相關(guān)申請(qǐng)的交叉引用

本申請(qǐng)要求以topfer等人的名義于2014年12月11日提交且標(biāo)題為“beamdetectionwithcontinuousdetectorreadout”的美國(guó)專利申請(qǐng)序列號(hào)62/090,400的優(yōu)先權(quán)。

發(fā)明背景

本文所公開的主題涉及射線照相成像，具體地涉及利用連續(xù)讀出操作模式的數(shù)字射線照相檢測(cè)器。

可能合乎期望的是，運(yùn)行無(wú)線便攜式數(shù)字x射線檢測(cè)器，并且在檢測(cè)器與x射線發(fā)生器或管理圖像采集和發(fā)生器的主計(jì)算機(jī)之間不具有任何有線連接。用于這種簡(jiǎn)化接口的一種方法是連續(xù)地讀出檢測(cè)器并且基于圖像的內(nèi)容來(lái)檢測(cè)光束接通，并且隨后將包含圖像信息的所有幀相加。這個(gè)概念的關(guān)鍵部分是對(duì)何時(shí)發(fā)生光束接通和光束斷開事件進(jìn)行可靠的實(shí)時(shí)檢測(cè)?？刹东@多個(gè)暗圖像并對(duì)它們求平均?？蓪?dāng)前圖像幀逐行地與暗圖像的累積平均值進(jìn)行比較，并且如果超過它們之間的差閾，那么建立光束接通。然而，對(duì)于緊密的準(zhǔn)直像，圖像區(qū)域中的信號(hào)可能足夠低，以使得可能在任何情況下都不會(huì)檢測(cè)到光束接通。

在其他情況下，外部電磁干擾和其他噪聲源可能引起行噪聲的增加，這可能導(dǎo)致誤觸發(fā)。錯(cuò)過的或錯(cuò)誤的光束接通和光束斷開事件將產(chǎn)生以下后果。如果在一幀中較晚檢測(cè)到光束接通事件，那么可能錯(cuò)過一些圖像信息，這可能導(dǎo)致圖像偽影并且需要重新拍攝x射線圖像。光束接通事件的誤觸發(fā)對(duì)操作員造成麻煩，并且可能暫時(shí)禁用圖像捕獲。如果在一幀中過早檢測(cè)到光束接通事件，那么可能錯(cuò)過一些圖像信息，這也可能導(dǎo)致圖像偽影并且需要重新拍攝x射線圖像。如果完全錯(cuò)過了光束斷開事件，那么可通過超時(shí)來(lái)減輕這種情況，但是圖像訪問時(shí)間增加。

這兩個(gè)條件都不是合乎期望的，這需要用于光束接通和光束斷開檢測(cè)的算法盡可能地穩(wěn)健，同時(shí)仍然允許對(duì)檢測(cè)器進(jìn)行實(shí)時(shí)處理。通過連續(xù)讀出進(jìn)行光束檢測(cè)的另一個(gè)問題是，在光束接通期間，圖像中存在一些附加的暗信號(hào)。這是由在光電二極管與數(shù)據(jù)線之間的寄生電容引起的，如本文所解釋的。

以上討論僅提供一般背景信息，并且不旨在用于幫助確定所要求保護(hù)的主題的范圍。

發(fā)明簡(jiǎn)述

一種操作dr檢測(cè)器的方法，所述方法包括在所述檢測(cè)器中順序地捕獲包括至少一個(gè)暗圖像的圖像幀。存儲(chǔ)暗圖像，并且將用于捕獲圖像幀中的像素子集的統(tǒng)計(jì)度量與所存儲(chǔ)的暗圖像中的像素子集的相同統(tǒng)計(jì)度量進(jìn)行比較以檢測(cè)撞擊檢測(cè)器的x射線束。如果檢測(cè)到像素子集之間足夠的強(qiáng)度差異，那么指示x射線束接通條件。在檢測(cè)到x射線束之后，在檢測(cè)器中捕獲至少再一個(gè)圖像幀。將當(dāng)前捕獲圖像和所述至少再一個(gè)圖像幀相加并且減去暗圖像以形成曝光的射線照相圖像。

在一個(gè)實(shí)施方案中，一種操作dr檢測(cè)器的方法包括：在所述檢測(cè)器中捕獲包括至少一個(gè)暗圖像幀的圖像幀；以及如果捕獲僅一個(gè)暗圖像幀，存儲(chǔ)所述暗圖像幀，或者如果捕獲多于一個(gè)暗圖像幀，存儲(chǔ)平均暗圖像幀。如由所選擇的統(tǒng)計(jì)度量所確定，如果當(dāng)前捕獲圖像幀中的像素已捕獲到具有比暗圖像幀或平均圖像幀的強(qiáng)度高出足夠裕量的強(qiáng)度的圖像數(shù)據(jù)，那么檢測(cè)到撞擊檢測(cè)器的x射線束。如果確定檢測(cè)到x射線束，那么在檢測(cè)器中捕獲至少再一個(gè)圖像幀。將當(dāng)前捕獲圖像幀和至少再一個(gè)圖像幀相加并且減去所存儲(chǔ)的暗圖像以形成曝光的射線照相圖像幀。

在一個(gè)實(shí)施方案中，一種操作dr檢測(cè)器的方法包括：在所述檢測(cè)器中捕獲圖像幀，包括捕獲至少一個(gè)暗圖像幀以及將平均暗圖像幀存儲(chǔ)在所述檢測(cè)器中。如果捕獲僅一個(gè)暗圖像幀，那么所述暗圖像幀成為平均暗圖像幀。為了檢測(cè)x射線束何時(shí)撞擊檢測(cè)器，將用于當(dāng)前捕獲圖像幀中的像素子集的統(tǒng)計(jì)度量與所存儲(chǔ)的暗圖像幀中的像素子集的相同統(tǒng)計(jì)度量進(jìn)行比較。如果暗圖像幀與當(dāng)前捕獲圖像幀之間的強(qiáng)度差值超過編程閾值，那么確定當(dāng)前捕獲圖像幀為包含x射線曝光信息的x射線曝光圖像幀。在確定x射線源是活動(dòng)的并且產(chǎn)生曝光圖像之后，檢測(cè)器連續(xù)捕獲具有曝光信息的圖像幀。通過將當(dāng)前捕獲圖像幀中的像素的強(qiáng)度與緊接在前的捕獲圖像幀中的像素的強(qiáng)度進(jìn)行比較，檢測(cè)包含曝光信息的最終圖像幀。如果當(dāng)前捕獲圖像幀與緊接在前的捕獲圖像幀的強(qiáng)度差值低于預(yù)先確定的閾值，那么確定當(dāng)前捕獲圖像幀為包含曝光信息的最終圖像幀。然后，將所有包含曝光信息的圖像幀相加并且減去平均暗圖像幀以形成曝光的射線照相圖像幀。

在另一個(gè)實(shí)施方案中，一種dr檢測(cè)器包括用于執(zhí)行存儲(chǔ)指令的機(jī)載圖像處理單元，所述指令致使所述dr檢測(cè)器執(zhí)行本文所描述的方法的步驟。

以上概述并不意味著描述其元件不可互換的各個(gè)單獨(dú)的實(shí)施方案。事實(shí)上，關(guān)于特定實(shí)施方案描述的許多元件可與其他所描述的實(shí)施方案的元件一起使用并且可以與它們互換?？稍诓幻撾x本發(fā)明的精神的情況下在本發(fā)明的范圍內(nèi)進(jìn)行許多改變和修改，且本發(fā)明包括所有此類修改。以下附圖既不旨在相對(duì)于相對(duì)大小、角度關(guān)系、相對(duì)位置或定時(shí)關(guān)系按照任何精確的標(biāo)度繪制，也不旨在相對(duì)于所需實(shí)現(xiàn)方式的可互換性、替代或表示按照任何組合的關(guān)系繪制。

本發(fā)明的簡(jiǎn)述僅旨在根據(jù)一個(gè)或多個(gè)說(shuō)明性實(shí)施方案提供本文所公開的主題的簡(jiǎn)要概述，并且不充當(dāng)解釋權(quán)利要求書或限定或限制本發(fā)明的范圍的導(dǎo)言，本發(fā)明的范圍僅由所附權(quán)利要求書限定。提供本簡(jiǎn)述以便用簡(jiǎn)化形式介紹下文在詳述中進(jìn)一步描述的概念的示例性選擇。本簡(jiǎn)述既不意圖識(shí)別所要求保護(hù)的主題的關(guān)鍵特征或基本特征，也不意圖用來(lái)幫助確定所要求保護(hù)的主題的范圍。所要求保護(hù)的主題并不局限于解決本

背景技術(shù)：
中所記錄的任何或所有缺點(diǎn)的實(shí)現(xiàn)方式。

附圖簡(jiǎn)述

因此，為了能夠理解本發(fā)明的特征，可通過參考某些實(shí)施方案來(lái)對(duì)本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)描述，這些實(shí)施方案中的一些在附圖中示出。然而，應(yīng)指出的是，附圖只示出本發(fā)明的某些實(shí)施方案，并且因此不應(yīng)視為對(duì)本發(fā)明范圍的限制，因?yàn)楸景l(fā)明的范圍包含其他同等有效的實(shí)施方案。附圖未必按比例繪制，而是一般將重點(diǎn)放在示出本發(fā)明的某些實(shí)施方案的特征上。在附圖中，貫穿各種視圖，相同數(shù)字用于指示相同零件。因此，為了進(jìn)一步理解本公開，可參考結(jié)合附圖閱讀的以下詳細(xì)描述，在附圖中：

圖1是示例性射線照相成像系統(tǒng)的透視圖。

圖2是在圖1的示例性射線照相成像系統(tǒng)中使用的dr檢測(cè)器中的示例性成像陣列的一部分的示意圖。

圖3示出示例性便攜式無(wú)線dr檢測(cè)器的透視圖。

圖4是沿圖3的便攜式無(wú)線dr檢測(cè)器的剖面線a-a的示例性剖視圖。

圖5是示出示例性像素單元和選定的構(gòu)成部件的圖。

圖6a-b示出顯示外來(lái)信號(hào)的產(chǎn)生的示例性像素單元。

圖7是示出dr檢測(cè)器中的圖像讀出操作的示例性讀出過程的圖。

圖8是示出使用用于dr檢測(cè)器的交錯(cuò)空行讀取過程的示例性圖像讀出過程的圖。

圖9是示出由示例性圖像讀出程序產(chǎn)生的示例性波形和圖像集合的圖。

圖10-11示出使用兩個(gè)圖像數(shù)據(jù)集合的示例性重建。

圖12是示出根據(jù)本申請(qǐng)的實(shí)施方案的具有行尋址和列讀出部件的示例性像素陣列傳感器在經(jīng)受外部低頻磁場(chǎng)時(shí)的圖。

圖13是示出根據(jù)本申請(qǐng)的實(shí)施方案的可被用來(lái)恢復(fù)圖像信息、被分解成x射線圖像和空?qǐng)D像的示例性圖像的圖。

圖14是示出用于平場(chǎng)捕獲的圖像行強(qiáng)度。

圖15是示出示例性圖像重建和校正的流程圖。

圖16是示出另一個(gè)示例性圖像重建和校正實(shí)施方案的流程圖。

圖17示出示例性dr檢測(cè)器積分和讀出周期。

圖18a-b示出圖像行讀取周期和空行讀取周期。

圖19是示例性空?qǐng)D像校正處理的流程圖。

圖20是示出根據(jù)本申請(qǐng)的實(shí)施方案的空?qǐng)D像中的泄漏線采樣的示例性繪圖的圖。

圖21示出dr檢測(cè)器中的像素，所述像素被劃分成每行像素五個(gè)塊并且包括多個(gè)行以用于計(jì)算每行和每塊的統(tǒng)計(jì)度量。

圖22是緊密準(zhǔn)直圖像的實(shí)例。

圖23a-23b是用于在程序控制下操作dr檢測(cè)器的示例性流程圖。

發(fā)明詳述

圖1是根據(jù)一個(gè)實(shí)施方案的數(shù)字射線照相(dr)成像系統(tǒng)10的透視圖，所述dr成像系統(tǒng)10包括大致平面的dr檢測(cè)器40(為了描述清楚，未示出外殼)、被配置來(lái)產(chǎn)生射線照相能量(x射線輻射)的x射線源14以及被配置來(lái)顯示由dr檢測(cè)器40捕獲的圖像的數(shù)字監(jiān)視器26。dr檢測(cè)器40可包括以電子可尋址的行和列布置的檢測(cè)器單元22(光電傳感器)的二維陣列12。dr檢測(cè)器40可被定位來(lái)接收由x射線源14發(fā)射的在射線照相能量曝光或射線照相能量脈沖期間穿過受檢者20的x射線16。如圖1所示，射線照相成像系統(tǒng)10可使用x射線源14，所述x射線源14發(fā)射選擇性地瞄準(zhǔn)并穿過受檢者20的預(yù)選區(qū)域18的準(zhǔn)直x射線16，例如x射線束。x射線束16可根據(jù)受檢者20的內(nèi)部結(jié)構(gòu)沿其多條射線不同程度地衰減，所述衰減的光線由光敏檢測(cè)器單元22的陣列12檢測(cè)。平面dr檢測(cè)器40盡可能地被定位成與由x射線源14發(fā)射的多條射線16中的基本上居中的射線17成垂直關(guān)系。各個(gè)光敏單元(像素)22的陣列12可通過其根據(jù)列和行的位置以電子方式讀出(掃描)。如本文所使用的，術(shù)語(yǔ)“列”和“行”是指光電傳感器單元22的垂直和水平布置，并且為了描述清楚，將假設(shè)行水平地延伸并且列垂直地延伸。然而，列和行的取向是任意的，并且不限制本文所公開的任何實(shí)施方案的范圍。此外，術(shù)語(yǔ)“受檢者”可在圖1的描述中被示出為人類患者，然而，如本文所用的術(shù)語(yǔ)，dr成像系統(tǒng)的受檢者可以是人類、動(dòng)物、無(wú)生命物體或其一部分。

在一個(gè)示例性實(shí)施方案中，光敏單元22的行可由電子掃描電路28一次掃描一行或多行，以使得可將來(lái)自陣列12的曝光數(shù)據(jù)傳送到電子讀出電路30。每個(gè)光敏單元22可獨(dú)立地存儲(chǔ)與所述單元中接收并吸收的衰減射線照相輻射或x射線的強(qiáng)度或能級(jí)成比例的電荷。因此，在被讀出時(shí)，每個(gè)光敏單元(其在本文中可被稱為“成像像素”或簡(jiǎn)稱為如上下文可指示的“像素”)提供定義射線照相圖像24的像素的曝光強(qiáng)度信息或數(shù)據(jù)，例如由像素吸收的亮度級(jí)或能量值，所述曝光強(qiáng)度信息或數(shù)據(jù)可由采集控制和圖像處理電子器件34進(jìn)行數(shù)字解碼并被傳送以便由數(shù)字監(jiān)視器26顯示以供用戶觀看。電子偏置電路32電連接到二維檢測(cè)器陣列12以便為光敏單元22中的每一個(gè)提供偏置電壓。

