专利名称：射线照相设备及处理辐射检测信号的方法
技术领域：
本发明涉及一种射线照相设备及处理辐射检测信号的方法，用于从对待检查对象进行照射所测得的辐射检测信号获取射线照相图像。更具体地，本发明涉及一种用于校正像素的技术。
背景技术：
一种射线照相设备的举例是通过检测X射线以获得荧光图像的成像设备。过去，这种设备是把图像增强器用作X射线检测设备。近年来，已经开始替代使用平板X射线检测器(下称“FPD”)。
FPD具有层压在基板上的敏感膜，检测入射到敏感膜上的辐射，将所检测到的辐射转换为电荷，并将电荷存储在以二维阵列排列的电容器中。通过接通开关元件读取电荷，并作为辐射检测信号传送到图像处理器。图像处理器获得以辐射检测信号的像素为基础的图像。因此，构成电容器和开关元件的各检测元件中存储的电荷量不一致。这导致以相应检测元件的辐射检测信号为基础的像素信号电平的变化。为了减小这种变化，比如，执行校准，以调整为各检测元件设置的放大器的增益，统一它们的输出。
另一方面，已知这种变化是由时间相关噪声引起的，这种噪声与用于接通和断开栅极并与开关元件的栅极相连的栅极总线上的噪声相关。也就是说，顺序地加给按行排列的栅极总线上用以接通和断开栅极的电压，串行地产生按行排列的每条栅极总线所特有的噪声。以下的公知技术用于减小这种时间相关噪声。
根据日本未审专利公开No.2003-87656中公开的技术，将FPD分为对辐射密闭的校正像素区域和用于将辐射转换为电荷的正常和有效区域。不发射辐射，获得偏移图像，从来自辐射的原始图像中减去这种图像，以获得偏移校正图像。在偏移校正图像的校正像素区域中，时间相关噪声来自相同栅极总线或同时接通的每两条栅极总线的平均值或加权平均值。从每列中减去每行的时间相关噪声。
但是，即使在执行这种校准时，并不总能消除像素的信号电平变化，即信号电平差。如图1A-1C所示，由二维排列的像素构成图像。如图1A所示，在这种图像中，在像素排列的水平方向H上发生像素的信号电平差。更具体地，在图1A中垂直延伸的边界Bv两侧的右区R和左区L之间发生所述信号电平差。这种信号电平差的主要原因比如在于检测器的特性结构，在提供电压时，多个电源共享传感器平面中的区域。如图1B所示，在两个电源共享两个垂直分割区域的情况下，沿像素排列的垂直方向V，像素的信号电平差发生在水平延伸的边界BH两侧的上区U和下区D之间。如图1C所示，在不同的电源共享四个区域(即上下左右)的情况下，信号电平差发生在水平方向H和垂直方向V上。本说明书中将如图1C所示的信号电平差的噪声称为“交叉噪声”。
发明内容
考虑到上述现有技术的问题做出本发明，目的在于提出一种射线照相设备及处理辐射检测信号的方法，能够使沿像素排列的水平方向或垂直方向发生的像素信号电平差得以被减小。
按照本发明，以一种根据辐射检测信号用以获得射线照相图像的射线照相设备实现上述目的，所述射线照相设备包括射线发射装置，用于向待检查对象发射辐射；辐射检测装置，用于检测透过所述对象的辐射；统计计算装置，用于根据辐射检测信号计算与像素信号电平分布有关的统计信息，当在像素排列的水平或垂直延伸的边界两侧发生信号电平差时，统计计算装置动作，以计算由边界划分的两个区域的统计信息；以及像素校正装置，用于通过将与两个区域的统计信息之间差有关的校正量加在每个像素的信号电平上，进行对每个像素的校正，以减小信号电平差。
利用本发明的射线照相设备，计算基于辐射检测信号并与像素信号电平分布有关的统计信息。当在沿像素排列的水平或垂直方向上延伸的边界两侧发生信号电平差时，统计计算装置计算由边界划分的两个区域的统计信息。像素校正装置将与两个区域的统计信息之间差有关的校正量加到每个像素的信号电平上，以便消除上述信号电平差。发生在像素排列的水平或垂直方向上的像素信号电平差也是一类源于像素信号电平的分布的信号电平差。因此，能够通过把从与像素信号电平分布有关的统计信息中得到的校正量加到每个像素的信号电平上，减小发生在像素排列的水平或垂直方向上的像素的信号电平差，以校正每个像素。
