되고, 여기에서 상기 방법은 타겟 컨버터 각각의 이득 및 오프셋의 결정된 추정을 기초하여 제 2 타겟 컨버터에 대한 제 1 타겟 컨버터의 이득 및 오프셋을 결정하는 것으로 더 구성된다.
예로써, 제안된 기술은 제 2 타겟 컨버터에 대한 제 1 타겟 컨버터의 이득 및 오프셋이 다음의 등식을 풀이함으로써 결정되는 방법을 제공한다:
iii. S 1 = g 1 V 1 1 + m 1
iv. S1 = g 2 V 2 2 + m 2 ,
여기에서:
S 1 은 기준 컨버터에 할당된 두 개 이상의 디지털 세팅 중 특정 디지털 세팅이고,
g 1 및 m 1 은 각각 기준 컨버터에 대한 제 1 타겟 컨버터의 이득 및 오프셋이며,
V 1 1 은 S1 근처에 분포된 타겟 디지털 세팅으로 수행되는 광자계수 측정 시 어떠한 광자도 등록되지 않은 제 1 타겟 컨버터의 가장 낮은 기준 디지털 세팅이고,
g 2 및 m 2 는 각각 기준 컨버터에 대한 제 2 타겟 컨버터의 이득 및 오프셋이며,
V 2 2 은 S1 근처에 분포된 타겟 디지털 세팅으로 수행되는 광자계수 측정 시 어떠한 광자도 등록되지 않은 제 2 타겟 컨버터의 가장 낮은 기준 디지털 세팅이다.
제안된 방법을 설명하기 위해, 기준 컨버터에 대하여, 우리가 번호 1인 제 1 컨버터 및 번호 2인 제 2 컨버터의 이득 및 오프셋을 결정한 간소화된 예가 고려된다. 첨자 r로 명시된, 번호 1 및 번호 2의 두 개의 상이한 타겟 컨버터 및 기준 컨버터에 대한 디지털 세팅(DS) 간의 관계는 다음과 같다:
DS r = g1,r x DS 1 + m 1,r
DS r = g 2,r x DS 2 + m 2,r
이러한 관계는 아래에 의해 두 개의 타겟 컨버터의 디지털 세팅을 관련시키는데 이용될 수 있다:
g1,r x DS 1 + m 1,r = g 2,r x DS 2 + m 2,r =>
(g 1,r /g 2,r ) x DS 1 + (m 1,r - m 2,r )/g 2,r = DS 2 =>
g 1,2 x DS 1 + m 1,2 = DS 2
여기서, g 1,2 = (g 1,r /g 2,r )이고 m 1,2 = (m 1,r - m 2,r )/g 2,r 이다.
제안된 기술은 따라서 두 개의 상이한 컨버터 간에 상대적인 이득 및 오프셋을 결정하는 방법을 제공한다.
제안된 기술은 기준 컨버터에 대한 타겟 컨버터로서 언급되는, 특정 컨버터의 이득 및 오프셋을 추정하기에 적합하고 여기에서 컨버터는 디지털-아날로그 컨버터(DAC)이다.
여기에 기술된 방법 및 장치가 다양한 방법으로 구현되고, 결합되며 재구성될 수 있음이 이해될 것이다.
예를 들어, 실시예들은 하드웨어로, 또는 적절한 처리 회로에 의한 실행을 위해서 소프트웨어로, 또는 이들의 조합으로 구현될 수 있다.
여기에 기술된 단계, 기능, 과정, 모듈 및/또는 블럭은 범용 전자 회로 및 주문형 회로를 모두 포함하여 개별 회로 또는 집적 회로 기술과 같은 임의의 종래 기술을 사용하여 하드웨어로 구현될 수 있다.
대안적으로, 또는 보완으로써, 여기에 기술된 단계, 기능, 과정, 모듈 및/또는 블럭 중 적어도 일부는 하나 이상의 프로세서 또는 처리 유닛과 같은 적절한 처리 회로에 의한 실행을 위한 컴퓨터 프로그램과 같은 소프트웨어에서 구현될 수 있다.