偏置電路32、掃描電路28和讀出電路30中的每一個(gè)可通過連接電纜(有線的)與采集控制和圖像處理單元34通信，或者dr檢測(cè)器可配備有無(wú)線發(fā)射器以便將射線照相圖像數(shù)據(jù)無(wú)線地傳送到采集控制和圖像處理單元34。采集控制和圖像處理單元34可包括處理器和電子存儲(chǔ)器(未示出)，以便例如通過使用程序指令來(lái)控制如本文所述的dr檢測(cè)器40的操作，包括控制電路28、30和32。采集控制和圖像處理單元34還可用來(lái)在射線照相曝光期間控制x射線源14的激活，從而控制x射線管電流大小以及因此x射線束16中的x射線的注量，并且控制x射線管電壓以及因此x射線束16中的x射線的能級(jí)。

采集控制和圖像處理單元34可存儲(chǔ)從dr檢測(cè)器接收的多個(gè)數(shù)據(jù)幀，并且基于從dr檢測(cè)器40中的光敏單元22的陣列12接收的射線照相曝光數(shù)據(jù)而將圖像(像素)數(shù)據(jù)傳送到監(jiān)視器26。可替代地，采集控制和圖像處理單元34可處理圖像數(shù)據(jù)并將其存儲(chǔ)，或者它可將原始未處理的圖像數(shù)據(jù)存儲(chǔ)在本地或遠(yuǎn)程可存取的存儲(chǔ)器中。

關(guān)于dr檢測(cè)器40的直接檢測(cè)實(shí)施方案，光敏單元22可各自包括對(duì)x射線敏感的感測(cè)元件，即，所述感測(cè)元件吸收x射線并且產(chǎn)生與所吸收的x射線能量的大小成比例的電荷載流子量。開關(guān)元件可被配置來(lái)被選擇性地激活以讀出對(duì)應(yīng)x射線感測(cè)元件的電荷電平。關(guān)于dr檢測(cè)器40的間接檢測(cè)實(shí)施方案，光敏單元22可各自包括：對(duì)可見光譜中的光線敏感的感測(cè)元件，即所述感測(cè)元件吸收光線并且產(chǎn)生與所吸收的光能量的大小成比例的電荷載流子量；以及開關(guān)元件，所述開關(guān)元件被選擇性地激活以讀取對(duì)應(yīng)感測(cè)元件的電荷電平。閃爍體或波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換器被設(shè)置在光敏感測(cè)元件上以便將入射的x射線射線照相能量轉(zhuǎn)換成可見光能量。因此，在本文所公開的實(shí)施方案中，應(yīng)注意，dr檢測(cè)器40可包括間接型或直接型dr檢測(cè)器。

感測(cè)陣列12中使用的感測(cè)元件的實(shí)例包括各種類型的光電轉(zhuǎn)換裝置(例如，光電傳感器)，諸如光電二極管(p-n或pin二極管)、光電電容器(mis)、光電晶體管或光電導(dǎo)體。用于信號(hào)讀出的開關(guān)元件的實(shí)例包括mos晶體管、雙極晶體管以及其他p-n結(jié)部件。

圖2是用于dr檢測(cè)器40的二維陣列12的一部分的示意圖240。光電傳感器單元陣列212(其操作可以與以上描述的光電傳感器陣列12一致)可包括多個(gè)氫化非晶硅(a-si:h)n-i-p光電二極管270以及形成為場(chǎng)效應(yīng)晶體管(fet)的薄膜晶體管(tft)271，所述tft271各自具有柵極(g)、源極(s)和漏極(d)端子。在本文所公開的dr檢測(cè)器40(諸如多層dr檢測(cè)器)的實(shí)施方案中，光電傳感器單元的二維陣列12可形成在鄰接dr檢測(cè)器結(jié)構(gòu)的相鄰層的設(shè)備層中。多個(gè)柵極驅(qū)動(dòng)電路228可電連接到控制施加到tft271的柵極的電壓的多個(gè)柵極線283，多個(gè)讀出電路230可電連接到數(shù)據(jù)線284，并且多個(gè)偏置線285可電連接到偏置線總線或控制施加到光電二極管270的電壓的可變偏置參考電壓線232。電荷放大器286可電連接到數(shù)據(jù)線284以便從其接收信號(hào)。來(lái)自電荷放大器286的輸出端可電連接到多路復(fù)用器287(諸如模擬多路復(fù)用器)，隨后電連接到模數(shù)轉(zhuǎn)換器(adc)288，或者它們可直接連接到adc，以便以期望的速率流式輸出數(shù)字射線照相圖像數(shù)據(jù)。在一個(gè)實(shí)施方案中，圖2的示意圖可表示dr檢測(cè)器40的一部分，諸如基于a-si:h的間接平板成像器。

入射的x射線或x射線光子16通過閃爍體被轉(zhuǎn)換成可見光子或光線，所述光線隨后在撞擊a-si:hn-i-p光電二極管270時(shí)被轉(zhuǎn)換成電子-空穴對(duì)或電荷。在一個(gè)實(shí)施方案中，可在本文中等效地稱為像素的示例性檢測(cè)器單元222可包括光電二極管270，所述光電二極管270的陽(yáng)極電連接到偏置線285并且其陰極電連接到tft271的漏極(d)。偏置參考電壓線232可控制在每個(gè)檢測(cè)器單元222處的光電二極管270的偏置電壓。每個(gè)光電二極管270的電荷容量隨著其偏置電壓和其電容而改變。一般來(lái)講，可將反向偏置電壓(例如負(fù)電壓)施加到偏置線285，以便跨每個(gè)光電二極管270的p-n結(jié)形成電場(chǎng)(以及因此耗盡區(qū))，從而增強(qiáng)其對(duì)由入射光線產(chǎn)生的電荷的收集效率。由光電傳感器單元陣列212表示的圖像信號(hào)可由光電二極管積分，而所述光電二極管相關(guān)聯(lián)的tft271例如通過經(jīng)由柵極驅(qū)動(dòng)電路228將柵極線283維持在負(fù)電壓下而被保持在非導(dǎo)通(斷開)狀態(tài)。可通過借助于柵極驅(qū)動(dòng)電路228將數(shù)行tft271順序地切換到導(dǎo)通(接通)狀態(tài)來(lái)讀出光電傳感器單元陣列212。當(dāng)一行像素22例如通過向?qū)?yīng)的柵極線283施加正電壓而切換到導(dǎo)通狀態(tài)時(shí)，那些像素中的從光電二極管收集的電荷可沿著數(shù)據(jù)線284傳輸并由外部電荷放大器電路286積分。所述行隨后可被切換回到非導(dǎo)通狀態(tài)，并且所述過程對(duì)每行重復(fù)，直到整個(gè)光電傳感器單元陣列212被讀出。使用并串行轉(zhuǎn)換器、諸如多路復(fù)用器287將積分信號(hào)輸出從外部電荷放大器286傳輸?shù)侥?shù)轉(zhuǎn)換器(adc)288，電荷放大器286、多路復(fù)用器287和adc288一起構(gòu)成讀出電路230。

這個(gè)數(shù)字圖像信息隨后可由圖像處理系統(tǒng)34處理，以產(chǎn)生隨后可數(shù)字地存儲(chǔ)并且立即顯示在監(jiān)視器26上的數(shù)字圖像，或者它可在稍后的時(shí)間通過訪問包含所存儲(chǔ)的圖像的數(shù)字電子存儲(chǔ)器來(lái)顯示。具有如參考圖2所述的成像陣列的平板dr檢測(cè)器40能夠單激發(fā)(例如，靜態(tài)的、射線照相的)和連續(xù)(例如，熒光檢查法的)圖像采集。在一個(gè)實(shí)施方案中，圖像處理系統(tǒng)34的成像電子器件的重要部分可設(shè)置在dr檢測(cè)器40上，以使得本文所述的幾個(gè)圖像處理步驟可在dr檢測(cè)器40上執(zhí)行。dr檢測(cè)器40還可包括電子存儲(chǔ)器(其在本文可被稱為幀緩沖區(qū))，以臨時(shí)存儲(chǔ)所捕獲的圖像幀并執(zhí)行如本文所述的處理。

圖3示出根據(jù)本文所公開的dr檢測(cè)器40的實(shí)施方案的示例性現(xiàn)有技術(shù)大致矩形的、平面的便攜式無(wú)線dr檢測(cè)器300的透視圖。dr檢測(cè)器300可包括外殼314，所述外殼314封閉包括dr檢測(cè)器300的光電傳感器陣列部分22的多層結(jié)構(gòu)。dr檢測(cè)器300的外殼314可包括包圍dr檢測(cè)器300的內(nèi)部容積的連續(xù)的、剛性的、不透射線的殼體。外殼314可包括四個(gè)正交邊緣318以及與dr檢測(cè)器300的頂側(cè)322相對(duì)設(shè)置的底側(cè)321。頂蓋312封閉頂側(cè)322，所述頂蓋312與外殼314一起將多層結(jié)構(gòu)基本上封閉在dr檢測(cè)器300的內(nèi)部容積中，并且所述頂蓋312可附接到外殼314以在它們之間形成密封。頂蓋312可由使x射線16通過而不會(huì)對(duì)其造成顯著衰減的材料、即射線可透材料(諸如碳纖維或塑性材料)制成。

參考圖4，以示意性形式示出沿著dr檢測(cè)器300(圖3)的示例性實(shí)施方案的剖面a-a的示例性剖視圖。為了空間參考的目的，dr檢測(cè)器400的一個(gè)主表面可被稱為頂側(cè)451，并且第二主表面可被稱為底側(cè)452，如本文所使用的。多層成像結(jié)構(gòu)設(shè)置在由殼體314和頂蓋312封閉的內(nèi)部容積450內(nèi)，并且可包括位于示意性地示出為設(shè)備層402的二維成像傳感器陣列12之上的閃爍體層404。閃爍體層404可直接位于射線可透頂蓋312之下(例如，直接連接到射線可透頂蓋312)，并且成像陣列402可直接位于閃爍體404之下?？商娲兀瑩闲詫?06可定位在閃爍體層404與頂蓋312之間作為多層結(jié)構(gòu)的一部分以提供減震作用。撓性層406可被選擇來(lái)為頂蓋312和閃爍體404兩者提供一定量的撓性支撐，并且可包括泡沫橡膠型材料。

襯底層420可設(shè)置在成像陣列402(諸如光電傳感器陣列402形成在其上的剛性玻璃層)之下，并且可包括多層結(jié)構(gòu)的另一個(gè)層。在襯底層420之下的不透射線屏蔽層418可用作x射線阻擋層，以幫助防止穿過襯底層420的x射線散射并且阻擋從內(nèi)部容積450中的其他表面反射的x射線。包括掃描電路28、讀出電路30和偏置電路32(圖1)的讀出電子器件可形成為與成像陣列402共面，或者如圖所示，可以電連接到印刷電路板424、425的集成電路的形式設(shè)置在框架支撐構(gòu)件416下方?？蚣苤螛?gòu)件416使用框架支撐梁422固定到外殼314以便為剛才描述的多層結(jié)構(gòu)提供支撐。成像陣列402通過撓性連接器428電連接到讀出電子器件28、30、32，所述撓性連接器428可包括多個(gè)撓性的密封導(dǎo)體。x射線通量可在由示例性x射線束16表示的方向上穿過射線可透頂板蓋312，并且照射在閃爍體404上，其中由高能量x射線16或光子造成的刺激致使閃爍體404發(fā)射較低能量光子作為隨后被接收在成像陣列402的光電傳感器中的可見光線。框架支撐構(gòu)件416可將多層結(jié)構(gòu)牢固地安裝到外殼314，并且可進(jìn)一步通過在框架支撐梁422與外殼314之間設(shè)置彈性墊(未示出)來(lái)充當(dāng)減震器。緊固件410(諸如螺釘)可用來(lái)將頂蓋312固定地附接到外殼314，并且在它們相接觸的區(qū)域430中形成它們之間的密封。在一個(gè)實(shí)施方案中，外部緩沖器412可沿著dr檢測(cè)器400的邊緣318附接以提供附加的減震作用。

圖5示出連接到偏置總線232、柵極線283和數(shù)據(jù)線284的像素單元222，所述像素單元222包括tft271中的源極與漏極之間的寄生電容276的表示。寄生電容276將光電二極管270的陰極耦合到數(shù)據(jù)線284。寄生電容在圖像讀出操作期間通過即使在tft271處于高阻抗‘?dāng)嚅_’狀態(tài)時(shí)在tft271周圍形成低阻抗路徑而將噪聲信號(hào)引入到數(shù)據(jù)線284中。光電二極管270的電荷存儲(chǔ)能力由電容275表示。

影響dr檢測(cè)器操作的外來(lái)噪聲通過dr檢測(cè)器的像素陣列固有的寄生電容查找進(jìn)入dr檢測(cè)器的入口點(diǎn)?？稍趚射線源已將患者和檢測(cè)器暴露于x射線輻射持續(xù)由操作者預(yù)先確定和配置的固定曝光周期之后執(zhí)行dr檢測(cè)器的讀出操作。與x射線源“接通時(shí)間”同時(shí)的對(duì)應(yīng)dr檢測(cè)器積分周期可被配置來(lái)在x射線源斷開之后終止，因?yàn)閳D像讀出過程通常追隨dr檢測(cè)器積分周期。在x射線源曝光周期期間發(fā)生的圖像讀出過程的一部分易受由x射線源引起的噪聲信號(hào)的影響。

可能存在期望同時(shí)執(zhí)行圖像讀出和x射線曝光的情況。在這種情況下，可在x射線源曝光過程開始之前啟動(dòng)來(lái)自dr檢測(cè)器的圖像讀出。圖像讀出過程可連續(xù)運(yùn)行直到采集并存儲(chǔ)了所有圖像幀。

在由dr檢測(cè)器執(zhí)行的成像讀出操作期間，當(dāng)最終處理圖像數(shù)據(jù)時(shí)，可能存在不希望的外來(lái)信號(hào)，其通過引入導(dǎo)致圖像質(zhì)量下降的數(shù)據(jù)誤差而影響dr檢測(cè)器的讀出操作。外來(lái)信號(hào)可能源自檢測(cè)器外部的噪聲源或源自檢測(cè)器外殼內(nèi)的噪聲源。如果圖像讀出與x射線源的激活同時(shí)發(fā)生，那么也可在讀出操作期間產(chǎn)生外來(lái)信號(hào)。成像室中的dr系統(tǒng)和相關(guān)設(shè)備可產(chǎn)生外來(lái)磁場(chǎng)，所述外來(lái)磁場(chǎng)可在讀出電路中或在光電傳感器陣列中的像素上引起寄生效應(yīng)。