当在由水平或垂直延伸的边界划分的两个区域(上下区域或左右区域)实质是具有相同信号电平的假设下执行校正时，将引起如下不便。有如图10所示者，其中边界(图10中的参考符号Bv)与患者M的结构(如人体线条)相交，与边界两侧相对的面积实质具有不同的信号电平。在信号电平实质上相同的假设下，当在这种情况进行相同的校正时，将产生假像(artifact)，从而不自然地再现图像。
为了防止这种假像，按照本发明的射线照相设备优选具有以下结构。
把像素校正装置设置成仅在满足统计信息之间差的绝对值小于预定值的特定条件时执行校正。
在这种情况下，只在满足统计信息之间差的绝对值不超过预定值的特定条件时，像素校正装置执行校正。因此，执行处理，至少对于统计信息之间差的绝对值超过预定值的位置不实行校正，比如上述边界与待检查对象的结构相交的位置。于是，能够在避免针对统计信息之间差的绝对值超过预定值的位置实行校正所产生假像的同时，减小发生在像素排列的水平或垂直方向上的像素信号电平差。
按照本发明的另一方面，提出一种处理辐射检测信号的方法，用以根据来自所发射并透过待检查对象之辐射的辐射检测信号，得到射线照相图像，所述处理辐射检测信号的方法包括以下步骤根据辐射检测信号，计算与像素信号电平的分布有关的统计信息，并且当在像素排列的水平或垂直延伸的边界两侧发生信号电平差时，计算由边界划分的两个区域的统计信息；以及通过把与两个区域的统计信息之间差有关的校正量加到每个像素的信号电平上，进行对每个像素的校正，以减小信号电平差。
采用本发明处理辐射检测信号的方法，由于发生在像素排列的水平或垂直方向上的像素信号电平差也是一类源于像素信号电平的分布的信号电平差，把从与像素信号电平分布有关的统计信息中所得到的校正量加到每个像素的信号电平上。这样，就减小了发生在像素排列的水平或垂直方向上的像素的信号电平差。
例如，在本发明处理辐射检测信号的方法中，统计信息是至少部分像素的信号电平的平均值。所述平均值并非限制性的，也可以使用通常可以得到的任何统计信息。譬如，这种统计信息是信号电平的中值。
在本发明处理辐射检测信号的方法中，优选的是，通过按照随着从边界到各像素距离的增加而逐渐减小的权重，将校正量加在各像素的信号电平上，来校正每个像素。信号电平差在边界附近较为显著。像素距离边界越远，即从边界到像素的距离越长，像素电平差对该像素的信号电平的影响越小。因此，可以将较小的权重分配给从边界到像素的较长距离，并且通过把这种校正量加在像素的信号电平上，可以校正每个像素。结果，可以进一步减小像素之间的信号电平差。
为了避免所述假像，本发明处理辐射检测信号的方法优选的是，仅在满足统计信息之间差的绝对值低于预定值的特定条件时实行校正。
在这种情况下，由于只在满足统计信息之间差的绝对值不超过预定值的特定条件时实行校正，所以能够在避免针对统计信息之间差的绝对值超过预定值的位置执行校正产生假像的同时，减小发生在像素排列的水平或垂直方向上的像素信号电平差。
只在满足上述特定条件时实行校正，而至少对于统计信息之间差的绝对值超过预定值的位置不执行校正。可以执行不同于上述校正的处理，或者可以对这些位置不执行处理。后一种情况，也即“可以不执行处理”，这意味着当不满足特定条件时不执行校正，不改变每个像素的信号电平，而将未改变的信号电平用作像素的信号电平。
在只有满足特定条件才执行校正的处理辐射检测信号方法中，为了避免假像，例如，统计信息可以是信号电平的平均值，并且特定条件可以是平均值之间差的绝对值至多为50。特定条件的另一种示例是，所述统计信息之间差的绝对值至多具有与两个区域的统计信息中较小的一个相比的固定比值。在所述统计信息是信号电平的平均值的情况下，所述特定条件是平均值之间差的绝对值至多是较小平均值的0.1倍。当满足上述特定条件的几个示例中的至少一个时，或者仅当满足全部多个特定条件时，可以实行校正处理。
