探测器的图像残影校正方法及装置与流程

专利检索2026-08-09  2


本技术涉及x射线成像,特别是涉及探测器的图像残影校正方法及装置。


背景技术:

1、在工业无损检测领域,动态x射线探测器的主流材料为非晶硅或非晶硒。由于材料本身的物理特性,在长时间、大剂量曝光时,残留信号不会一次性完全读出,而会在后续帧图像残留。这样后续帧图像上就残留了上一次曝光的信息,图像就会有残影,这在动态实时图像上会引起严重的图像误判。

2、当前大多企业主要通过更换闪烁体材料、改善tft(thin film transistor,薄膜晶体管)工艺、改善电路设计等改进物理硬件的方法来减弱残影,但这种方法成本较高、工艺难度较大、效果也不稳定。

3、也有企业通过算法进行残影校正,但这些算法要么校正公式不准确,极大影响校正效果;要么算法流程复杂,影响实时成像效率。


技术实现思路

1、本技术实施例的目的在于提供一种探测器的图像残影校正方法及装置,以实现保证对图像进行残影校正时的校正准确度、并简化校正流程。具体技术方案如下:

2、第一方面,本技术实施例提供了一种探测器的图像残影校正方法,包括:

3、获取探测器采集的第一图像帧以及前序图像帧,所述前序图像帧为所述探测器采集的图像序列中位于所述第一图像帧之前的图像;

4、基于预先确定的残影衰减公式,迭代计算所述前序图像帧在所述第一图像帧中残留的残影累积值;其中,所述残影衰减公式包括至少两项衰减项,所述衰减项包括为正数的幅值系数和为负数的指数项系数,针对所述至少两项衰减项中的任意两项衰减项,均满足一项衰减项的幅值系数大于另一项衰减项的幅值系数,且所述一项衰减项的指数项系数小于所述另一项衰减项的指数项系数;

5、利用所述残影累积值对所述第一图像帧进行残影校正,获得残影校正后的第一图像帧。可选的,所述残影衰减公式包括快衰减项、中衰减项、慢衰减项,所述快衰减项的幅值系数大于所述中衰减项的幅值系数,所述快衰减项的指数项系数小于所述中衰减项的指数项系数,所述中衰减项的幅值系数大于所述慢衰减项的幅值系数,所述中衰减项的指数项系数小于所述慢衰减项的指数项系数。

6、可选的,所述基于预先确定的残影衰减公式,迭代计算所述前序图像帧在所述第一图像帧中残留的残影累积值,包括:

7、获取由所述残影衰减公式所确定的各所述衰减项对应的累积值分量的迭代关系式;

8、基于每一所述迭代关系式,分别迭代计算所述前序图像帧在所述第一图像帧中残留的残影累积值包含的各项累积值分量;

9、累加各项所述累积值分量,获得所述残影累积值。

10、可选的,针对所述残影衰减公式中的衰减项a*exp(b*i),其对应的累积值分量的迭代关系式为:

11、s’(i)=s’(i-1)*exp(b)+x(i)*a*exp(b)

12、其中,a、b为常数,s’(i)为前i帧图像在第i+1帧图像中残留的残影累积值中包含的指数衰减项a*exp(b*i)对应的累积值分量,s’(i-1)为前i-1帧图像在第i帧图像中残留的残影累积值中包含的指数衰减项a*exp(b*i)对应的累积值分量,x(i)为残影校正后的第i帧图像的曝光量,exp()表示以自然常数e为底的指数函数。

13、可选的,所述残影衰减公式是基于如下方式确定的:

14、获取所述探测器在曝光前采集的第一暗场图像;

15、对所述探测器进行单帧曝光,并连续采集图像,获取所述探测器在曝光状态下采集的亮场图像,以及在曝光后采集的连续多帧第二暗场图像;

16、结合所述第一暗场图像,确定所述亮场图像在各帧所述第二暗场图像中残留的残影系数;

17、对所述亮场图像在各帧所述第二暗场图像中残留的残影系数进行拟合,获得所述残影衰减公式。

18、可选的,所述方法还包括以下步骤中的至少一项:

19、对残影校正前的第一图像帧或所述残影校正后的第一图像帧进行本底校正,其中,本底校正用于消除本底噪音;

20、对残影校正前的第一图像帧或所述残影校正后的第一图像帧进行增益校正,其中,增益校正用于消除x射线分布不均匀引起的图像不均匀性;

21、对残影校正前的第一图像帧或所述残影校正后的第一图像帧进行坏点校正,其中,坏点校正用于校正图像坏点。

22、可选的,所述对所述亮场图像在各帧所述第二暗场图像中残留的残影系数进行拟合,获得所述残影衰减公式,包括:

23、获取预设衰减公式,其中,所述预设衰减公式包括多个衰减项,所述衰减项包括幅值系数和指数项系数;

24、对各所述衰减项的幅值系数和指数项系数进行取值范围的设置,其中,所述取值范围的设置满足:针对任意两项衰减项,均满足一项衰减项的幅值系数大于另一项衰减项的幅值系数,且所述一项衰减项的指数项系数小于所述另一项衰减项的指数项系数;

25、在设置的取值范围内,利用所述亮场图像在各帧所述第二暗场图像中残留的残影系数,对各所述衰减项的幅值系数和指数项系数进行拟合,得到所述残影衰减公式。

26、第二方面,本技术实施例提供了一种探测器的图像残影校正装置,包括:

27、获取模块,用于获取探测器采集的第一图像帧以及前序图像帧,所述前序图像帧为所述探测器采集的图像序列中位于所述第一图像帧之前的图像;

28、计算模块,用于基于预先确定的残影衰减公式,迭代计算所述前序图像帧在所述第一图像帧中残留的残影累积值;其中,所述残影衰减公式包括至少两项衰减项,所述衰减项包括为正数的幅值系数和为负数的指数项系数,针对所述至少两项衰减项中的任意两项衰减项,均满足一项衰减项的幅值系数大于另一项衰减项的幅值系数,且所述一项衰减项的指数项系数小于所述另一项衰减项的指数项系数;

29、第一校正模块,用于利用所述残影累积值对所述第一图像帧进行残影校正,获得残影校正后的第一图像帧。

30、第三方面,本技术实施例提供了一种电子设备,包括:

31、存储器,用于存放计算机程序;

32、处理器,用于执行存储器上所存放的程序时,实现上述任一所述的探测器的图像残影校正方法。

33、第四方面,本身实施例提供了一种计算机可读存储介质,所述计算机可读存储介质内存储有计算机程序,所述计算机程序被处理器执行时实现上述任一所述的探测器的图像残影校正方法。

34、本技术实施例还提供了一种包含指令的计算机程序产品,当其在计算机上运行时,使得计算机执行上述任一所述的探测器的图像残影校正方法。

35、本技术实施例有益效果:

36、本技术实施例提供的探测器的图像残影校正方法及装置,针对迭代计算前序图像帧在第一图像帧中残留的残影累积值时应用的残影衰减公式,对该残影衰减公式中衰减项的系数进行了限定,具体要求针对至少其中的任意两项衰减项,均满足一项衰减项的幅值系数大于另一项衰减项的幅值系数,且该一项衰减项的指数项系数小于该另一项衰减项的指数项系数。由于残影衰减公式中具有不同指数项系数的衰减项,实际表征残影衰减公式中具有不同衰减速率的衰减部分,从而基于上述限定,一个衰减部分的衰减速率越慢,则该衰减部分对于图像中残留的残影的贡献程度越小。

37、因此,在基于残影衰减公式迭代计算残影累积值时,由于对残影的贡献程度较高的衰减部分本身的衰减速率较快,而衰减速率较慢的衰减部分对于残影的贡献程度又很小,在迭代若干帧后,暗场图像贡献的残影可以忽略不计。也就是说,该残影衰减公式对实际衰减规律的描述较为准确,在实际应用该残影衰减公式进行残影校正时,可以将暗场图像等同于亮场图像进行残影累积值的迭代计算,而不会导致过矫正问题,也就无需判断探测器是否在曝光状态下采集图像、无需对残影衰减公式进行截断计算,图像校正结果准确、且校正流程简便。

38、当然,实施本技术的任一产品或方法并不一定需要同时达到以上所述的所有优点。


技术特征:

1.一种探测器的图像残影校正方法,其特征在于,包括:

2.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述残影衰减公式包括快衰减项、中衰减项、慢衰减项,所述快衰减项的幅值系数大于所述中衰减项的幅值系数,所述快衰减项的指数项系数小于所述中衰减项的指数项系数,所述中衰减项的幅值系数大于所述慢衰减项的幅值系数,所述中衰减项的指数项系数小于所述慢衰减项的指数项系数。

3.根据权利要求1或2所述的方法,其特征在于,所述基于预先确定的残影衰减公式,迭代计算所述前序图像帧在所述第一图像帧中残留的残影累积值,包括:

4.根据权利要求3所述的方法,其特征在于,针对所述残影衰减公式中的衰减项a*exp(b*i),其对应的累积值分量的迭代关系式为:

5.根据权利要求1或2所述的方法,其特征在于,所述残影衰减公式是基于如下方式确定的:

6.根据权利要求1或2所述的方法,其特征在于,所述方法还包括以下步骤中的至少一项:

7.根据权利要求5所述的方法,其特征在于,所述对所述亮场图像在各帧所述第二暗场图像中残留的残影系数进行拟合,获得所述残影衰减公式,包括:

8.一种探测器的图像残影校正装置,其特征在于,包括:

9.一种电子设备,其特征在于,包括:

10.一种计算机可读存储介质,其特征在于,所述计算机可读存储介质内存储有计算机程序,所述计算机程序被处理器执行时实现权利要求1-7任一所述的方法。


技术总结
本申请实施例提供了探测器的图像残影校正方法及装置,方法包括:获取探测器采集的第一图像帧以及前序图像帧;基于预先确定的残影衰减公式,迭代计算前序图像帧在第一图像帧中残留的残影累积值;其中,残影衰减公式包括至少两项衰减项,衰减项包括为正数的幅值系数和为负数的指数项系数,针对至少两项衰减项中的任意两项衰减项,均满足一项衰减项的幅值系数大于另一项衰减项的幅值系数,且一项衰减项的指数项系数小于另一项衰减项的指数项系数;利用残影累积值对第一图像帧进行残影校正,获得残影校正后的第一图像帧。能够保证对图像进行残影校正时的校正准确度、并简化校正流程。

技术研发人员:杨俊越
受保护的技术使用者:杭州睿影科技有限公司
技术研发日:
技术公布日:2024/5/29
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