처리 회로의 예들은 하나 이상의 마이크로프로세서, 하나 이상의 디지털 신호 프로세서(DSP), 하나 이상의 중앙 처리 장치(CPU), 비디오 가속 하드웨어 및/또는 하나 이상의 현장 프로그램 가능한 게이트 어레이(FPGA)와 같은 임의의 적절한 프로그램 가능한 논리 회로, 또는 하나 이상의 프로그램 가능한 논리 제어 장치(PLC)를 포함하지만, 이에 한정되지는 않는다.
또, 제안된 기술이 구현되는 임의의 종래의 장치 또는 유닛의 일반적인 처리 능력을 재사용하는 것이 가능할 수도 있음을 이해해야 한다. 예를 들어, 기존 소프트웨어를 다시 프로그래밍하거나 새로운 소프트웨어 구성 요소를 추가함으로써 기존 소프트웨어를 재사용하는 것 또한 가능하다.
제안된 기술은 또한 제안된 방법을 실행하도록 설정된 장치 또는 시스템을 제공한다. 그러한 장치 또는 시스템은 본 명세서에서 앞서 기술된 모든 제안된 방법 단계를 수행하도록 설정될 수 있다.
제안된 기술의 일 양상에 따르면, 이와 같이 제안된 방법을 구현하는데 적합한 시스템이 제공된다. 따라서, 디지털 세팅에 기초하여, x-선 영상화 시스템에서 광자계수 검출기의 비교기(10, 20)에 의해 문턱값으로 사용될 기준 전압을 생성하는 컨버터(200)의 이득 및 오프셋의 측정을 추정하도록 설정된 시스템(1)이 제공되고, 광자계수 검출기는 다수의 비교기(10, 20)로 구성되며, 여기에서 개별적인 비교기(10, 20)의 문턱값은 상응하는 컨버터(100, 200)에 의해 생성된다. 상기 시스템(1)은 다수의 컨버터(100, 200)로부터 기준 컨버터(100)로서 작용할 제 1 컨버터 및 타겟 컨버터(200)로서 작용할 제 2 컨버터를 선택하도록 설정된다. 상기 시스템(1)은 또한 두 개 이상의 상이한 디지털 세팅(DS)을 기준 컨버터(100)에 할당하도록 설정되고, 두 개 이상의 디지털 세팅(DS)은 기준 컨버터(100)에 연결되는 비교기에 의해 문턱값으로 사용될 두 개 이상의 상이한 기준 전압(R)을 생성하는데 사용된다. 상기 시스템(1)은 또한 타겟 컨버터(200)가 기준 전압(R)의 근처에서 분포된 타겟 기준 전압(T)에 상응하는 타겟 디지털 세팅(TDS)을 할당받을 때 광자계수 검출기에 의해 수행된 광자계수 측정에 기초하여, 타겟 컨버터(200)에 의해 기준 전압이 생성되는 비교기(20)에 연결되는 광자 카운터에 등록된 광자의 수를 표시하는 정보를 획득하도록 설정된다. 상기 시스템(1)은 또한 획득된 광자의 수를 표시하는 정보 및 기준 컨버터에 할당된 두 개 이상의 디지털 세팅(DS)에 기초하여, 기준 컨버터에 대한 타겟 컨버터의 이득 및 오프셋의 추정을 결정하도록 설정된다.
도 4는 실시예에 따른 프로세서-메모리 구현에 기초하여, 시스템(100)의 일례를 도시하는 개략적인 구성도이다. 이러한 특정 예에서, 장치/시스템(100)은 프로세서(110) 및 메모리(120)로 구성되고, 메모리(120)는 프로세서(110)에 의해 실행될 수 있는 명령어로 구성되며, 이에 의해 상기 프로세서는, 디지털 세팅에 기초하여, x-선 영상화 시스템에서 광자계수 검출기의 비교기에 의해 문턱값으로 사용될 기준 전압을 생성하는 컨버터의 이득 및 오프셋의 측정을 추정하도록 작동한다.