同样，在只有满足特定条件时才执行校正的处理辐射检测信号方法中，所述统计信息可以是信号电平的平均值、信号电平的中值、信号电平的最频值，或者信号电平的加权平均值。尽管如前所述，平均值中值是位于一组信号电平值的中间位置的数值。最频值是直方图中具有最大计数的值。加权平均值是具有根据距边界的距离而改变的权重的平均值。所述预定值最好选自25到100的范围。
为了说明本发明的目的，以附图的形式给出本发明的几种优选实施例，但是，可以理解，本发明并不限于所示的确切设计和装置。
图1A(现有技术)示意性地示出现有技术中水平方向上发生的像素信号电平差的图像的说明性示意图；图1B(现有技术)示意性地示出现有技术中垂直方向上发生的像素信号电平差的图像的说明性示意图；图1C(现有技术)示意性地示出现有技术中水平和垂直方向上发生的像素信号电平差的图像的说明性示意图；图2是第一实施例荧光检查设备的方框图；图3是从侧视图中看到的第一和第二实施例中所用荧光检查设备中的平板X射线检测器的等效电路图；图4是从平面图中看到的平板X射线检测器的等效电路图；图5是由第一实施例设备的统计计算器和像素校正器实行的一系列信号处理的流程图；图6示意性地示出第一实施例中信号处理所用图像的说明性示意图；图7是第二实施例荧光检查设备的方框图；图8是由第二实施例设备的统计计算器和像素校正器实行的一系列信号处理的流程图；图9示意性地示出第二实施例中信号处理所用图像的说明性示意图；以及图10示意性地示出包含待检查对象的结构与发生信号电平差的边界之间交叉部分图像的说明性示意图。
具体实施例方式
下面将参考附图详细描述本发明的优选实施例。
第一实施例图2是第一实施例荧光检查设备的方框图。图3是从侧视图中观察，第一和第二实施例荧光检查设备中用的平板X射线检测器的等效电路。图4是从平面图中观察的所述平板X射线检测器的等效电路。将以平板X射线检测器(此后的适当情况下称为“FPD”)作为辐射检测装置的示例，并且荧光检查设备作为射线照相设备的示例，对第一实施例和随后的第二实施例进行描述。
如图2所示，第一实施例的荧光检查设备包括用于支撑患者M的顶板1、用于向患者M发射X射线的X射线管2；用于检测透射过患者M的X射线的FPD 3。X射线管2对应于本发明中的辐射发射装置。FPD3对应于本发明中的辐射检测装置。
荧光检查设备还包括顶板控制器4，用于控制顶板1的垂直和水平运动；FPD控制器5，用于控制FPD 3的扫描动作；X射线管控制器7，它具有高压发生器6，用以产生针对X射线管2的管电压和管电流；模-数转换器8，用以获取FPD 3的电荷信号，并将电荷信号数字化为X射线检测信号；图像处理器9，根据从模-数转换器8输出的X射线检测信号执行多种处理；控制器10，用于执行对这些组件的总体控制；存储器11，用于存储已处理图像；输入单元12，用于由操作员输入多种设置；以及监视器13，用于显示已处理图像等。
顶板控制器4控制顶板1的运动，从而水平移动顶板1，将患者M设置于成像位置，垂直运动和/或旋转顶板1，将患者M设置到所需位置，在成像操作期间水平移动顶板1，并在成像操作之后，将顶板1水平移离成像位置。FPD控制器5通过水平移动FPD 3或围绕患者M的体轴旋转FPD 3控制扫描动作。高压发生器6产生针对X射线管2的管电压和管电流，以发射X射线。X射线管控制器7通过水平移动X射线管2或围绕患者M的体轴旋转X射线管2控制扫描动作，并控制放置在X射线管2附近的准直器(未示出)的覆盖范围的设置。在扫描动作时，移动X射线管2和FPD 3，同时保持彼此相对的关系，从而使FPD 3可以检测从X射线管2发射出的X射线。