通常發(fā)現(xiàn)干擾dr檢測(cè)器圖像讀出操作的一種類型的外部外來(lái)信號(hào)是由在約一千赫茲至數(shù)百千赫茲的范圍內(nèi)的低頻磁場(chǎng)引起的。這些磁場(chǎng)可由靠近dr檢測(cè)器的電氣設(shè)備產(chǎn)生。通常，這些噪聲誘導(dǎo)磁場(chǎng)由發(fā)射磁通量的部件(諸如感應(yīng)器或交流電動(dòng)機(jī))產(chǎn)生。外來(lái)噪聲的另一個(gè)來(lái)源包括產(chǎn)生高電壓的電源。這些電源通常是與dr探測(cè)器一起使用的自動(dòng)曝光控制硬件所需要的。

x射線曝光的開始可通過與讀出過程同時(shí)運(yùn)行的圖像處理軟件來(lái)檢測(cè)，其中圖像處理軟件測(cè)試每個(gè)讀出圖像行以檢測(cè)增加的信號(hào)強(qiáng)度。在檢測(cè)到x射線束曝光的開始之后，繼續(xù)逐行圖像讀出直到信號(hào)電平返回到約為零的預(yù)曝光量級(jí)。在x射線束曝光周期結(jié)束之后，圖像讀出過程持續(xù)至少再一個(gè)圖像讀出周期以便檢索由像素累積的所有曝光信息。此外，可執(zhí)行‘無(wú)圖像’幀的至少再一次讀出以獲得存儲(chǔ)在像素中的任何殘留曝光信息或用來(lái)調(diào)整和校正先前圖像數(shù)據(jù)幀的滯后圖像。當(dāng)所有收集的圖像幀已被存儲(chǔ)在圖像緩沖區(qū)中時(shí)，所述圖像緩沖區(qū)可包括dr檢測(cè)器內(nèi)部的具有用于存儲(chǔ)若干圖像數(shù)據(jù)幀的電子存儲(chǔ)器位置的圖像緩沖區(qū)，對(duì)緩沖的圖像幀執(zhí)行后圖像處理功能以產(chǎn)生最終圖像。在一個(gè)實(shí)施方案中，實(shí)時(shí)執(zhí)行部分圖像處理功能，同時(shí)使用dr檢測(cè)器面板上的處理器和輔助電子器件來(lái)采集圖像。用于dr檢測(cè)器的這種圖像讀出方法具有以下益處：在不需要連接到且保持遠(yuǎn)離x射線源控制電子器件的侵入式外部硬件連接件的情況下，提供x射線曝光事件的異步圖像讀出，直到dr檢測(cè)器系統(tǒng)為x射線曝光做好準(zhǔn)備。然而，這種圖像讀出方法導(dǎo)致部分地由寄生電容和x射線束曝光引起的圖像偽影，所述圖像偽影在讀出方法期間產(chǎn)生泄漏電流。

圖6a示出發(fā)生在像素單元222中的由外來(lái)信號(hào)的影響所導(dǎo)致的示例性有害過程。圖6a包括從光電二極管270延伸的兩個(gè)代表性信號(hào)路徑。信號(hào)路徑210從光電二極管270的陰極穿過tft271并且出來(lái)朝向下游讀出電路連接到數(shù)據(jù)線284，并且被設(shè)計(jì)來(lái)攜帶dr檢測(cè)器圖像信號(hào)。第二信號(hào)路徑205是通過有效地耦合tft271的漏極和源極的寄生電容276繞開tft271的寄生信號(hào)路徑。當(dāng)使用柵極線283上的由連接到柵極線283的柵極驅(qū)動(dòng)器遞送的信號(hào)將tft271切換到低阻抗‘接通’狀態(tài)時(shí)，形成這個(gè)第一信號(hào)路徑210。這個(gè)第一信號(hào)路徑210是所設(shè)計(jì)的信號(hào)傳導(dǎo)路徑，并且在圖像讀出操作期間使用，以便通過其電容特性(由電容275表示)讀出存儲(chǔ)在光電二極管270中的電荷電平。寄生電容276可被稱為泄漏電容，其形成用于時(shí)變(非dc)信號(hào)的低阻抗傳導(dǎo)路徑。x射線曝光周期由于其中電荷通過光子產(chǎn)生的光電二極管電流累積在光電二極管中的積分時(shí)間而引起這種時(shí)變信號(hào)，并且因此導(dǎo)致跨寄生電容276泄漏到數(shù)據(jù)線284中?？稍赿r像素22處接收首先撞擊閃爍體層225的示例性x射線束(光子)215，閃爍體層225響應(yīng)于x射線光子而發(fā)射可見光子220?？梢姽庾?20進(jìn)而撞擊光電二極管270，作為響應(yīng)，所述光電二極管270產(chǎn)生電荷載流子，所述電荷載流子由于其固有電容275而累積在光電二極管中。

圖6b的曲線圖示出在其垂直軸上的各種波形對(duì)在其水平軸上的時(shí)間的曲線。波形a表示由像素222所接收的有限持續(xù)時(shí)間的x射線脈沖。當(dāng)x射線脈沖撞擊像素222時(shí)，電荷載流子累積在光電二極管270中，這在波形b中表示為電壓斜升。電壓斜升b可表示為時(shí)變電壓(dv/dt)并且因此導(dǎo)致如上所述跨寄生電容276的通過泄漏路徑205的泄漏，由泄漏電流波形c表示。因此，在x射線脈沖期間如在數(shù)據(jù)線284上測(cè)量的、由總信號(hào)波形d表示的總信號(hào)包括像素電壓(波形b)加上波形c的錯(cuò)誤且外來(lái)的泄漏電流之和。如在時(shí)間t采樣處的總信號(hào)波形d所示，誤差ε由泄露電流導(dǎo)致。即使當(dāng)tft271處于高阻抗‘?dāng)嚅_’狀態(tài)時(shí)，時(shí)變電壓也在信號(hào)路徑205上產(chǎn)生漏泄電流。這種泄漏電流是由與圖像讀出操作同時(shí)執(zhí)行的x射線曝光導(dǎo)致的外來(lái)數(shù)據(jù)線信號(hào)的來(lái)源。

在任何像素的圖像讀出期間，外來(lái)泄漏電流信號(hào)將存在于數(shù)據(jù)線上，并且將等于通過它們的寄生電容276連接到同一數(shù)據(jù)線的像素(即，像素列)中的所有其他泄漏電流的總和。這導(dǎo)致僅在像素光電傳感器陣列在x射線曝光期間接收x射線注量的時(shí)間期間存在的圖像讀出誤差。圖像讀出持續(xù)時(shí)間和x射線曝光持續(xù)時(shí)間將很少是相等的，因此，為了確保圖像讀出操作采集到所有圖像數(shù)據(jù)(光電傳感器電荷)，圖像讀出操作可被配置來(lái)延長(zhǎng)比x射線曝光更長(zhǎng)時(shí)間。這種配置將導(dǎo)致圖像讀出持續(xù)時(shí)間的一部分(但不是全部)受到外來(lái)泄漏電流的影響。

圖7示出圖像讀出過程700的一個(gè)實(shí)施方案，其中示例性像素的行n701、n+1702、n+2703等各自按順序一次讀出一個(gè)并且存儲(chǔ)到圖像行緩沖區(qū)707中。圖8示出在讀出過程中使用空行樣本802、804、806來(lái)采集互補(bǔ)數(shù)據(jù)集合的修改的圖像讀出過程800的實(shí)施方案，所述互補(bǔ)數(shù)據(jù)集合包括來(lái)自存儲(chǔ)在圖像緩沖區(qū)707中的圖像讀出701、703、705的圖像數(shù)據(jù)信息、以及來(lái)自存儲(chǔ)在空行緩沖區(qū)808中的空行讀出802、804、806的外來(lái)信號(hào)數(shù)據(jù)信息。緩沖區(qū)707、808可包括電子存儲(chǔ)器，用于將多個(gè)圖像數(shù)據(jù)幀存儲(chǔ)在所述存儲(chǔ)器的不同可尋址部分中。參考圖7和圖8，一個(gè)修改的圖像讀出過程實(shí)施方案可包括與空行802、804、806讀出交錯(cuò)的連續(xù)圖像行701、703、705讀出。從特定圖像行n701的讀出開始，圖像數(shù)據(jù)由模數(shù)轉(zhuǎn)換器288(圖2)數(shù)字化并且存儲(chǔ)到圖像行緩沖區(qū)707中與圖像行n701對(duì)應(yīng)的存儲(chǔ)位置處。緊隨這種圖像行讀出之后的是空行802讀出，其中用于tft的那個(gè)特定行的柵極線283(圖2)被斷開，并且感應(yīng)到它們對(duì)應(yīng)的數(shù)據(jù)線上的任何外來(lái)信號(hào)由模數(shù)轉(zhuǎn)換器288數(shù)字化并且隨后存儲(chǔ)到空行緩沖區(qū)808中與圖像數(shù)據(jù)的圖像行n701對(duì)應(yīng)的存儲(chǔ)位置處。交替圖像行701、702、705讀出各自分別由空行802、804、806讀出跟隨的這種交錯(cuò)過程可被稱為空行讀取操作，并且可用來(lái)檢測(cè)并捕獲存在于數(shù)據(jù)線284上的外來(lái)信號(hào)。如本文所述，這種交錯(cuò)過程可進(jìn)一步被修改成在每個(gè)圖像數(shù)據(jù)讀取之后包括兩個(gè)或更多個(gè)空行讀取，而不是僅一個(gè)空行讀取。因此，可針對(duì)檢測(cè)器圖像幀中的每一行讀出每個(gè)行信號(hào)(在柵極線“接通”的情況下)，隨后是兩個(gè)空行讀出周期(在柵極線“斷開”的情況下)。

空行讀取操作類似于標(biāo)準(zhǔn)圖像行讀出過程，除了在空行讀取操作期間，數(shù)據(jù)線284的tft271均未被設(shè)定為‘接通’狀態(tài)。例如，可通過在重復(fù)標(biāo)準(zhǔn)圖像行讀出過程的同時(shí)保持所有行柵極驅(qū)動(dòng)器228關(guān)閉來(lái)實(shí)現(xiàn)空行讀取狀態(tài)。當(dāng)執(zhí)行空行讀取過程時(shí)，所采集的信號(hào)信息不包含來(lái)自像素的光電二極管270的圖像信息，而是可包含存在于各個(gè)數(shù)據(jù)線284上的外來(lái)泄漏信號(hào)信息。

圖9示出實(shí)現(xiàn)圖像數(shù)據(jù)幀950和空行數(shù)據(jù)幀960的補(bǔ)集的過程900，所述圖像數(shù)據(jù)幀950的集合可包括圖像數(shù)據(jù)幀951、953、955和957，所述空行數(shù)據(jù)幀960的集合可包括空行數(shù)據(jù)幀961、963、965和967。每個(gè)數(shù)據(jù)幀集合950、960可包括暗(或滯后)圖像幀955、957以及暗(或滯后)空行幀965、967，所有數(shù)據(jù)幀都是通過執(zhí)行如本文中參照?qǐng)D8所述的交錯(cuò)讀出程序獲取的。所有示出的數(shù)據(jù)幀950、960可存儲(chǔ)在包括圖像行緩沖區(qū)707和空行緩沖區(qū)808兩者的存儲(chǔ)緩沖區(qū)923中。相對(duì)于表示持續(xù)時(shí)間924的水平軸，存儲(chǔ)器緩沖區(qū)923可包括在分別捕獲圖像數(shù)據(jù)幀951和空行數(shù)據(jù)幀961之前且在分別捕獲圖像數(shù)據(jù)幀957和空行數(shù)據(jù)幀967之后的時(shí)間間隔期間捕獲的附加數(shù)據(jù)幀。因此，在之前的時(shí)間間隔中捕獲的空行數(shù)據(jù)幀可包括諸如在空行數(shù)據(jù)幀961中所示的外來(lái)信號(hào)的頻帶，所述頻帶可用來(lái)推斷出外來(lái)磁通量正在影響dr檢測(cè)器的操作。這種檢測(cè)可用來(lái)觸發(fā)針對(duì)dr設(shè)備的操作員的通知信號(hào)，以研究dr檢測(cè)器附近的磁通量的潛在源并且移動(dòng)這類源更遠(yuǎn)離dr設(shè)備。如本文所使用的，術(shù)語(yǔ)“幀”或“數(shù)據(jù)幀”表示由dr檢測(cè)器40中的像素陣列212捕獲的數(shù)據(jù)。像素?cái)?shù)據(jù)的行在圖9的透視圖中是垂直定向的，其中第一行像素?cái)?shù)據(jù)(標(biāo)記為“頂部”)位于每個(gè)數(shù)據(jù)幀951-957和961-967的左側(cè)，并且最后一行像素?cái)?shù)據(jù)(即底部)在圖9的透視圖中位于每個(gè)數(shù)據(jù)幀951-957和961-967的最右端。dr檢測(cè)器中的像素行被從上到下重復(fù)地讀出以產(chǎn)生如圖所示的數(shù)據(jù)幀951-957和961-967。

x射線源激活被示出為示例性50ms曝光903，其在第一時(shí)間點(diǎn)901處開始并繼續(xù)直到在第二時(shí)間點(diǎn)909處x射線源去激活或關(guān)閉?？晒南袼仃嚵?12讀出的圖像數(shù)據(jù)量由曲線圖914表示。曲線圖914上的點(diǎn)對(duì)應(yīng)于從提供圖像數(shù)據(jù)幀950-960的dr檢測(cè)器讀出的像素行。曲線圖914指示在50ms曝光903期間，x射線曝光像素中可用的圖像數(shù)據(jù)量從激活時(shí)間點(diǎn)901處的約零百分比水平增加到去激活時(shí)間點(diǎn)909處的約完整的100％水平916，如曲線圖914的上升部分915所指示。因?yàn)樵谏仙龝r(shí)間915期間讀出了多行圖像數(shù)據(jù)，所以每個(gè)這種行將在沒有完整圖像數(shù)據(jù)的情況下被讀出。正被讀出的在時(shí)間上更接近x射線源激活點(diǎn)901的那些行將包含比正被讀出的在時(shí)間上更接近x射線源去激活點(diǎn)909的行更小百分比的完整圖像數(shù)據(jù)。在持續(xù)時(shí)間905期間正被讀出的在x射線源去激活點(diǎn)909之后的那些行將包含完整100％的圖像數(shù)據(jù)，如曲線圖914的水平部分916所指示的。應(yīng)注意，在這個(gè)完整讀出周期905期間，dr檢測(cè)器的像素陣列的最后一行將在約時(shí)間910處被讀出以完成數(shù)據(jù)幀951、961，并且dr檢測(cè)器讀出將在約時(shí)間910之后從dr檢測(cè)器的第一行(top)開始重復(fù)，以產(chǎn)生下一個(gè)數(shù)據(jù)幀953、963(并且如圖所示針對(duì)連續(xù)暗幀955-957和965-967重復(fù)讀出)。