도 5는 실시예에 따른 하드웨어 회로 구현에 기초하여, 장치 또는 시스템(100)의 다른 예를 도시하는 개략적인 구성도이다. 적절한 하드웨어 회로(140)의 특정 예들은 적절하게 설정되거나 가능하게는 재구성 가능한 하나 이상의 전자 회로를 포함하고, 예를 들어 주문형 반도체(Application Specific Integrated Circuit, ASIC), 필드 프로그램 가능 게이트 어레이(Field Programmable Gate Array, FPGA), 또는 적절한 레지스터(REG) 및/또는 메모리 유닛(MEM)(150)과 관련하여 특수한 기능을 수행하도록 상호 연결된 이산 논리 게이트 및/또는 플립-플롭(flip-flop)에 기초한 회로와 같은 임의의 기타 하드웨어 로직을 포함한다.
도 5 및 도 6에 도시된 시스템의 실시예들은 시스템이 외부 기기들과 통신 가능하게 하기 위해 통신 회로(130)가 선택적으로 제공된다.
또한, 하드웨어와 소프트웨어의 조합을 기반으로 하는 솔루션을 제공할 수도 있다. 실제 하드웨어-소프트웨어 구획화(partitioning)는 처리 속도, 구현 비용 및 기타 요건들을 포함하는 여러 요인에 기초하여 시스템 설계자가 결정할 수 있다.
도 6은 실시예에 따른 컴퓨터-구현의 일례를 도시하는 개략도이다. 이 특정 예에서, 여기에 기술된 단계, 기능, 과정, 모듈 및/또는 블럭의 적어도 일부는 컴퓨터 프로그램(125, 135)에서 구현되고, 컴퓨터 프로그램은 하나 이상의 프로세서(110)를 포함하는 처리 회로에 의한 실행을 위해 메모리(120)에 로드된다. 프로세서(들)(110) 및 메모리(120)는 일반적인 소프트웨어 실행을 가능하게 하기 위해 서로에 대해 상호연결된다. 선택적인 입력/출력 장치(127) 또한 입력 파라미터(들) 및/또는 결과 출력 파라미터(들)와 같은 관련된 데이터의 입력 및/또는 출력을 가능하게 하기 위해 프로세서(들)(110) 및/또는 메모리(120)에 상호연결 될 수 있다.
상기 용어 '프로세서'는 일반적인 의미에서 특정 처리, 결정 또는 컴퓨팅 작업을 수행하기 위해 프로그램 코드 또는 컴퓨터 프로그램 명령어를 실행할 수 있는 임의의 시스템 또는 장치로 해석되어야 한다.
따라서, 하나 이상의 프로세서(110)를 포함하는 처리 회로는 컴퓨터 프로그램(125)을 실행할 때 여기에 기술된 바와 같이 잘 정의된 처리 업무를 수행하도록 설정된다.
처리 회로는 상기 기술된 단계, 기능, 과정 및/또는 블럭을 실행하기 위해서만 한정될 필요 없이 기타의 업무 역시 실행할 수 있다.
제안된 기술은 또한 명령어들로 구성되는 컴퓨터 프로그램(125, 135)를 제공하고, 하나 이상의 프로세서(110)에서 실행될 때, 명령어들은 하나 이상의 프로세서(110)가:
·기준 컨버터(100)에 할당된 두 개 이상의 상이한 디지털 세팅(DS)에 관한 정보를 판독하게 하고, 여기에서 상기 두 개 이상의 디지털 세팅(DS)은 기준 컨버터(100)에 연결되는 비교기에 의해 문턱값으로 사용될 두 개 이상의 상이한 기준 전압(R)을 생성하는데 사용되며,
·타겟 컨버터(200)가 기준 전압의 근처에서 타겟 기준 전압(T)에 상응하는 타겟 디지털 세팅(TDS)을 할당받을 때 광자계수 검출기에 의해 수행된 광자계수 측정을 통해 획득된 정보를 판독하게 하고, 여기에서 정보는 타겟 컨버터(200)에 의해 기준 전압이 생성되는 비교기(20)에 연결되는 광자 카운터에 등록된 광자의 수를 표시하며,
·광자의 수를 표시하는 판독 정보 및 기준 컨버터에 할당된 상기 두 개 이상의 디지털 세팅(DS)에 관한 판독 정보에 기초하여, 기준 컨버터에 대한 타겟 컨버터의 이득 및 오프셋의 추정을 결정하도록 한다.