控制器10具有中央处理单元(CPU)和其他元件。存储器11具有存储介质，通常为ROM(只读存储器)或RAM(随机存取存储器)。输入单元12具有指示装置，通常为鼠标、键盘、摇杆、轨迹球和/或触摸板。所述荧光检查设备通过使FPD 3检测透射过患者M的X射线，并使图像处理器9根据所检测的X射线执行图像处理，创建患者M的图像。
图像处理器9包括统计计算器9A，用于计算平均值，该平均值作为与像素信号电平的分布有关的统计信息，这在稍后将有描述；像素校正器9B，用于通过将与平均值之间差有关的校正量加在每个像素的信号电平上，用以校正每个像素，从而消除发生在像素排列的水平或垂直方向上的像素信号电平差。统计计算器9A和像素校正器9B也是中央处理单元(CPU)等的形式。稍后将参照图5所示的流程图和图6所示的说明图，描述统计计算器9A和像素校正器9B的特有功能。统计计算器9A对应于本发明中的统计计算装置。像素校正器9B对应于本发明中的像素校正装置。
如图3所示，FPD 3包括玻璃基板31和在玻璃基板31上形成的薄膜晶体管TFT。如图3和4所示，薄膜晶体管TFT包括按行和列二维矩阵排列的大量(如1024×1024)开关元件32。针对各个载流子收集电极33，彼此分离地形成开关元件32。因此，FPD 3也是一个二维阵列的辐射检测器。
如图3所示，将X射线敏感半导体34层压载载流子收集电极33上。如图3和4所示，载流子收集电极33与开关元件32的源极S相连。多条栅极总线36从栅极驱动器35延伸，并与开关元件32的栅极G相连。另一方面，如图4所示，多条数据总线39通过放大器38与多路复用器37相连，用以收集电荷信号，并作为信号输出。如图3和4所示，每条数据总线39与各开关元件32的漏极D相连。
利用加给未予示出之公共电极上的偏置电压，通过向开关元件32的栅极加给栅极总线36的电压(或减小到OV)，接通该开关元件32的栅极。载流子收集电极33通过开关元件32的源极S和漏极D，向数据总线39输出电荷信号(载流子)，所述电荷信号是通过X射线敏感半导体34入射到检测表面上的X射线转换而来的。将电荷信号临时存储载电容器(未示出)中，直到接通开关元件为止。放大器38对被读出到数据总线39上的电荷信号进行放大，而多路复用器37收集电荷信号，并将其作为一个电荷信号输出。模-数转换器8对输出的电荷信号进行数字化，并输出它，作为X射线检测信号。
接下来将参照图5所示的流程图和图6所示的说明图，描述第一实施例中的统计计算器9A和像素校正器9B的一系列信号处理过程。如图6所示那样，把在像素排列的水平方向H上发生像素信号电平差时进行的校正作为示例，描述这种处理过程。
如图6所示，按照m列(m为自然数)和n行(n为自然数)对像素进行二维排列。假设信号电平差发生在图6中垂直延伸的边界Bv两侧的右区R和左区L之间。还假设i满足1≤i≤m，并且j满足1≤j≤n。
(步骤S1) 设置8×8区域关注作为第i列像素与第j行像素交点处的像素Pij。设置两个区域，包括第j行像素，同时与边界Bv相邻，并且每个区域具有水平排列的八个像素和垂直排列的八个像素(此后将这些区域称为“8×8区域”)。图6中的参考符号TR表示右区R中的8×8区域，参考符号TL表示左区L中的8×8区域。每个区域中的像素数并不限于8×8，也可以是4×4、2×8或8×2等。
(步骤S2) 计算右区和左区的平均值接下来，所述统计计算器9A(图2)计算右区R中8×8区域TR中像素信号电平的平均值和左区L中8×8区域TL中像素信号电平的平均值。右区R中8×8区域TR中的像素信号电平的平均值是XR，而左区L中8×8区域TL中的像素信号电平的平均值是XL。平均值可以是TR和TL区域中每一个区域的所有像素的信号电平的算术平均值，或者可以是TR和TL区域中每一个区域的所有像素的信号电平的几何平均值。步骤S2中算出的平均值XR和XL对应于本发明中与像素信号电平的分布有关的统计信息。