曲線圖914的下降部分917表示尚未讀出的對(duì)應(yīng)像素行中的數(shù)據(jù)量。這可通過注意到以下情況來(lái)理解：正從dr檢測(cè)器讀出的對(duì)應(yīng)于在約901處的時(shí)間點(diǎn)的像素行與正從dr檢測(cè)器讀出的在約911處的時(shí)間點(diǎn)的像素行相同，并且正從dr檢測(cè)器讀出的對(duì)應(yīng)于在約909處的時(shí)間點(diǎn)的像素行與正從dr檢測(cè)器讀出的在約913處的時(shí)間點(diǎn)的像素行相同。因此，在時(shí)間周期903期間讀出的像素行包含部分圖像幀數(shù)據(jù)(即，由于主動(dòng)x射線曝光尚未完成而小于100％)，其中來(lái)自那些像素行的圖像幀數(shù)據(jù)的剩余未讀部分在時(shí)間周期907期間被讀出。可注意到，將分別來(lái)自上升數(shù)據(jù)部分915和下降數(shù)據(jù)部分917的讀出數(shù)據(jù)加在一起導(dǎo)致相對(duì)于圖像數(shù)據(jù)幀的所述部分(或行)的可用圖像數(shù)據(jù)的完整100％讀出。

在時(shí)間周期903期間激活x射線源引起成像陣列212中的每個(gè)曝光像素222中的電荷載流子的增加，這導(dǎo)致每個(gè)曝光像素222中的感應(yīng)時(shí)變電壓。如本文所述，即使當(dāng)讀出tft271未接通時(shí)，時(shí)變電壓(dv/dt)也會(huì)在成像陣列的像素中產(chǎn)生曲線圖918中的寄生信號(hào)919。這種寄生效應(yīng)在空行數(shù)據(jù)緩沖區(qū)圖像961中示出，其中在曲線圖914的與x射線源激活時(shí)間903對(duì)應(yīng)的上升部分915期間產(chǎn)生外來(lái)信號(hào)。

可通過首先將圖像數(shù)據(jù)幀951和953加在一起(這導(dǎo)致與x射線曝光903對(duì)應(yīng)的圖像幀數(shù)據(jù)的100％完整讀取)并且隨后從那個(gè)總數(shù)中減去在空行數(shù)據(jù)幀961中表示的空行圖像數(shù)據(jù)來(lái)從迄今為止獲得的dr檢測(cè)器數(shù)據(jù)幀中獲得完整的dr圖像。這個(gè)組合的圖像幀數(shù)據(jù)可相當(dāng)于如參照?qǐng)D6b的曲線圖d所描述的表示x射線曝光的總數(shù)據(jù)的表示，并且空行數(shù)據(jù)幀可相當(dāng)于如圖6b中所示的誤差數(shù)據(jù)ε。減去誤差數(shù)據(jù)(空行數(shù)據(jù)幀961)導(dǎo)致更準(zhǔn)確的dr圖像。

現(xiàn)在參考圖10-11，示出了如剛才所述的將兩個(gè)圖像幀加在一起的示例性過程。像素?cái)?shù)據(jù)的行在圖10-11的透視圖中是垂直定向的。圖像數(shù)據(jù)幀951被添加到圖像數(shù)據(jù)幀953，以獲得用于x射線曝光903的總圖像數(shù)據(jù)幀1101，其重建收集并存儲(chǔ)在圖像緩沖區(qū)中的所有圖像數(shù)據(jù)。各種圖像幀951、953、961可存儲(chǔ)在圖像緩沖區(qū)923的單獨(dú)部分中，并且可通過相加或減去進(jìn)行組合以在緩沖存儲(chǔ)器中替換組合圖像中的一個(gè)，或者可替代地，組合圖像可存儲(chǔ)在圖像緩沖區(qū)的另一個(gè)部分中。外來(lái)噪聲偽影在1101的組合圖像中可能是不可見的，但是可在放大的圖像中更好地觀察到，其中可在放大的組合圖像的節(jié)段1103中看到寄生信號(hào)。這是總圖像數(shù)據(jù)的通過減去空行讀取數(shù)據(jù)校正的部分。

圖12是示出與外部磁場(chǎng)18靠近的檢測(cè)器像素傳感器陣列240的另一個(gè)圖。如圖所示，來(lái)自磁場(chǎng)18的外部通量進(jìn)入dr檢測(cè)器殼體314并且連接像素傳感器陣列的內(nèi)部數(shù)據(jù)線284。如果外部磁場(chǎng)18是時(shí)變的，即具有范圍為從一千赫茲到數(shù)百千赫茲的頻率含量，這可將外來(lái)電壓信號(hào)引誘到內(nèi)部數(shù)據(jù)線上。如果在標(biāo)準(zhǔn)圖像讀出過程期間存在，那么來(lái)自這個(gè)磁場(chǎng)的外來(lái)信號(hào)將被添加到由患者的x射線曝光產(chǎn)生的實(shí)際圖像數(shù)據(jù)信息。這種附加的外來(lái)信號(hào)可能引入使最終射線照相圖像劣化的不可接受的圖像偽影。

相對(duì)于本文所公開的實(shí)施方案，可通過每行讀出兩次來(lái)估計(jì)通過寄生電容貢獻(xiàn)于圖像信號(hào)的附加信號(hào)：首先，可在柵極線接通的情況下讀出圖像信息，隨后在柵極線斷開的情況下再次讀出相同的行(空?qǐng)D像或泄漏圖像)。在一個(gè)實(shí)施方案中，空?qǐng)D像可包括與光束接通條件相關(guān)聯(lián)的附加信號(hào)。圖13示出當(dāng)光束接通時(shí)的圖像捕獲以及相關(guān)聯(lián)的空?qǐng)D像的實(shí)例。為了形成高質(zhì)量的重建圖像，本文所公開的某些示例性實(shí)施方案可將至少兩個(gè)圖像與x射線含量、一個(gè)空?qǐng)D像和一個(gè)或多個(gè)滯后幀相組合。空?qǐng)D像可有助于提高光束斷開檢測(cè)的穩(wěn)健性。然而，每個(gè)附加幀貢獻(xiàn)電子噪聲，以使得所得到的組合圖像具有比單個(gè)常規(guī)射線照相捕獲更高的噪聲。這對(duì)于檢測(cè)器的低曝光是特別重要的，其中相對(duì)于來(lái)自x射線曝光的量子噪聲，電子噪聲可以是主要因素。

圖13是示出根據(jù)一個(gè)實(shí)施方案的可被用來(lái)恢復(fù)圖像信息、被分解成x射線圖像和空?qǐng)D像的示例性圖像的圖。像素?cái)?shù)據(jù)的行在圖13的透視圖中是水平定向的。圖13中所示的所有圖像均使用預(yù)暗幀(未示出)的平均值(例如2、4)被暗校正。在一個(gè)實(shí)施方案中，圖像被逐行地(例如，從檢測(cè)器成像區(qū)域的頂部到底部)讀出。光束接通時(shí)間1302的約三分之一可發(fā)生在第一圖像幀1310的讀出中?？稍诘谝粓D像幀1310的空?qǐng)D像1312中看到光束偽影1380。在一個(gè)實(shí)施方案，空?qǐng)D像1312的光束偽影1380中的信號(hào)在光束接通周期期間在垂直方向上可以是恒定的，即除了幾行上傾斜和下傾斜之外。然而，光束偽影1380在水平方向上的大小可取決于跨每列中的所有光電二極管的組合信號(hào)。

如圖13中所示，第二曝光圖像幀1320包含x射線圖像數(shù)據(jù)的其余部分，例如，因?yàn)楣馐形唇油?在那些行在第一幀1310中已被讀出之后發(fā)生光束接通1302)而在第一幀1310期間未讀出的信號(hào)。這個(gè)幀1320還包含來(lái)自在第一幀1310期間讀出的曝光信號(hào)的滯后圖像數(shù)據(jù)。具有圖像信息的第三幀1330完全是滯后幀。第三圖像幀1330包含用于在第二圖像幀1320中讀出的信號(hào)的第一滯后圖像數(shù)據(jù)以及與在第一幀1310中讀出的x射線信號(hào)數(shù)據(jù)對(duì)應(yīng)的第二滯后圖像。具有圖像信息的第四幀1340也是滯后幀。對(duì)于圖13中所示的示例性情況，空?qǐng)D像1322、1332、1342不用于任何圖像校正。然而，當(dāng)曝光(光束接通)跨多個(gè)幀(例如，長(zhǎng)于一個(gè)幀，或者始于并超過幀1310)延伸時(shí)，那么對(duì)應(yīng)的空?qǐng)D像(例如，1322、1332)可用于校正。

圖14是顯示用于與圖13中的人手捕獲類似的平場(chǎng)捕獲的合成圖像行信號(hào)的曲線圖的圖。將來(lái)自前兩幀(例如，曲線圖1401中示出的曝光圖像幀1310和曲線圖1402中示出的曝光圖像幀1320)的信號(hào)相加，并且可在曲線圖1403中看到“光束接通”期間的總信號(hào)的“柱座(pedestal)”1480。柱座1480可表示圖13中所示的光束接通偽影1380或圖6b的誤差ε。

圖15是示出本文所公開的示例性圖像重建和校正算法的流程圖，其中將包含曝光信息的兩個(gè)圖像幀(例如，1310、1320)相加(操作塊1550)，并且將后續(xù)的兩個(gè)滯后幀(例如，1330、1340)相加(操作塊1552)并且隨后進(jìn)行組合以形成重建圖像1500(操作塊1554)，同時(shí)減去空?qǐng)D像1(例如1312)(操作塊1556)以校正或降低柱座(例如，光束接通偽影1380)?？墒褂迷诘谝豢諑?312之前的最后n個(gè)空暗圖像來(lái)對(duì)所有空?qǐng)D像(例如，1312)捕獲進(jìn)行偏移校正(例如，組合、加權(quán)或平均)(操作塊1560)?？墒褂迷诘谝黄毓鈳?310之前的最后n個(gè)暗圖像來(lái)對(duì)所有圖像捕獲(例如，1310、1320、1330、1340)進(jìn)行偏移校正(操作塊1558a、1558b)。如圖15的算法中所示，來(lái)自所有相加的和減去的幀的電子噪聲可正交地加起來(lái)。

根據(jù)本申請(qǐng)的某些示例性系統(tǒng)和/或方法實(shí)施方案可提供在預(yù)暗校正的空?qǐng)D像和滯后圖像相加或從包含信號(hào)的圖像中減去之前降低它們中的噪聲的能力。此外，根據(jù)某些示例性實(shí)施方案，可針對(duì)包含曝光信息的幀的部分考慮噪聲降低(例如，第一圖像中的暗區(qū)段在光束接通之前能夠接收噪聲降低)?？筛鶕?jù)圖16中所示的示例性實(shí)施方案來(lái)降低最終重建且暗校正的圖像中的噪聲，其中圖15的步驟被類似地編號(hào)并且可分別在步驟1560和1558b之后執(zhí)行替代的噪聲降低步驟1662和1664。如圖16中所示，可使用第一噪聲校正過程(例如，濾波器)來(lái)對(duì)所有滯后圖像捕獲(例如，1330、1340)進(jìn)行噪聲校正(操作塊1664)。也可使用與第一噪聲校正過程(例如，濾波器)不同的第二噪聲校正過程(例如，濾波器)來(lái)對(duì)所有空?qǐng)D像(例如，1312)進(jìn)行噪聲校正(操作塊1662)。在一個(gè)實(shí)施方案中，可將任選的不同的第三噪聲校正過程應(yīng)用于包含曝光信息的所有幀(例如，1310、1320)。在圖16中所示的實(shí)施方案中，來(lái)自所有相加的和減去的幀的電子噪聲加起來(lái)可小于正交。隨后，可對(duì)校正的圖像幀1500執(zhí)行增益和缺陷校正。

在一個(gè)實(shí)施方案中，第一噪聲校正過程1664和第二噪聲校正過程1662與幀或部分幀snr(信噪比)相關(guān)、響應(yīng)于幀或部分幀snr或與幀或部分幀snr成比例、與圖像內(nèi)容量相關(guān)、響應(yīng)于圖像內(nèi)容量或與圖像內(nèi)容量成比例。在一個(gè)實(shí)施方案中，第二噪聲校正過程可包括校正暗校正的至少一個(gè)曝光泄漏幀的預(yù)曝光部分、曝光部分和后曝光部分。

圖17是示出在一個(gè)實(shí)施方案中的用于光束檢測(cè)方法的dr檢測(cè)器40的圖像捕獲周期的圖。當(dāng)dr檢測(cè)器40不處于主動(dòng)光束檢測(cè)模式時(shí)，檢測(cè)器可執(zhí)行空閑刷新周期以節(jié)省功率，其中所有關(guān)鍵設(shè)備電壓被設(shè)定在默認(rèn)電平處并且讀出控制器處于斷電模式。檢測(cè)器可執(zhí)行交替的滾動(dòng)復(fù)位和積分，而集成電路器件可被設(shè)定到默認(rèn)狀態(tài)。當(dāng)檢測(cè)器接收用于啟動(dòng)光束檢測(cè)的信號(hào)時(shí)，在時(shí)間1702處，讀出控制器上電并且集成電路器件被激活。在這種模式中，檢測(cè)器簡(jiǎn)單地執(zhí)行積分1714和讀出1718的循環(huán)。積分步驟1714是任選的。這些積分塊和讀出塊由圖17中的對(duì)應(yīng)矩形表示。讀出方案在如圖18a和18b中所示并且如本文中以上關(guān)于至少圖7-8所描述的這種光束檢測(cè)模式期間使用。對(duì)應(yīng)于圖7-8的描述利用圖18a中所示的方法(一個(gè)圖像行讀取與一個(gè)空行讀取交錯(cuò))，而圖17中所示的序列利用圖18b中所示的方法(一個(gè)圖像行讀取，隨后是兩個(gè)空行讀取)。因此，針對(duì)每行地址，數(shù)據(jù)線被讀出三次，一次是在柵極線接通的情況下，并且兩次是在柵極線斷開的情況下(所有其他時(shí)序?qū)τ诘诙x出和第三讀出是相同的)。這意味著所得到的圖像幀具有傳感器三倍的行數(shù)。附加行被稱為空1行和空2行。