제안된 기술은 또한 컴퓨터 프로그램으로 구성되는 운반체를 제공하고, 운반체는 전자 시그널, 광 시그널, 전자기 시그널, 자기 시그널, 전기 시그널, 무선 시그널, 마이크로파 시그널 또는 컴퓨터로 판독 가능한 저장 매체 중 하나이다.
예로써, 소프트웨어 또는 컴퓨터 프로그램(125, 135)은 컴퓨터 프로그램 제품으로서 실현될 수 있고, 이는 보통 컴퓨터로 판독 가능한 매체(120, 130), 특히 비-휘발성 매체 상에 운반되거나 저장된다. 컴퓨터로 판독 가능한 매체는 판독 전용 메모리 (Read-Only Memory ROM), 랜덤 액세스 메모리(Random Access Memory RAM), 콤팩트 디스크 (Compact Disc CD), 디지털 다기능 디스크 (Digital Versatile Disc DVD), 블루레이 디스크 (Blu-ray disc), 범용 직렬 버스 (Universal Serial Bus USB) 메모리, 하드 디스크 드라이브 (Hard Disk Drive HDD) 저장 장치, 플래시 메모리, 자기 테이프 또는 임의의 기타 종래의 메모리 장치를 포함하여, 하나 이상의 분리형 또는 비-분리형 메모리 장치를 포함할 수 있지만, 이에 한정되지는 않는다. 따라서, 컴퓨터 프로그램은 그의 처리 회로에 의한 실행을 위하여 컴퓨터 또는 동등한 처리 장치의 동작 메모리에 로드될 수 있다.
여기에 제시된 흐름도 또는 도표는 하나 이상의 프로세서에서 실행될 때 컴퓨터 흐름도 또는 도표로 간주될 수 있다. 상응하는 기기는 기능 모듈의 그룹으로서 정의될 수 있으며, 프로세서에 의해 수행되는 각 단계는 하나의 기능 모듈에 대응한다. 이 경우, 기능 모듈은 프로세서에서 실행되는 컴퓨터 프로그램으로 구현된다.
따라서, 메모리에 존재하는 컴퓨터 프로그램은 프로세서에 의해 실행될 때, 여기에 기술된 단계 및/또는 업무의 적어도 일부를 수행하도록 설정된 적절한 기능 모듈로서 구성될 수 있다.
도 7은 디지털 세팅에 기초하여, x-선 영상화 시스템에서 광자계수 검출기의 비교기(10, 20)에 의해 문턱값으로 사용될 기준 전압을 생성하는 컨버터(200)의 이득 및 오프셋의 측정을 추정하는 기기(500)의 일례를 도시하는 개략도이고, 기기(500)는:
·기준 컨버터(100)에 할당된 두 개 이상의 상이한 디지털 세팅(DS)에 관한 정보를 판독하기 위한 판독 모듈(510)과; 여기에서 상기 두 개 이상의 디지털 세팅(DS)은 기준 컨버터(100)에 연결되는 비교기에 의해 문턱값으로 사용될 두 개 이상의 상이한 기준 전압(R)을 생성하는데 사용되고,
·타겟 컨버터(200)가 기준 전압의 근처에서 타겟 기준 전압(T)에 상응하는 타겟 디지털 세팅(TDS)을 할당받을 때 광자계수 검출기에 의해 수행된 광자계수 측정을 통해 획득된 정보를 판독하기 위한 판독 모듈(510)과; 여기에서 정보는 타겟 컨버터(200)에 의해 기준 전압이 생성되는 비교기(20)에 연결되는 광자 카운터에 등록된 광자의 수를 표시하며,
·광자의 수를 표시하는 판독 정보 및 기준 컨버터에 할당된 상기 두 개 이상의 디지털 세팅(DS)에 관한 판독 정보에 기초하여, 기준 컨버터에 대한 타겟 컨버터의 이득 및 오프셋의 추정을 결정하기 위한 처리 모듈(520)로 구성된다.
대안적으로, 대부분 하드웨어 모듈에 의해, 또는 대안적으로 관련된 모듈 간에 적절한 상호 연관이 있는 하드웨어에 의해 도 7의 모듈(들)을 실현하는 것이 가능하다. 특정 예들은 하나 이상의 적절하게 설정된 디지털 시그널 프로세서 및 기타 공지된 전자 회로를 포함하고, 예를 들어 특수한 기능을 수행하도록 상호 연결된 이산 논리 게이트 및/또는 앞서 언급한 주문형 반도체(ASIC)를 포함한다. 사용가능한 하드웨어의 기타 예들은 입력/출력(I/O) 회로 및/또는 시그널을 수신 및/또는 송신하는 회로를 포함한다. 소프트웨어 대 하드웨어의 범위는 전적으로 구현 선택이다.
상술한 실시예는 단지 예로써 제시된 것이고, 제안된 기술은 이에 한정되지 않는다는 것을 이해해야 한다. 통상의 기술자는 첨부된 특허청구범위에 의해 정의된 본 원 발명의 범위를 벗어나지 않고 상시 실시예에 대해 다양한 변형, 조합 및 변경이 실시될 수 있다는 것을 이해할 것이다. 특히, 다른 실시예의 상이한 부분적 해결책은 기술적으로 가능할 경우 기타의 구성으로 결합될 수 있다.
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Claims (15)

  1. 디지털 세팅에 기초하여, x-선 영상화 시스템에서 광자계수 검출기의 비교기(10, 20)에 의해 문턱값으로 사용될 기준 전압을 생성하는 컨버터(200)의 이득 및 오프셋의 측정을 추정하는 방법으로서,
    상기 광자계수 검출기는 다수의 비교기(10, 20)로 구성되고, 개별적인 비교기(10, 20)의 문턱값은 상응하는 컨버터(100, 200)에 의해 생성되며,
    상기 방법은
    - 다수의 컨버터(100, 200)로부터 기준 컨버터(100)로서 작용할 제 1 컨버터 및 타겟 컨버터(200)로서 작용할 제 2 컨버터를 선택하는 단계(S1);
    - 두 개 이상의 상이한 디지털 세팅(DS)을 기준 컨버터(100)에 할당하는 단계(S2); 상기 두 개 이상의 디지털 세팅(DS)은 기준 컨버터(100)에 연결되는 비교기에 의해 문턱값으로 사용될 두 개 이상의 상이한 기준 전압(R)을 생성하는데 사용되고,
    - 타겟 컨버터(200)가 상기 기준 전압의 근처에서 타겟 기준 전압(T)에 상응하는 타겟 디지털 세팅(TDS)을 할당받을 때 상기 광자계수 검출기에 의해 수행된 광자계수 측정에 기초하여, 타겟 컨버터(200)에 의해 기준 전압이 생성되는 비교기(20)에 연결되는 광자 카운터에 등록된 광자의 수를 표시하는 정보를 획득하는 단계(S3); 및
    - 획득된 광자의 수를 표시하는 정보 및 기준 컨버터에 할당된 두 개 이상의 디지털 세팅(DS)에 기초하여, 기준 컨버터에 대한 타겟 컨버터의 이득 및 오프셋의 추정을 결정하는 단계(S4);로 구성되는 방법.