在讀出控制器上電之后，檢測(cè)器發(fā)信號(hào)通知主機(jī)或采集控件34它已準(zhǔn)備好1702。此時(shí)，檢測(cè)器可具有初始偏移映射，所述初始偏移映射在每個(gè)幀捕獲之后得到更新。檢測(cè)器在所有暗校正的圖像幀上運(yùn)行光束接通檢測(cè)算法，直到發(fā)現(xiàn)光束接通事件1706(或者后續(xù)的光束接通檢測(cè)1710)?？稍谏想?702之后捕獲五個(gè)暗圖像(第一個(gè)暗圖像1716可被丟棄，并且隨后的四個(gè)暗圖像捕獲可被平均以用于偏移校正)，屆時(shí)檢測(cè)器發(fā)信號(hào)通知主機(jī)它已準(zhǔn)備好查找光束接通信號(hào)1704。在建立光束接通事件之后，檢測(cè)器開始運(yùn)行光束斷開檢測(cè)算法。這種算法查找包含曝光信息的最后一個(gè)幀1722，即曝光結(jié)束后的第一幀。在找到這個(gè)幀1722之后，檢測(cè)器采用另兩個(gè)滯后圖像1708并執(zhí)行圖像重建。圖17示出x射線曝光落在單個(gè)幀1706內(nèi)的情況。這個(gè)幀和下一個(gè)幀1722包含曝光信息，即，“光束接通”之前的圖像行在第二幀中被讀出。在這種情況下，需要圖17中所示的總計(jì)四個(gè)幀1706、1722、1708用于圖像重建。曝光可跨越需要多于四個(gè)圖像用于重建的多個(gè)幀。在捕獲用于當(dāng)前曝光事件的第二滯后圖像之后，檢測(cè)器捕獲四個(gè)暗幀以建立新的偏移映射，并且發(fā)信號(hào)通知主機(jī)1709它已準(zhǔn)備好再次查找光束。這個(gè)循環(huán)重復(fù)，例如在1710處發(fā)現(xiàn)光束，直到檢測(cè)器接收到用于退出光束檢測(cè)模式1712的外部命令或者開始于上一個(gè)光束檢測(cè)事件的定時(shí)器已到期，并且檢測(cè)器返回到空閑刷新模式，即讀出控制器進(jìn)入斷電模式1724。

可參考圖19進(jìn)行如下圖像重建，圖19示出用于根據(jù)圖18b的讀出方案的通過將兩個(gè)空樣本組合成單個(gè)空?qǐng)D像的空?qǐng)D像處理以及噪聲降低。

(1)將具有曝光信息的所有n個(gè)暗校正的幀相加。(所得到的圖像將被引用為e。)

(2)將空?qǐng)D像總和緩沖區(qū)in初始化為零。使用從i＝1...n-1的索引在所有暗校正的空幀上進(jìn)行循環(huán)：如果mn最大,i<tn,lo，那么丟棄空幀，其中根據(jù)圖21，tn,lo是閾值并且mn最大,i是空幀i的子集圖像的最大值；否則對(duì)于每行j≥2，根據(jù)以下方程式對(duì)行j-1和j的兩個(gè)空讀出進(jìn)行加權(quán)并且保存到組合空?qǐng)D像in,i的行j(這些計(jì)算是在行j中以逐個(gè)像素為基礎(chǔ)進(jìn)行的)：

in,i,j＝w1·n1j-1+w2·n2j-1+w2·n1j+w1·n2j

(n1j-1是對(duì)行j-1的第一空讀取，n2j-1是對(duì)行j-1的第二空讀取，并且類似的命名適用于行j)。系數(shù)w1和w2應(yīng)總和為0.5，并且優(yōu)選地w2大于零且w1小于零。優(yōu)選的設(shè)置為w1＝-13/64并且w2＝45/64。將以下縮放比例應(yīng)用于圖像in,i的每個(gè)像素值cv：如果絕對(duì)值(cv)<tcv，那么cv＝cv·絕對(duì)值(cv)/tcv。隨后將3×1中值濾波器應(yīng)用于每個(gè)像素以進(jìn)一步降低噪聲。將完全校正的空幀in,i添加到緩沖區(qū)in。針對(duì)16位系統(tǒng)的優(yōu)選設(shè)置為tn,lo＝8并且tcv＝8。這些步驟在圖19中示出用于單組空捕獲。

(3)將偏移校正的重建曝光圖像ec計(jì)算為：ec＝e-in

(4)如果在光束接通周期期間將光束的強(qiáng)度調(diào)制為例如整流正弦波，那么這表明泄漏信號(hào)的時(shí)間變化的變化結(jié)果(例如，波紋)，并且可應(yīng)用另一個(gè)校正。如果用于光束接通幀的mn最大>tn,中值，那么校正波紋偽影。針對(duì)16位系統(tǒng)的優(yōu)選設(shè)置為tn,中值＝120。執(zhí)行以下算法(可對(duì)在光束接通周期期間捕獲的所有空幀執(zhí)行波紋抑制)：

如果光束接通幀＝＝光束斷開幀

{將來(lái)自步驟2的用于光束接通幀的組合的平滑空?qǐng)D像傳遞到波紋抑制}

否則，如果光束斷開幀>光束接通幀+1

{將來(lái)自步驟2的用于光束接通幀+1的組合的平滑空?qǐng)D像傳遞到波紋抑制}

否則{如果行數(shù)–j接通>j斷開

{將來(lái)自步驟2的用于光束接通幀的組合的平滑空?qǐng)D像傳遞到波紋抑制}

否則

{將來(lái)自步驟2的用于光束接通幀+1的組合的平滑空?qǐng)D像傳遞到波紋抑制}

}

光束斷開幀是由光束斷開檢測(cè)算法所識(shí)別的在包含曝光信息的最后一幀之前的一個(gè)幀。

(5)步驟5和6中的附加校正補(bǔ)償了在光束接通和斷開時(shí)在曝光行和對(duì)應(yīng)空行中的泄露信號(hào)之間的任何時(shí)間失配。這種失配具體地在光束非?？焖俚亟油ɑ驍嚅_時(shí)觀察到。如果(用于光束接通幀的mn最大>tn,高)并且(j接通>頂部邊框-5)并且(j接通<底部邊框+5)，那么校正光束接通偽影。針對(duì)16位系統(tǒng)的一個(gè)設(shè)置可以為tn,高＝200。

(6)如果(用于光束斷開幀的mn最大>tn,高)與(j斷開>頂部邊框-5)與(j斷開<底部邊框+5)，那么校正光束斷開偽影。

(7)將滯后總和緩沖區(qū)l初始化為零。在兩個(gè)附加的暗校正滯后幀n+1和n+2上進(jìn)行循環(huán)：將以下縮放比例應(yīng)用于每個(gè)滯后幀的每個(gè)像素值cv：如果絕對(duì)值(cv)<tl，那么cv＝cv·絕對(duì)值(cv)/tl。隨后將3×3中值濾波器應(yīng)用于每個(gè)像素以進(jìn)一步降低噪聲。將完全校正的滯后幀添加到緩沖區(qū)l。針對(duì)16位系統(tǒng)的一個(gè)設(shè)置可以為tl＝40。

(8)將完全偏移校正的重建曝光圖像ec，最終計(jì)算為：ec，最終＝ec+l

(9)運(yùn)行增益和缺陷校正以及任何其他校正，諸如行噪聲去除、直方圖移位和削波。

一些x射線閃爍體、例如硫氧化釓(gos)在吸收x射線之后表現(xiàn)出更多的光發(fā)光，然而，例如碘化銫具有快速響應(yīng)。緩慢的閃爍體響應(yīng)減輕在步驟5至7中尋址的光束偽影。對(duì)于具有g(shù)os閃爍體的檢測(cè)器，可通過輸入用于tn,中值和tn,高的更高的閾值參數(shù)來(lái)跳過步驟5至7中的校正。

可在x射線系統(tǒng)中檢測(cè)“光束接通”和“光束斷開”條件，并且當(dāng)檢測(cè)到時(shí)，空幀可用于校正，諸如在空幀期間發(fā)生光束接通條件時(shí)。示例性光束接通和光束斷開條件檢測(cè)可包括以下內(nèi)容。用于開始光束檢測(cè)的前提條件可以是計(jì)算在面板(例如，dr檢測(cè)器)上電之后就捕獲的n個(gè)暗幀的平均值。在一個(gè)實(shí)施方案中，可使用針對(duì)面板的成像器的缺陷映射的先驗(yàn)計(jì)算。先驗(yàn)缺陷映射可允許從光束接通檢測(cè)計(jì)算中排除這類異常值像素值，從而降低對(duì)面板缺陷和面板噪聲的敏感度。還已知的是，當(dāng)面板升溫時(shí)，暗信號(hào)電平向上漂移。一個(gè)實(shí)施方案可進(jìn)行操作以維持一定數(shù)目的最新暗幀的運(yùn)行平均值。每當(dāng)讀出幀時(shí)，如果在所述幀中沒有檢測(cè)到圖像，那么可確定所述幀為另一個(gè)暗幀，并且因此應(yīng)當(dāng)用于最后n個(gè)暗幀的運(yùn)行平均值的計(jì)算。這種運(yùn)行平均暗幀可被輸入到以下描述的光束接通檢測(cè)方法。

可通過將當(dāng)前行中的平均信號(hào)電平與平均暗幀中的對(duì)應(yīng)行的平均信號(hào)電平逐行進(jìn)行比較來(lái)檢測(cè)光束接通?？捎?jì)算考慮到在n幀暗平均值中發(fā)現(xiàn)的噪聲級(jí)的閾值。在一個(gè)實(shí)施方案中，當(dāng)當(dāng)前行與暗平均值之間的差值超過閾值時(shí)，在當(dāng)前幀內(nèi)已發(fā)現(xiàn)“光束接通”條件。在一個(gè)實(shí)施方案中，可從當(dāng)前行中的平均信號(hào)電平的計(jì)算中排除已知的缺陷像素值。在一個(gè)實(shí)施方案中，可使用曝光部分或泄漏部分(例如，第一幀1310或空幀1312)來(lái)檢測(cè)光束接通。

可通過分析“空幀”的行平均值來(lái)可靠地檢測(cè)光束斷開事件。這在如圖20所示的空行平均值(或泄漏行平均值)的示例性繪圖2050中示出。在示例性繪圖2050中，可清楚地看到，在第一曝光的幀期間，光束已接通并且光束已斷開。一旦發(fā)現(xiàn)“光束接通”幀，就可以使用“空幀”中的平均信號(hào)電平來(lái)確定用于搜索光束斷開事件的新閾值。在不同的實(shí)施方案中，當(dāng)平均信號(hào)電平下降到低于有效信號(hào)電平的75％、50％、25％或10％時(shí)，那么光束斷開條件已被發(fā)現(xiàn)。在一個(gè)實(shí)施方案中，可使用泄露數(shù)據(jù)(例如，空幀1312)來(lái)檢測(cè)光束斷開。

在另一個(gè)替代實(shí)施方案中，通過計(jì)算而不是直接測(cè)量來(lái)近似算出最終圖像校正所需的曝光泄漏幀柱座。這類示例性方法是有用的，因?yàn)樗沟貌槐刂苯訙y(cè)量曝光泄漏幀。這種方法通過首先從分圖像、暗圖像和滯后圖像重建代表性的暗校正全圖像幀來(lái)實(shí)現(xiàn)。由于在本實(shí)施方案中尚未獲得曝光泄漏幀，所以不能使用它來(lái)從代表性圖像中去除曝光泄漏幀誤差。

圖像的重建通過使用所有先前討論的噪聲降低技術(shù)將所有分圖像幀和后續(xù)的滯后圖像幀加在一起以形成重建圖像來(lái)實(shí)現(xiàn)。操作接下來(lái)被應(yīng)用于重建圖像的每一列線以獲得連接到任何給定列的所有像素的平均值。每一列的平均值可通過將列中的像素值加起來(lái)并除以檢測(cè)器幀中的行數(shù)來(lái)獲得。這些計(jì)算列平均值與在x射線束曝光期間在列數(shù)據(jù)線中產(chǎn)生的曝光泄漏的大小成正比。為了獲得實(shí)際曝光泄漏幀的最終表示，可通過利用單獨(dú)校準(zhǔn)程序所獲得的系數(shù)來(lái)對(duì)每一列的平均值進(jìn)行縮放，所述單獨(dú)校準(zhǔn)程序測(cè)量正使用的特定類型的檢測(cè)器中的數(shù)據(jù)線的實(shí)際泄漏因子。這個(gè)單一系數(shù)數(shù)值優(yōu)選地對(duì)于那種特定檢測(cè)器類型將是唯一的。

可在初始檢測(cè)器校準(zhǔn)過程中通過將檢測(cè)器放置在曝光全圖像幀的均勻曝光x射線束之下來(lái)測(cè)量用于檢測(cè)器類型的泄漏系數(shù)。曝光強(qiáng)度可在檢測(cè)器讀出電子器件的最大或全刻度曝光的50％至100％之間變化。在x射線曝光事件的時(shí)間周期期間，捕獲曝光泄漏幀。與曝光泄漏幀一起，還可捕獲若干個(gè)其他幀，并且所述其他幀包括：至少一個(gè)暗泄漏幀、一個(gè)圖像幀以及至少一個(gè)暗圖像幀。

首先可通過減去暗泄漏幀來(lái)對(duì)曝光泄漏幀進(jìn)行暗校正，以獲得代表曝光期間數(shù)據(jù)線上的泄漏信號(hào)的代碼值。由于曝光在檢測(cè)器表面區(qū)域上是均勻的，所以在所有列線上的曝光泄漏幀代碼值可以是大約相同的值。接下來(lái)，通過減去至少一個(gè)暗幀來(lái)對(duì)所捕獲的圖像幀進(jìn)行暗校正，以獲得由x射線曝光產(chǎn)生的實(shí)際圖像代碼值。因?yàn)閤射線曝光在檢測(cè)器表面上是均勻的，所以暗校正圖像的代碼值對(duì)于所有像素也將是近似相同的。然而，為了從圖像中獲得一個(gè)代表性的代碼值，對(duì)全圖像進(jìn)行平均以獲得用于圖像幀曝光的平均代碼值。這個(gè)平均代碼值可被命名為i平均，從暗校正的曝光泄漏幀獲得的曝光泄漏值可被命名為u泄漏，并且x射線束曝光時(shí)間可被命名為t曝光。用于這種特定檢測(cè)器的數(shù)據(jù)線的泄漏系數(shù)k泄漏現(xiàn)在可由以下方程式確定：

(u泄漏×t曝光)/i平均＝k泄漏

例如：如果泄漏校準(zhǔn)曝光量級(jí)被設(shè)定為全刻度的80％，那么針對(duì)14位檢測(cè)器，曝光將為0.8×16,384或13,107代碼值。如果x射線束曝光周期為100ms，那么曝光泄漏幀數(shù)據(jù)將在100ms曝光周期期間讀出的那些數(shù)據(jù)線中具有可測(cè)量值。因此，如果在這個(gè)曝光期間的平均曝光泄漏幀代碼值為例如230，那么用于這個(gè)檢測(cè)器的泄漏系數(shù)將被計(jì)算為：

230×.1秒/13,107＝.00175

現(xiàn)在可以使用這個(gè)系數(shù)來(lái)校正包含曝光泄漏幀柱座誤差的重建的x射線圖像。如前所述，通過從用于每列的重建圖像中取列平均值并將其乘以所測(cè)量的檢測(cè)器泄漏系數(shù)k來(lái)實(shí)現(xiàn)來(lái)自實(shí)際x射線圖像幀的曝光泄漏幀的計(jì)算。作為實(shí)例：如果給定的列j具有3498的總計(jì)平均代碼值并且x射線束曝光周期為100ms，那么用于這個(gè)列j的曝光泄漏幀誤差將為3498×.00175/tb，其中tb是以秒為單位的光束接通時(shí)間。在這個(gè)實(shí)例中，tb為100ms，因此用于列j的曝光泄漏幀誤差將等于(3498×.00175/.1)或61代碼值。隨后在x射線束曝光周期重合的行處從第j列中的圖像中減去這個(gè)數(shù)。通過識(shí)別在所檢測(cè)的光束接通時(shí)間與光束斷開時(shí)間之間的曝光周期期間哪些行正被有效地讀出來(lái)確定這個(gè)位置。可以僅從在曝光期間有效地讀出的行中減去列曝光泄漏值。