  2. 청구항 1에 있어서, 상기 광자계수 측정은 기준 컨버터(100)의 두 개 이상의 기준 전압(R) 주위에 분포되는 타겟 기준 전압(T)을 생성하도록 선택된, 할당된 타겟 디지털 세팅(TDS)으로 수행되는 방법.
  3. 청구항 2에 있어서, 할당된 타겟 디지털 세팅(TDS)은 기준 컨버터(100)의 두 개 이상의 기준 전압(R) 각각의 상하에 모두 분포된 타겟 기준 전압(T)을 생성하기 위해 선택되는 방법.
  4. 청구항 1 내지 청구항 3 중 어느 한 항에 있어서, 정보를 획득하는 단계(S3)는, 기준 컨버터(100)에 할당되는 상기 두 개 이상의 디지털 세팅(R) 각각 및 타겟 컨버터(200)에 할당되는 상기 타겟 디지털 세팅(TDS) 각각에 대해, 상기 할당된 타겟 디지털 세팅(TDS) 중 특정한 하나에 의해 기준 전압이 생성되는 비교기(20)에 연결되는 광자 카운터에 등록된 광자의 수에 관한 정보를 획득하도록 구성되는 방법.
  5. 청구항 4에 있어서, 정보를 획득하는 단계(S3)는, 기준 컨버터(100)에 할당되는 상기 두 개 이상의 디지털 세팅(R) 각각에 대해, 기본적으로 어떠한 광자도 상기 광자 카운터에 등록되지 않았던 타겟 디지털 세팅(TDS) 중 하나의 설정을 획득하도록 구성되는 방법.
  6. 청구항 5에 있어서,
    상기 방법은 기준 컨버터(100)에 할당된 상기 두 개 이상의 디지털 세팅(R)의 각각의 값에 대해 상기 기준 디지털 세팅의 설정 중 가장 낮은 기준 디지털 세팅을 선택하는 것으로 더 구성되고,
    기준 컨버터(100)에 대한 타겟 컨버터(200)의 이득 및 오프셋의 추정을 결정하는 단계(S4)는 선택된 가장 낮은 기준 디지털 세팅 및 기준 컨버터(100)에 할당된 상기 두 개 이상의 디지털 세팅 각각에 기초하는 방법.
  7. 청구항 1 내지 청구항 6 중 어느 한 항에 있어서, 정보를 획득하는 단계(S3)는 두 광자계수 측정에 기초하며,
    제 1 광자계수 측정은 상기 두 개 이상의 기준 전압(R) 중 제 1 기준 전압의 근처에 분포된 타겟 기준 전압(T)을 생성하기 위해 선택된 타겟 디지털 세팅으로 수행되고,
    제 2 광자 계수 측정은 상기 두 개 이상의 기준 전압(R) 중 제 2 기준 전압의 근처에 분포된 타겟 기준 전압(T)을 생성하기 위해 선택된 타겟 디지털 세팅으로 수행되는 방법.
  8. 청구항 7에 있어서, 기준 컨버터(100)에 대한 타겟 컨버터(200)의 이득인 g 및 오프셋인 m의 추정을 결정하는 단계(S4)는 g 및 m에 대한 아래 등식을 풀이하는 것으로 구성되는 방법으로서,
    i. S 1 = gV 1 + m
    ii. S 2 = gV 2 + m
    여기에서, S1은 기준 컨버터에 할당된 디지털 세팅의 가장 높은 값이고, S2는 기준 컨버터에 할당된 디지털 세팅의 가장 낮은 값이며, V1은 S1의 근처에 분포된 타겟 디지털 세팅으로 수행되는 광자계수 측정 시 어떠한 광자도 등록되지 않은 가장 낮은 기준 디지털 세팅이고, V2는 S2의 근처에 분포된 타겟 디지털 세팅으로 수행되는 광자계수 측정 시 어떠한 광자도 등록되지 않은 가장 낮은 기준 디지털 세팅인 방법.
  9. 청구항 1 내지 청구항 8 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 방법은 기준 컨버터에 대한 상기 타겟 컨버터 각각의 이득 및 오프셋의 추정을 결정하기 위해, 두 상이한 컨버터, 즉, 제 1 타겟 컨버터 및 제 2 타겟 컨버터에 대해 반복되며,
    타겟 컨버터 각각의 이득 및 오프셋의 결정된 추정에 기초하여 제 2 타겟 컨버터에 대한 제 1 타겟 컨버터의 이득 및 오프셋을 결정하도록 더 구성되는 방법.
  10. 청구항 9에 있어서, 제 2 타겟 컨버터에 대한 제 1 타겟 컨버터의 이득 및 오프셋은 아래 등식을 풀이함으로써 결정되고,
    i. S 1 = g 1 V 1 1 + m 1
    ii. S 1 = g 2 V 2 2 + m 2
    여기에서,
    S 1 은 기준 컨버터에 할당된 상기 두 개 이상의 디지털 세팅 중 특정 디지털 세팅이고,
    g 1 및 m 1 은 각각 상기 기준 컨버터에 대한 상기 제 1 타겟 컨버터의 이득 및 오프셋이며,
    V 1 1 은 S1 근처에 분포된 타겟 디지털 세팅으로 수행되는 광자계수 측정 시 어떠한 광자도 등록되지 않은 제 1 타겟 컨버터의 가장 낮은 기준 디지털 세팅이고,
    g 2 및 m 2 는 각각 상기 기준 컨버터에 대한 상기 제 2 타겟 컨버터의 이득 및 오프셋이며,
    V 2 2 은 S1 근처에 분포된 타겟 디지털 세팅으로 수행되는 광자계수 측정 시 어떠한 광자도 등록되지 않은 제 2 타겟 컨버터의 가장 낮은 기준 디지털 세팅인 방법.
  11. 청구항 1 내지 청구항 8 중 어느 한 항에 있어서, 상기 컨버터는 디지털-아날로그 컨버터(DAC)인 방법.
  12. 디지털 세팅에 기초하여, x-선 영상화 시스템에서 광자계수 검출기의 비교기(10, 20)에 의해 문턱값으로 사용될 기준 전압을 생성하는 컨버터(200)의 이득 및 오프셋의 측정을 추정하도록 설정된 시스템으로서,
    상기 광자계수 검출기는 다수의 비교기(10, 20)로 구성되고, 여기에서 개별적인 비교기(10, 20)의 문턱값은 상응하는 컨버터(100, 200)에 의해 생성되며,
    - 상기 시스템은 다수의 컨버터(100, 200)로부터 기준 컨버터(100)로서 작용할 제 1 컨버터 및 타겟 컨버터(200)로서 작용할 제 2 컨버터를 선택하도록 설정되고,
    - 상기 시스템은 두 개 이상의 상이한 디지털 세팅(DS)을 기준 컨버터(100)에 할당하도록 설정되고, 상기 두 개 이상의 디지털 세팅(DS)은 기준 컨버터(100)에 연결되는 비교기에 의해 문턱값으로 사용될 두 개 이상의 상이한 기준 전압(R)을 생성하는데 사용되며,
    - 상기 시스템은 타겟 컨버터(200)가 상기 기준 전압(R)의 근처에서 분포된 타겟 기준 전압(T)에 상응하는 타겟 디지털 세팅(TDS)을 할당받을 때 광자계수 검출기에 의해 수행된 광자계수 측정에 기초하여, 타겟 컨버터(200)에 의해 기준 전압이 생성되는 비교기(20)에 연결되는 광자 카운터에 등록된 광자의 수를 표시하는 정보를 획득하도록 설정되고,
    - 상기 시스템은 획득된 광자의 수를 표시하는 정보 및 상기 기준 컨버터에 할당된 두 개 이상의 디지털 세팅(DS)에 기초하여, 기준 컨버터에 대한 타겟 컨버터의 이득 및 오프셋의 추정을 결정하도록 설정되는 시스템.