由于可能發(fā)生光束接通時(shí)間可能長(zhǎng)于一個(gè)圖像幀的讀出時(shí)間(也就是說(shuō)，光束曝光周期長(zhǎng)于幀讀出時(shí)間)，所以可能存在從一幀到下一幀被連續(xù)讀出并且在兩個(gè)讀出值中具有曝光泄漏誤差的一些行。這意味著當(dāng)重建分圖像幀時(shí)，可能存在可不止一次減去曝光泄漏值的某些行。作為實(shí)例，如果確定在光束曝光期間行n至行n+234被讀出兩次，那么對(duì)于列j數(shù)據(jù)線的行n至n+234，所計(jì)算的曝光泄漏誤差將為2×61或122。

對(duì)所有列線重復(fù)列泄漏幀誤差代碼的計(jì)算，以獲得在讀出過程期間引入到圖像中的曝光泄漏幀誤差。為了從重建圖像中去除曝光泄漏幀誤差，針對(duì)在x射線曝光光束接通的時(shí)間期間讀出的那些行，從重建的圖像行中逐列地減去所計(jì)算的列泄漏誤差。因此，當(dāng)檢測(cè)到光束接通條件時(shí)，必須建立正被讀出的行，并且當(dāng)檢測(cè)到光束斷開條件時(shí)，必須建立正被讀出的最后一行。

可通過在已檢測(cè)到光束接通事件之后將圖像行數(shù)據(jù)值與讀出過程同時(shí)進(jìn)行比較來(lái)檢測(cè)光束斷開事件。在這類示例性方法中，將數(shù)據(jù)的每個(gè)特定圖像行與完全相同圖像行的前一個(gè)讀出幀進(jìn)行比較，以確定當(dāng)前圖像行中的目前讀出值是大于、小于還是近似等于前一幀中的讀出值。如果在讀出特定圖像行時(shí)光束在前一幀中被接通并且在同一行的讀出期間在下一幀期間仍處于接通狀態(tài)，那么所述值將近似相同。

在已確定何時(shí)發(fā)生光束斷開事件的情況下，可以確定何時(shí)停止讀出曝光圖像數(shù)據(jù)。連續(xù)讀出的性質(zhì)是，可以從光束接通的行讀出圖像數(shù)據(jù)，直到超出光束斷開事件的時(shí)間的一個(gè)全幀為止(例如，以捕獲完整的曝光圖像)。根據(jù)空?qǐng)D像，確定在第一圖像幀(例如，1310)期間光束斷開。然而，圖像數(shù)據(jù)的存在清楚地持續(xù)到下一圖像幀(例如，圖像幀1320)中的對(duì)應(yīng)行。

第二，噪聲降低可應(yīng)用于空?qǐng)D像?？梢允褂酶鞣N方法。在一個(gè)實(shí)施方案中，可將中值濾波器或其他低通濾波器應(yīng)用于圖像。濾波器優(yōu)選地可維持與光束接通事件和光束斷開事件相關(guān)聯(lián)的圖像中的頂部邊緣和底部邊緣。在一個(gè)實(shí)施方案中，與水平方向相比，示例性濾波器優(yōu)選地在垂直方向上更寬。

如本文所例示，可在x射線曝光-積分周期已發(fā)生之后執(zhí)行用于dr檢測(cè)器系統(tǒng)的圖像讀出過程。圖像讀出操作的目的是從由曝光-積分過程產(chǎn)生的dr檢測(cè)器的像素陣列獲取x射線曝光的患者圖像數(shù)據(jù)。如本文所述，可將圖像信息從檢測(cè)器陣列中的每個(gè)像素行順序地讀出到內(nèi)部圖像緩沖區(qū)中。第一曝光圖像讀出之后可緊接著第二非曝光積分周期，所述第二非曝光-積分周期可在不存在照射dr檢測(cè)器的傳感器陣列的入射x射線輻射的間隔期間執(zhí)行。由于在非曝光-積分周期期間不存在x射線輻射，所以在第二讀出圖像(例如，滯后圖像955)中不存在新的圖像信息。然而，因?yàn)榈谝粓D像讀出操作留下了檢測(cè)器像素陣列中剩余的小百分比的信號(hào)數(shù)據(jù)，所以第二讀出操作恢復(fù)這種留下的信號(hào)數(shù)據(jù)。第二讀出圖像通常被稱為圖像滯后或簡(jiǎn)單地稱為暗圖像?？芍貜?fù)這些步驟以獲得不具有x射線輻射的第三非曝光-積分操作圖像，以獲得第二暗圖像幀?？蓪?duì)所獲取的圖像幀的集合執(zhí)行后處理操作，例如，可將具有一幀或兩幀的曝光圖像、第一未曝光暗圖像幀和第二未曝光暗圖像幀加在一起或以其他方式進(jìn)行處理，以產(chǎn)生最終不含偽影的dr檢測(cè)器圖像。

隨后可處理圖像數(shù)據(jù)和空行數(shù)據(jù)的補(bǔ)集，以確定在圖像讀出操作期間存在于數(shù)據(jù)線上的任何外來(lái)信號(hào)的大小，如本文所述。在一個(gè)實(shí)施方案中，當(dāng)外來(lái)信號(hào)大小高于某個(gè)閾值時(shí)，可通過從圖像讀出數(shù)據(jù)中組合(例如，減去、加權(quán))空行數(shù)據(jù)的處理來(lái)補(bǔ)償或從圖像數(shù)據(jù)中去除外來(lái)信號(hào)。從圖像讀出數(shù)據(jù)中減去空行數(shù)據(jù)可降低或去除來(lái)自圖像讀出數(shù)據(jù)的外來(lái)信號(hào)噪聲，因?yàn)榭招袛?shù)據(jù)不包含來(lái)自像素傳感器陣列的圖像數(shù)據(jù)信息。

對(duì)這類方法的一個(gè)警告是，因?yàn)閳D像讀出操作與空行讀取操作并不完全同步，所以如果外來(lái)信號(hào)的頻率分量是大于(例如，兩倍)空行讀取操作的讀出采樣頻率的規(guī)定量，那么在任何測(cè)量的外來(lái)信號(hào)中都可能存在一定誤差。這個(gè)條件違反了奈奎斯特采樣標(biāo)準(zhǔn)，并且可在空行讀取數(shù)據(jù)中產(chǎn)生錯(cuò)誤的混疊信號(hào)。如果存在這些混疊信號(hào)，那么通過減去兩個(gè)圖像集合可能難以從圖像數(shù)據(jù)中去除外來(lái)信號(hào)。

當(dāng)外來(lái)信號(hào)頻率可能高于讀出采樣頻率時(shí)，可使用另一種方法。這種方法實(shí)現(xiàn)在已啟動(dòng)x射線曝光過程之前執(zhí)行的一系列空行讀取操作，并且可用來(lái)檢測(cè)在x射線曝光和圖像讀出操作已開始之前是否存在來(lái)自存在于數(shù)據(jù)線上的外部低頻磁場(chǎng)的外來(lái)信號(hào)噪聲。在這種情況下，執(zhí)行連續(xù)的空行讀取，并且將數(shù)字化數(shù)據(jù)線信號(hào)存儲(chǔ)到類似于圖8中所示的緩沖區(qū)的臨時(shí)行緩沖區(qū)中。然后將實(shí)時(shí)數(shù)字處理算法應(yīng)用于來(lái)自空行讀取操作的數(shù)據(jù)，以便通過比較所獲得的數(shù)據(jù)的大小或強(qiáng)度來(lái)確定是否存在任何外來(lái)信號(hào)。雖然外部磁場(chǎng)的頻率將最可能大于空行讀取采樣頻率，但是空行讀取數(shù)據(jù)中的混疊信號(hào)不再是問題，因?yàn)檫@種方法僅需要檢測(cè)外來(lái)信號(hào)是否存在。

根據(jù)示例性實(shí)施方案，空行讀取數(shù)據(jù)可以以多種方式用于檢測(cè)、補(bǔ)償、減少和防止外來(lái)信號(hào)干擾標(biāo)準(zhǔn)圖像讀出操作。一個(gè)空行讀取過程實(shí)施方案可用來(lái)在x射線曝光發(fā)生之前檢測(cè)外來(lái)信號(hào)(例如，空行讀取數(shù)據(jù))的存在。如先前所討論的，當(dāng)同時(shí)執(zhí)行圖像讀出操作與x射線輻射曝光操作時(shí)，外來(lái)信號(hào)被施加到像素陣列傳感器中的所有數(shù)據(jù)線上。單個(gè)數(shù)據(jù)線上外來(lái)信號(hào)的大小取決于沿整個(gè)數(shù)據(jù)線的每個(gè)光電二極管位點(diǎn)處的光子數(shù)，并且這取決于在沿?cái)?shù)據(jù)線長(zhǎng)度的光電二極管位點(diǎn)處照射閃爍體的x射線注量的強(qiáng)度。

用于檢測(cè)數(shù)據(jù)線上外來(lái)噪聲的示例性數(shù)字處理算法可使用放置在dr檢測(cè)器內(nèi)部的高速數(shù)字處理電子器件(諸如現(xiàn)場(chǎng)可編程門陣列(fpga)和cpu)在固件和軟件中實(shí)現(xiàn)。如果檢測(cè)到任何外來(lái)信號(hào)，那么這個(gè)條件可由dr檢測(cè)器系統(tǒng)硬件和軟件通過系統(tǒng)控制臺(tái)處可見/可聽警報(bào)傳送給操作員。操作員可隨后采取預(yù)防措施來(lái)去除磁場(chǎng)源，以避免干擾dr檢測(cè)器系統(tǒng)圖像讀出操作。這對(duì)于便攜式無(wú)線dr檢測(cè)器系統(tǒng)特別有用，所述便攜式無(wú)線dr檢測(cè)器系統(tǒng)在由移動(dòng)x射線單元使用時(shí)，可以在醫(yī)院或診所內(nèi)的許多不同位置進(jìn)行操作。

當(dāng)根據(jù)本文所述的實(shí)施方案使用交錯(cuò)的空行讀取操作來(lái)對(duì)圖像讀出操作進(jìn)行補(bǔ)充時(shí)，可提供裝置來(lái)在x射線曝光期間執(zhí)行圖像讀出操作，并且尋址或去除由像素陣列傳感器中的寄生電容產(chǎn)生的固有泄漏電流圖像偽影。

在一個(gè)示例性實(shí)施方案中，通過在圖像行讀出過程之后跟隨有對(duì)應(yīng)的空行讀取過程，由數(shù)據(jù)線上的外來(lái)泄漏電流產(chǎn)生的誤差可被確定為與圖像數(shù)據(jù)無(wú)關(guān)并且與圖像數(shù)據(jù)分離。由于即使在tft被全部關(guān)閉時(shí)數(shù)據(jù)線上也存在泄漏電流，這提供了一種用于就在每個(gè)圖像行讀取之后測(cè)量外來(lái)泄漏電流的方法。由于泄漏電流是單獨(dú)且獨(dú)立地測(cè)量的，所以可在后處理操作中從圖像數(shù)據(jù)中減去所述泄漏電流。此外，因?yàn)榈綌?shù)據(jù)線上的外來(lái)泄漏電流在x射線曝光期間有效地保持在恒定水平，所以不存在在空行讀取數(shù)據(jù)中將存在混疊誤差的危險(xiǎn)。

在一個(gè)實(shí)施方案中，公開了基于連續(xù)讀出的穩(wěn)健的光束接通和斷開檢測(cè)方法。所述方法可在作為dr檢測(cè)器組件的一部分的處理芯片(例如fpga(現(xiàn)場(chǎng)可編程門陣列))上實(shí)現(xiàn)，并且可用來(lái)控制其操作。dr檢測(cè)器可以與作為主機(jī)處理系統(tǒng)的一部分的主機(jī)處理器(諸如本文所述的圖像處理系統(tǒng)34)進(jìn)行有線或無(wú)線通信。參考圖21，描繪了示例性dr檢測(cè)器2100示意圖中的可控像素尋址的表示。如本文所述，單個(gè)像素、像素子集或整個(gè)像素陣列可在dr檢測(cè)器2100中按列和行進(jìn)行可編程地尋址或訪問。如圖21中所示，像素列垂直地延伸，并且像素行水平地延伸。為了實(shí)踐本文所述的方法，在示例性實(shí)施方案中，像素列可在邏輯上被劃分成m個(gè)塊m，其中m＝5，并且每個(gè)塊m包括512個(gè)像素列。每行k可因此被假設(shè)成包含總計(jì)(5×512)個(gè)像素，其中在m個(gè)塊中的每一個(gè)中具有512個(gè)像素。示例性像素子集2102可被假設(shè)成包含512個(gè)連續(xù)的像素列和k個(gè)連續(xù)像素行k，其中在一個(gè)示例性子集大小中，k＝8。為了圖像分析、即光束接通和斷開檢測(cè)的目的，針對(duì)每個(gè)像素子集2102計(jì)算并存儲(chǔ)單個(gè)統(tǒng)計(jì)度量。這個(gè)圖像在尺寸上明顯小于原始圖像，并且被稱為“條”圖像。如本文所用，術(shù)語(yǔ)“線”可指條圖像的整行，在這種情況下，包含五個(gè)圖像平均值，一個(gè)圖像平均值用于5個(gè)子集中的每一個(gè)。dr檢測(cè)器2100中的整個(gè)像素陣列可在邏輯上被劃分成許多相等大小的子集2104，其在大小上與示例性子集2102類似。可針對(duì)圖像幀(例如，圖13中的1310和1320)和空幀(例如，圖13中的1312)計(jì)算“條”圖像或子集圖像。可針對(duì)圖13中所示的幀中的任一個(gè)存儲(chǔ)條圖像。優(yōu)選地，條圖像的大小是檢測(cè)器的行數(shù)的m倍。為了減少每幀存儲(chǔ)的信息量，此外，可針對(duì)條圖像計(jì)算統(tǒng)計(jì)度量并將所述統(tǒng)計(jì)度量存儲(chǔ)為單獨(dú)的條圖像。例如，除了或代替幀的原始條圖像，可以存儲(chǔ)用于條圖像的每一行的m值的最大值。這種條圖像或子集圖像將具有用于檢測(cè)器的每一行的條目。可能需要若干不同種類的條圖像來(lái)進(jìn)行光束接通和斷開事件的穩(wěn)健檢測(cè)。例如，一個(gè)條圖像可包含512列寬和8行(先前行中的7行和當(dāng)前行)高的m個(gè)像素子集的平均像素值，然而另一個(gè)條圖像包含512列寬和一行高的像素子集的平均像素值。如果原始條圖像中的條目的平均值超過預(yù)先確定的閾值，那么另一個(gè)條圖像可以是從包含接收條目一的平均像素值的條圖像推導(dǎo)出的邏輯陣列。

本文所述的方法可用于檢測(cè)撞擊檢測(cè)器2100的像素的x射線束，例如“光束接通”事件。在一個(gè)實(shí)施方案中，本文所述的方法可用于檢測(cè)x射線束，所述x射線束用于在dr檢測(cè)器2100中捕獲物體的緊密準(zhǔn)直圖像，諸如圖22中所示，其中物體2204的圖像2202被捕獲以使得僅dr檢測(cè)器2100的圖像幀2200中的像素總數(shù)的一部分接收x射線。為了檢測(cè)準(zhǔn)直到檢測(cè)器中總像素的部分?jǐn)?shù)目中的x射線束，所述捕獲部分可以出現(xiàn)在成像像素陣列中的任何地方，可執(zhí)行以下所公開的方法來(lái)處理整個(gè)成像像素陣列。因此，雖然以下描述可指代處理成像像素子集2102，但是所述方法被重復(fù)執(zhí)行以處理dr檢測(cè)器2100中的所有成像像素子集2104。

圖23a-23b是示出實(shí)踐本發(fā)明的實(shí)施方案的示例性方法的流程圖。圖23a-23b的流程圖可以是由設(shè)置在如本文所公開的包括處理器和相關(guān)聯(lián)fpga的dr檢測(cè)器實(shí)施方案40、300中的編程電子電路執(zhí)行的計(jì)算機(jī)實(shí)現(xiàn)的方法，并且編程方法的部分可由與設(shè)置在dr檢測(cè)器2100中的電子電路進(jìn)行有線或無(wú)線通信的主機(jī)處理系統(tǒng)執(zhí)行。

參考如圖21和圖23a中所示的具有像素尋址的dr檢測(cè)器2100示意圖，所述方法的步驟2301可由dr檢測(cè)器的技術(shù)人員或其他操作員啟動(dòng)以激活dr檢測(cè)器的圖像捕獲模式。在步驟2301處，將順序的圖像幀捕獲在dr檢測(cè)器中。在一個(gè)實(shí)施方案中，連續(xù)地捕獲圖像幀，其中捕獲速率受dr檢測(cè)器的幀速率的限制。幀速率可至少部分地由成像像素的成像積分時(shí)間和dr檢測(cè)器2100的圖像讀出時(shí)間確定。在將x射線源14朝向dr檢測(cè)器發(fā)射之前，捕獲的圖像幀可包括一個(gè)或多個(gè)暗圖像幀。在步驟2303處，可將至少一個(gè)捕獲的暗圖像幀存儲(chǔ)在dr檢測(cè)器中的幀緩沖區(qū)中。在步驟2304處，將另一個(gè)圖像幀捕獲在dr檢測(cè)器2100中。對(duì)這個(gè)圖像進(jìn)行暗校正，計(jì)算一個(gè)或多個(gè)子集圖像或“條”圖像，并且在比較步驟2305中將條圖像與預(yù)先確定的閾值進(jìn)行比較?；诒容^步驟2305，在步驟2307處，檢測(cè)器2100或可替代地主機(jī)系統(tǒng)34確定x射線源14是否已激活以及其x射線束是否已到達(dá)檢測(cè)器2100。如果在步驟2307處確定尚未檢測(cè)到x射線束，那么在步驟2309處將當(dāng)前捕獲圖像幀作為暗圖像幀進(jìn)行處理并與已經(jīng)存儲(chǔ)在幀緩沖區(qū)中的暗圖像幀組合，并且將組合的圖像幀存儲(chǔ)到幀緩沖區(qū)中以代替幀緩沖區(qū)的先前內(nèi)容。在一個(gè)實(shí)施方案中，在檢測(cè)到x射線束之前，可連續(xù)地捕獲圖像幀并將其作為一個(gè)或多個(gè)暗圖像幀進(jìn)行處理。在一個(gè)實(shí)施方案中，在連續(xù)地捕獲暗圖像幀時(shí)，通過將幀中的每個(gè)像素的數(shù)據(jù)強(qiáng)度進(jìn)行平均來(lái)將一個(gè)或多個(gè)捕獲的暗圖像幀組合到一個(gè)幀緩沖區(qū)中。在一個(gè)實(shí)施方案中，可計(jì)算運(yùn)行平均值并將其作為平均暗圖像存儲(chǔ)在幀緩沖區(qū)中，或者可替代地，可利用用于一系列組合的捕獲暗圖像幀的各種加權(quán)方案中的任一種來(lái)計(jì)算運(yùn)行加權(quán)平均值。在步驟2309處將當(dāng)前圖像幀組合到幀緩沖區(qū)中之后，所述方法返回到步驟2305。在步驟2303與步驟2311之間的所有處理可實(shí)時(shí)地發(fā)生，因?yàn)槊總€(gè)圖像是逐行處理的。例如，處理器在步驟2304中可讀取一行圖像幀，在步驟2303中減去暗幀緩沖區(qū)的對(duì)應(yīng)行，在步驟2305中產(chǎn)生當(dāng)前行的子集圖像并與閾值進(jìn)行比較。

基于比較步驟2305，如果在步驟2307處檢測(cè)到x射線束，那么在步驟2311處，將一個(gè)或多個(gè)附加圖像幀和滯后幀捕獲在檢測(cè)器中?？蓪?duì)所捕獲的許多附加圖像幀進(jìn)行預(yù)編程。比較步驟2305可包括各種模式的像素強(qiáng)度比較以確定檢測(cè)器2100是否已檢測(cè)到x射線束，即是否已捕獲x射線曝光圖像幀。在一個(gè)實(shí)施方案中，步驟2305可將子集圖像中的每個(gè)像素的像素強(qiáng)度與閾值進(jìn)行比較，并且如果任何像素值超過閾值，斷言光束接通。在一個(gè)實(shí)施方案中，步驟2305可將當(dāng)前捕獲圖像幀的子集圖像的每一行與所存儲(chǔ)的暗圖像幀的所存儲(chǔ)子集圖像的相同行進(jìn)行比較，并且如果任一差值超過了預(yù)先確定的閾值，建立光束接通條件。在一個(gè)實(shí)施方案中，步驟2305可將邏輯子集圖像與閾值進(jìn)行比較，由此通過將閾值應(yīng)用于當(dāng)前暗校正的捕獲圖像幀的第一子集圖像來(lái)形成邏輯子集圖像。例如，如果第一子集圖像中的像素值超過預(yù)編程的閾值，那么次級(jí)子集圖像的像素接收條目1。否則，它的邏輯值為零。如果次級(jí)條圖像中的一列的k個(gè)連續(xù)行具有條目一，那么建立光束接通條件。k的優(yōu)選值是在8與16之間。如本文所述，捕獲圖像幀和對(duì)應(yīng)子集圖像可存儲(chǔ)在檢測(cè)器2100中的兩個(gè)或更多個(gè)幀緩沖區(qū)中。暗圖像幀和當(dāng)前捕獲圖像幀可存儲(chǔ)在單獨(dú)的幀緩沖區(qū)中以在程序控制下執(zhí)行比較。

在步驟2311之后，如下所述，可以可編程地調(diào)用替代程序2313。如果不執(zhí)行替代程序2313，那么在步驟2315處，在步驟2315處將當(dāng)前捕獲圖像幀、所存儲(chǔ)的暗圖像幀和一個(gè)或多個(gè)附加圖像幀組合以形成可被稱為投影圖像的曝光射線照相圖像幀。在一個(gè)實(shí)施方案中，步驟2315可包括將當(dāng)前捕獲圖像幀添加到一個(gè)或多個(gè)附加圖像幀以形成總和幀，并且隨后從其中減去所存儲(chǔ)的暗圖像幀以形成曝光射線照相圖像幀，所述曝光射線照相圖像幀如本文所述可以是由捕獲暗圖像幀的組合形成的復(fù)合暗圖像幀。在一個(gè)實(shí)施方案中，步驟2315可包括從每個(gè)附加圖像幀以及從當(dāng)前捕獲圖像幀中實(shí)時(shí)減去所存儲(chǔ)的暗圖像幀，并且將暗校正的當(dāng)前捕獲圖像幀添加到一個(gè)或多個(gè)暗校正的附加圖像幀以形成曝光射線照相圖像幀。再次，這種處理可以逐行為基礎(chǔ)通過(fpga在檢測(cè)器上實(shí)時(shí)地執(zhí)行。

目前所公開的方法的替代實(shí)施方案還可包括在步驟2311之后分支的程序2313或方法，所述程序2313或方法可被可編程地選擇來(lái)執(zhí)行，由此在步驟2317處，將當(dāng)前捕獲圖像幀2310的子集圖像的像素強(qiáng)度與緊接在前的捕獲圖像幀(先前圖像的2305或2310)的相同子集圖像的像素強(qiáng)度進(jìn)行比較。在步驟2312處，響應(yīng)于比較步驟2317，可確定當(dāng)前捕獲圖像幀不是最終圖像幀。如果是這樣的話，那么在步驟2314處，可存儲(chǔ)當(dāng)前捕獲圖像幀并捕獲附加圖像幀，并且所述方法返回到步驟2310。如果在步驟2312處確定當(dāng)前捕獲圖像幀是最終圖像幀，那么在步驟2316處終止附加圖像幀的捕獲，并且如上文所述，通過使用如以上針對(duì)步驟2315所述的方法中的任一種來(lái)組合當(dāng)前捕獲圖像幀、所存儲(chǔ)的暗圖像幀和一個(gè)或多個(gè)附加圖像幀，處理在步驟2315處繼續(xù)。比較步驟2317可包括各種比較模式，用于確定當(dāng)前圖像幀是否是最終圖像幀，即，所有x射線曝光信息是否包含在當(dāng)前捕獲圖像幀和一個(gè)或多個(gè)先前存儲(chǔ)和/或組合的圖像幀中。在一個(gè)實(shí)施方案中，在步驟2317中使用次要子集圖像，所述次要子集圖像包含先前圖像捕獲的主要子集圖像2305的和當(dāng)前圖像捕獲的主要子集圖像2310的行最大值。在第一實(shí)施方案中，如果對(duì)于任一行，當(dāng)前圖像(2310)的次要子集圖像的像素值低于預(yù)先確定的閾值并且先前圖像(前一幀的2305或2310)的次要子集圖像的像素值低于同一預(yù)先確定的閾值，那么條件2312(最后一個(gè)圖像幀)為真。在第二實(shí)施方案中，如果對(duì)于任一行，當(dāng)前圖像(2310)的次要子集圖像的像素值小于先前圖像(前一幀的2305或2310)的次要子集圖像的像素值的預(yù)先確定的分?jǐn)?shù)(低于1)，那么條件2312(最后一個(gè)圖像幀)為真。在另一個(gè)實(shí)施方案中，暗校正的空幀的所存儲(chǔ)子集圖像還被另外用來(lái)在步驟2317和2312中識(shí)別包含曝光信息的最后一幀。在本實(shí)施方案中，圖21中所示的像素子集的平均強(qiáng)度是以逐行為基礎(chǔ)計(jì)算的，并且針對(duì)每一幀僅存儲(chǔ)所有行值的最大值。如果先前空幀的子集空?qǐng)D像的最大像素值高于預(yù)先確定的閾值并且當(dāng)前空幀的子集空?qǐng)D像的最大像素值高于先前子集空?qǐng)D像的預(yù)先確定的分?jǐn)?shù)(低于1)，那么下一個(gè)圖像幀而不是當(dāng)前圖像幀是包含曝光信息的最后一幀。如果圖像幀的子集圖像的任何分析將當(dāng)前幀誤識(shí)別為具有曝光信息的最后一幀，那么這個(gè)信息是特別有用的。同樣地，圖像幀的子集圖像的分析可能錯(cuò)過當(dāng)前幀是包含曝光信息的最后一幀。在這種情況下，如果先前空幀的子集空?qǐng)D像的最大像素值高于預(yù)先確定的閾值并且當(dāng)前空幀的子集空?qǐng)D像的最大像素值低于先前子集空?qǐng)D像的預(yù)先確定的分?jǐn)?shù)(低于1)，那么當(dāng)前幀可被正確地識(shí)別為最后一幀。本章節(jié)中所討論的光束接通和光束斷開檢測(cè)的實(shí)施方案顯示：次級(jí)子集圖像和三級(jí)子集圖像可根據(jù)圖21使用各種統(tǒng)計(jì)度量(例如最大值、均值和邏輯陣列)從初級(jí)子集圖像導(dǎo)出。可針對(duì)圖像幀和空幀計(jì)算這些減少的數(shù)據(jù)集。這些減少的數(shù)據(jù)集增加光束接通和光束斷開檢測(cè)算法的計(jì)算效率并且減少所需的存儲(chǔ)量。

以下章節(jié)示出可在圖像處理器(例如，fpga)上進(jìn)行編程的用于光束接通/斷開檢測(cè)程序的算法。通過以下方式來(lái)初始化檢測(cè)器以進(jìn)行光束接通檢測(cè)：捕獲至少i+1個(gè)暗圖像(其中i≥1)、根據(jù)以下所示的等式計(jì)算捕獲圖像的暗平均值并且通過使用當(dāng)前累積平均值對(duì)每個(gè)新捕獲的暗圖像進(jìn)行加權(quán)來(lái)維持累積暗平均值。在一個(gè)實(shí)施方案中，i＝4，用于計(jì)算初始累積暗平均值。如本文所解釋的，在柵極線接通(圖像捕獲)和柵極線斷開(空?qǐng)D像捕獲)的情況下讀出每個(gè)圖像幀的每條線(每一行)。當(dāng)檢測(cè)器準(zhǔn)備好用于光束檢測(cè)和曝光圖像捕獲時(shí)，針對(duì)暗圖像和空?qǐng)D像維持單獨(dú)的累積暗平均值。

維持運(yùn)行暗平均值而不是累積平均值也可能是有利的。如果在步驟2307中將幀j識(shí)別為不具有圖像內(nèi)容，那么根據(jù)以下方程式(索引i和n指代圖像和空?qǐng)D像)在當(dāng)前暗平均值oi,j-1和on,j-1與新暗圖像di,j和dn,j之間計(jì)算加權(quán)平均值oi,j和on,j：

oi,k＝w·di,k+(1-w)·oi,k-1

on1,k＝w·dn1,k+(1-w)·on1,k-1

其中加權(quán)因子w是在0與1之間。在一個(gè)實(shí)施方案中，w＝0.2，其在維持四個(gè)圖像的運(yùn)行平均值的實(shí)施方案中可能是有用的。

參考圖21和圖23a-23b，由于讀出了圖像的每一行，所以可從每個(gè)像素中減去暗平均值。每個(gè)暗校正的行k被劃分成m＝1...m個(gè)塊，其為n個(gè)像素寬。計(jì)算并存儲(chǔ)每個(gè)塊中的n個(gè)像素上的平均捕獲強(qiáng)度am,k。對(duì)于任一塊m，如果當(dāng)前行和先前的k-1行可針對(duì)圖像幀和空幀計(jì)算這些減少的數(shù)據(jù)集。這些減少的數(shù)據(jù)集增加光束接通和光束斷開檢測(cè)算法的計(jì)算效率并且減少所需的存儲(chǔ)量。