  13. 명령어들로 구성되는 컴퓨터 프로그램(125, 135)으로서,
    하나 이상의 프로세서(110)에서 실행될 때, 명령어들은 하나 이상의 프로세서(110)가:
    - 기준 컨버터(100)에 할당된 두 개 이상의 상이한 디지털 세팅(DS)에 관한 정보를 판독하게 하고, 여기에서 상기 두 개 이상의 디지털 세팅(DS)은 기준 컨버터(100)에 연결되는 비교기에 의해 문턱값으로 사용될 두 개 이상의 상이한 기준 전압(R)을 생성하는데 사용되고,
    - 타겟 컨버터(200)가 상기 기준 전압의 근처에서 타겟 기준 전압(T)에 상응하는 타겟 디지털 세팅(TDS)을 할당받을 때 광자계수 검출기에 의해 수행된 광자계수 측정을 통해 획득된 정보를 판독하게 하고, 여기에서 정보는 타겟 컨버터(200)에 의해 기준 전압이 생성되는 비교기(20)에 연결되는 광자 카운터에 등록된 광자의 수를 표시하며,
    - 광자의 수를 표시하는 판독 정보 및 기준 컨버터에 할당된 상기 두 개 이상의 디지털 세팅(DS)에 관한 판독 정보에 기초하여, 기준 컨버터에 대한 타겟 컨버터의 이득 및 오프셋의 추정을 결정하도록 하는 컴퓨터 프로그램(125, 135).
  14. 디지털 세팅에 기초하여, x-선 영상화 시스템에서 광자계수 검출기의 비교기(10, 20)에 의해 문턱값으로 사용될 기준 전압을 생성하는 컨버터(200)의 이득 및 오프셋의 측정을 추정하는 기기(500)로서, 기기(500)는:
    - 기준 컨버터(100)에 할당된 두 개 이상의 상이한 디지털 세팅(DS)에 관한 정보를 판독하기 위한 판독 모듈(510)과; 여기에서 상기 두 개 이상의 디지털 세팅(DS)은 기준 컨버터(100)에 연결되는 비교기에 의해 문턱값으로 사용될 두 개 이상의 상이한 기준 전압(R)을 생성하는데 사용되고,
    - 타겟 컨버터(200)가 상기 기준 전압의 근처에서 타겟 기준 전압(T)에 상응하는 타겟 디지털 세팅(TDS)을 할당받을 때 광자계수 검출기에 의해 수행된 광자계수 측정을 통해 획득된 정보를 판독하기 위한 판독 모듈(510)과; 여기에서 정보는 타겟 컨버터(200)에 의해 기준 전압이 생성되는 비교기(20)에 연결되는 광자 카운터에 등록된 광자의 수를 표시하며,
    - 광자의 수를 표시하는 판독 정보 및 기준 컨버터에 할당된 상기 두 개 이상의 디지털 세팅(DS)에 관한 판독 정보에 기초하여, 기준 컨버터에 대한 타겟 컨버터의 이득 및 오프셋의 추정을 결정하기 위한 처리 모듈(520);로 구성되는 기기(500).
  15. 디지털 세팅에 기초하여, x-선 영상화 시스템에서 광자계수 검출기의 비교기에 의해 문턱값으로 사용될 기준 전압을 생성하는 컨버터의 이득 및 오프셋의 측정을 추정하는 방법으로서,
    상기 광자계수 검출기는 다수의 비교기로 구성되고 개별적인 비교기의 문턱값은 상응하는 컨버터에 의해 생성되며,
    상기 방법은
    청구항 1 내지 청구항 6 중 어느 한 항에 따른 방법에 의해, 상기 기준 컨버터에 대한 두 개 이상의 상이한 타겟 컨버터의 이득 및 오프셋을 추정하는 단계(S10); 및
    추정된 이득 및 오프셋에 기초하여, 상기 두 개의 상이한 타겟 컨버터 간에 상대적인 이득 및 오프셋을 결정하는 단계(S20)로 구성되는 방법.
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