以下章節(jié)示出可在圖像處理器(例如，fpga)上進(jìn)行編程的用于光束接通/斷開檢測(cè)程序的算法。通過以下方式來(lái)初始化檢測(cè)器以進(jìn)行光束接通檢測(cè)：捕獲至少i+1個(gè)暗圖像(其中i≥1)、根據(jù)以下所示的等式計(jì)算捕獲圖像的暗平均值并且通過使用當(dāng)前累積平均值對(duì)每個(gè)新捕獲的暗圖像進(jìn)行加權(quán)來(lái)維持累積暗平均值。在一個(gè)實(shí)施方案中，i＝4，用于計(jì)算初始累積暗平均值。如本文所解釋的，在柵極線接通(圖像捕獲)和柵極線斷開(空?qǐng)D像捕獲)的情況下讀出每個(gè)圖像幀的每條線(每一行)。當(dāng)檢測(cè)器準(zhǔn)備好用于光束檢測(cè)和曝光圖像捕獲時(shí)，針對(duì)暗圖像和空?qǐng)D像維持單獨(dú)的累積暗平均值。

維持運(yùn)行暗平均值而不是累積平均值也可能是有利的。如果在步驟2307中將幀j識(shí)別為不具有圖像內(nèi)容，那么根據(jù)以下方程式(索引i和n指代圖像和空?qǐng)D像)在當(dāng)前暗平均值oi,j-1和on,j-1與新暗圖像di,j和dn,j之間計(jì)算加權(quán)平均值oi,j和on,j：

oi,k＝w·di,k+(1-w)·oi,k-1

on1,k＝w·dn1,k+(1-w)·on1,k-1

其中加權(quán)因子w是在0與1之間。在一個(gè)實(shí)施方案中，w＝0.2，其在維持四個(gè)圖像的運(yùn)行平均值的實(shí)施方案中可能是有用的。

參考圖21和圖23a-23b，由于讀出了圖像的每一行，所以可從每個(gè)像素中減去暗平均值。每個(gè)暗校正的行k被劃分成m＝1...m個(gè)塊，其為n個(gè)像素寬。計(jì)算并存儲(chǔ)每個(gè)塊中的n個(gè)像素上的平均捕獲強(qiáng)度am,k。對(duì)于任一塊m，如果當(dāng)前行和先前的k-1行的平均值超過預(yù)先確定的閾值，那么建立光束接通條件。典型的實(shí)例是k＝8、m＝5、n＝512。k行×n個(gè)像素的區(qū)段被稱為如圖21中所示的像素子集。在所述實(shí)例中，將像素的若干子組的平均值、即每行的512個(gè)列上的平均值與閾值進(jìn)行比較，并且根據(jù)比較的結(jié)果，為8行中的每一行設(shè)定一個(gè)位。所有8行的結(jié)果的邏輯與組合提供用于光束接通檢測(cè)的最終決策標(biāo)準(zhǔn)，即統(tǒng)計(jì)度量。針對(duì)16位系統(tǒng)的優(yōu)選閾值是在8與25之間。閾值可基于塊行平均值的預(yù)期噪聲。

本文所公開的方法解決了在如圖22中所示的緊密準(zhǔn)直射線照相圖像中檢測(cè)x射線束接通的問題。通過逐行和逐塊地檢查這種圖像，所述方法對(duì)準(zhǔn)直區(qū)域位于成像像素陣列中的情況不敏感。當(dāng)與一些硬件驅(qū)動(dòng)的光束檢測(cè)方法相比時(shí)，上述方法是有利的，所述硬件驅(qū)動(dòng)的光束檢測(cè)方法只在準(zhǔn)直器開放區(qū)域居中時(shí)起作用。此外，本文所述的實(shí)施方案可通過要求單個(gè)塊的八個(gè)連續(xù)行被測(cè)量為超過閾值來(lái)穩(wěn)健地抵抗過多的行噪聲(其示例性來(lái)源已在本文解釋)和檢測(cè)器缺陷。

在另一個(gè)實(shí)施方案中，可使用暗校正圖像和空?qǐng)D像來(lái)進(jìn)行光束斷開條件或事件的穩(wěn)健檢測(cè)。光束斷開算法檢測(cè)具有曝光信息的最后一幀或最終幀，所述最后一幀或最終幀是實(shí)際光束斷開事件之后的一幀。這通過將當(dāng)前捕獲幀中的像素子集與緊接在前的幀中的相同像素子集的平滑塊行平均值進(jìn)行比較來(lái)實(shí)現(xiàn)。光束斷開檢測(cè)算法可包括如下文所述的步驟。

(1)在檢測(cè)到光束接通事件之后，繼續(xù)計(jì)算m個(gè)塊或條(參考一個(gè)塊長(zhǎng)度的行)的暗校正行平均值。針對(duì)每一行k，對(duì)當(dāng)前行和先前的k–1行的結(jié)果進(jìn)行平均。結(jié)果是mam,k值。針對(duì)每一行，將所有am,k的最大值存儲(chǔ)為ak。在幀結(jié)束時(shí)，將所有ak值保存到緩沖區(qū)ak0，并且將所有ak0值的最大值保存為ak0最大。

(2)在光束接通事件之后，針對(duì)每一行k，計(jì)算空?qǐng)D像的m個(gè)條的暗校正行平均值。針對(duì)每一行k，對(duì)當(dāng)前行和先前的k–1行的結(jié)果進(jìn)行平均。結(jié)果是manm,k值。針對(duì)每一行，將所有anm,k的最大值存儲(chǔ)為ank。當(dāng)運(yùn)行通過行時(shí)，更新所有存儲(chǔ)的ank值的最大值an最大。在幀結(jié)束時(shí)，將所有ank值的最大值保存為anj,最大，其中j是幀索引。

對(duì)于每一幀，重復(fù)步驟(1)和(2)直到已找到具有曝光信息的最后一幀。一旦已經(jīng)根據(jù)步驟(1)針對(duì)行k計(jì)算出了ak并且已經(jīng)根據(jù)步驟(2)更新了an最大，就執(zhí)行以下程序化比較：

如果(ak0>t斷開,高與ak<ts·ak0)或(ak0≥t接通與ak<t接通{

如果(anj,最大>t接通與anj,最大>tn·anj-1,最大)

最后一個(gè)曝光幀＝幀j+1(當(dāng)前幀+1)

否則

最后一個(gè)曝光幀＝幀j(當(dāng)前幀)}

}

否則{

如果anj-1,最大>t斷開_高與anj,最大≤tn·anj-1,最大

{最后一個(gè)曝光幀＝幀j(當(dāng)前幀)}

}，

其中j是幀索引。外部如果條件將當(dāng)前圖像幀與前一幀進(jìn)行比較。內(nèi)部如果條件使用來(lái)自空?qǐng)D像的附加信息來(lái)簡(jiǎn)化結(jié)果。用于16位處理系統(tǒng)的閾值電平t斷開,高、tn和ts的優(yōu)選設(shè)置為t斷開,高＝64、tn＝0.25并且ts＝0.125。分別針對(duì)前一幀和當(dāng)前幀的anj-1,最大和anj,最大來(lái)自步驟(2)。所述算法通過在當(dāng)前幀和前一幀的比較中使用具有最高信號(hào)的塊并且通過在選定數(shù)目的相鄰行上求條行平均值來(lái)穩(wěn)健地對(duì)抗準(zhǔn)直、噪聲和缺陷方面的差異。

所述算法通過在當(dāng)前幀和前一幀的比較中使用具有最高信號(hào)的塊并且通過在選定數(shù)目的相鄰行上求條行平均值來(lái)穩(wěn)健地對(duì)抗準(zhǔn)直、噪聲和缺陷方面的差異。

如本領(lǐng)域的技術(shù)人員將了解，本發(fā)明的各方面可體現(xiàn)為系統(tǒng)、方法或計(jì)算機(jī)程序產(chǎn)品。因此，本發(fā)明的各方面可以采用以下形式：完全硬件實(shí)施方案、完全軟件實(shí)施方案(包括固件、常駐軟件、微代碼等)或結(jié)合軟件方面與硬件方面的實(shí)施方案，所述實(shí)施方案在本文中全部可總體上稱為“電路”、“電路系統(tǒng)”或“系統(tǒng)”。另外，本發(fā)明的各方面可采用體現(xiàn)在一個(gè)或多個(gè)計(jì)算機(jī)可讀介質(zhì)中的計(jì)算機(jī)程序產(chǎn)品的形式，所述一個(gè)或多個(gè)計(jì)算機(jī)可讀介質(zhì)上體現(xiàn)有計(jì)算機(jī)可讀程序代碼。

可以使用一個(gè)或多個(gè)計(jì)算機(jī)可讀介質(zhì)的任何組合。計(jì)算機(jī)可讀介質(zhì)可以是計(jì)算機(jī)可讀信號(hào)介質(zhì)或計(jì)算機(jī)可讀存儲(chǔ)介質(zhì)。計(jì)算機(jī)可讀存儲(chǔ)介質(zhì)可以是(例如)但不限于電子、磁性、光學(xué)、電磁、紅外或半導(dǎo)體系統(tǒng)、設(shè)備或裝置或者前述系統(tǒng)、設(shè)備或裝置的任何合適組合。計(jì)算機(jī)可讀存儲(chǔ)介質(zhì)的更具體實(shí)例(非詳盡列表)將包括以下介質(zhì)：具有一個(gè)或多個(gè)導(dǎo)線的電連接、便攜式計(jì)算機(jī)軟盤、硬盤、隨機(jī)存取存儲(chǔ)器(ram)、只讀存儲(chǔ)器(rom)、可擦可編程只讀存儲(chǔ)器(eprom或閃存)、光纖、便攜式光盤只讀存儲(chǔ)器(cd-rom)、光學(xué)存儲(chǔ)裝置、磁性存儲(chǔ)裝置或前述介質(zhì)的任何合適組合。在本文件的上下文中，計(jì)算機(jī)可讀存儲(chǔ)介質(zhì)可以是可含有或存儲(chǔ)供指令執(zhí)行系統(tǒng)、設(shè)備或裝置使用或結(jié)合所述指令執(zhí)行系統(tǒng)、設(shè)備或裝置來(lái)使用的程序的任何有形介質(zhì)。

在計(jì)算機(jī)可讀介質(zhì)上實(shí)施的程序代碼和/或可執(zhí)行指令可以使用任何適當(dāng)?shù)慕橘|(zhì)來(lái)傳送，所述介質(zhì)包括但不限于無(wú)線、有線線路、光纖電纜、rf等或前述介質(zhì)的任何合適組合。

用于進(jìn)行本發(fā)明方面的操作的計(jì)算機(jī)程序代碼可以用一種或多種編程語(yǔ)言的任何組合來(lái)編寫，所述編程語(yǔ)言包括面向?qū)ο蟮木幊陶Z(yǔ)言，諸如java、smalltalk、c++等，以及常規(guī)程序性編程語(yǔ)言，諸如“c”編程語(yǔ)言或類似的編程語(yǔ)言。程序代碼可以完全在用戶的計(jì)算機(jī)(裝置)上執(zhí)行，部分地在用戶的計(jì)算機(jī)上執(zhí)行，作為獨(dú)立的軟件包執(zhí)行，部分地在用戶的計(jì)算機(jī)上且部分地在遠(yuǎn)程計(jì)算機(jī)上執(zhí)行，或完全在遠(yuǎn)程計(jì)算機(jī)或服務(wù)器上執(zhí)行。在后一種情景中，遠(yuǎn)程計(jì)算機(jī)可通過包括局域網(wǎng)(lan)或廣域網(wǎng)(wan)的任何類型的網(wǎng)絡(luò)連接至用戶的計(jì)算機(jī)，或可(例如，使用互聯(lián)網(wǎng)服務(wù)提供商以通過互聯(lián)網(wǎng))與外部計(jì)算機(jī)形成連接。

本文中參考根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施方案的方法、設(shè)備(系統(tǒng))和計(jì)算機(jī)程序產(chǎn)品的流程圖圖解和/或方框圖來(lái)描述本發(fā)明的各方面。應(yīng)了解，流程圖圖解和/或方框圖的每一個(gè)方框以及流程圖圖解和/或方框圖中的方框的組合可通過計(jì)算機(jī)程序指令來(lái)實(shí)現(xiàn)。這些計(jì)算機(jī)程序指令可以提供給通用計(jì)算機(jī)、專用計(jì)算機(jī)或其他可編程數(shù)據(jù)處理設(shè)備的處理器以便產(chǎn)生一種機(jī)器，使得通過計(jì)算機(jī)或其他可編程數(shù)據(jù)處理設(shè)備的處理器運(yùn)行的指令建立用于實(shí)施流程圖和/或方框圖一個(gè)或多個(gè)方框中所規(guī)定的功能/動(dòng)作的手段。

還可以將這些計(jì)算機(jī)程序指令存儲(chǔ)在可以引導(dǎo)計(jì)算機(jī)、其他可編程數(shù)據(jù)處理設(shè)備或其他裝置以特定方式起作用的計(jì)算機(jī)可讀介質(zhì)中，以使得存儲(chǔ)在計(jì)算機(jī)可讀介質(zhì)中的指令產(chǎn)生一種制品，所述制品包括實(shí)現(xiàn)在流程圖和/或方框圖的一個(gè)或多個(gè)方框中規(guī)定的功能/操作的指令。

計(jì)算機(jī)程序指令也可以加載到計(jì)算機(jī)、其他可編程數(shù)據(jù)處理設(shè)備或其他裝置上以使得在計(jì)算機(jī)、其他可編程裝置或其他裝置上執(zhí)行一系列操作步驟來(lái)產(chǎn)生計(jì)算機(jī)實(shí)施的過程，使得在計(jì)算機(jī)或其他可編程設(shè)備上運(yùn)行的指令提供用于實(shí)施流程圖和/或方框圖一個(gè)或多個(gè)方框中所規(guī)定的功能/動(dòng)作的過程。

本說(shuō)明書使用實(shí)例來(lái)公開本發(fā)明，包括最佳模式，同時(shí)也讓本領(lǐng)域的任何技術(shù)人員能夠?qū)嵺`本發(fā)明，包括制造并使用任何裝置或系統(tǒng)，以及實(shí)施所涵蓋的任何方法。本發(fā)明可獲得專利的范圍由權(quán)利要求書來(lái)限定，并且可包括本領(lǐng)域技術(shù)人員能夠想到的其他實(shí)例。如果其他此類實(shí)例的結(jié)構(gòu)要素與權(quán)利要求書的字面意義相同，或者如果此類實(shí)例包括的等效結(jié)構(gòu)要素與權(quán)利要求書的字面意義無(wú)實(shí)質(zhì)差別，則此類實(shí)例也屬于權(quán)利要求書的范圍。