(步骤S3)计算以两个区域为基础的校正量根据右区R中8×8区域TR中的像素信号电平的平均值XR和左区L中8×8区域TL中的像素信号电平的平均值XL，计算用于消除在水平方向H上发生的信号电平差的数值。假设这个数值是校正量X，则通过以下公式(1)可得出校正量XX＝(XL-XR)/2 ……(1)(步骤S4)将校正量应用于信号电平为了消除在水平方向H上发生的信号电平差，依i＝1、2、…、m-1和m的次序，将在步骤S3中确定的校正量X应用于第j行像素中所有像素{P1j、P2j、…、Pij、…、P(m-1)j和Pmj}的信号电平。按以下条件实行这种操作。
在把校正量X应用于属于左区L的第j行像素中的像素信号电平时，从像素信号电平中减去校正量X(Pij-X)。在把校正量X应用于属于右区R的第j行像素中的像素信号电平时，将校正量X与像素的信号电平相加(Pij+X)。
(步骤S5) i＝m？在依i＝1、2、…、m-1和m的次序将校正量X应用于每个像素信号电平时，像素校正器9B(图2)检查是否已经达到i＝m。当i＜m时，操作返回到步骤S4，以重复步骤S4和S5，直到达到i＝m为止。当i＝m时，已经通过把校正量X加于其上对第j行像素中的所有像素{P1j、P2j、…、Pij…、P(m-1)j和Pmj}的信号电平实行校正。然后，操作过程进到下一步。
(步骤S6) 将j的数值递增1还依j＝1、2、…、n-1和n的次序，针对每行像素{P1j、P2j、…、Pij、…、Pi(n-1)和Pin}的信号电平，执行上述步骤S1～S5。即针对步骤S1～S5，将j的数值递增一。
(步骤S7) j＝n？在依j＝1、2、…、n-1和n的次序把校正量X应用于每个像素的信号电平时，像素校正器9B(图2)检查是否已经达到j＝n。当j＜n时，操作过程返回步骤S1，重复步骤S1及其后续步骤，直到达到j＝n为止。当j＝n时，已经对图像中的所有像素实现校正，并结束信号处理。
采用具有上述结构之第一实施例的设备，根据所得X射线检测信号计算平均值XR和XL，作为与像素信号电平分布有关的统计信息。当信号电平差发生在沿像素排列的垂直方向V延伸的边界Bv两侧时，统计计算器9A计算由边界Bv划分的两个区域(即右区R和左区L)的平均值XR和XL。像素校正器9B将与两个区域平均值之间差(XL-XR)有关的校正量加到每个像素的信号电平上，从而消除上述信号电平差。发生在像素排列的水平方向H上的像素信号电平差同样也是一类源于像素信号电平分布的信号电平差。因此，能够通过把从与像素信号电平分布有关的平均值XR和XL中所得的校正量X加在每个像素的信号电平上，减小发生在像素排列的水平方向H上的像素信号电平差，以校正每个像素。
由于不必提供前述日本未审专利公开No.2003-87656中所公开的校正像素，所以，提高了由FPD 3等表示的辐射检测装置的通用性。
产生同样的功能和效果，以克服发生在垂直方向上的信号电平差。这可以通过在图5的流程图中以垂直方向代替水平方向，设置与水平延伸的边界相邻的8×8区域，计算校正量，并将校正量应用于每个像素的信号电平得以实现。在交叉噪声的情况下，可以针对水平和垂直方向同时实行相同的校正，以消除交叉噪声。
第二实施例图7是第二实施例荧光检查设备的方框图。以相同的参考数字表示与第一实施例相同的部件，并不再对其进行描述。
如图7所示，在第二实施例的荧光检查设备中，图像处理器9的像素校正器9B包括信号电平操纵器9b，与第一实施例中同样地，它具有将校正量加到每个像素信号电平上用以消除像素信号电平差的功能。在第二实施例中，像素校正器9B还包括条件确定器9a，用于确定是否满足稍后将会描述的特定条件。
接下来，参照图8所示的流程图和图9所示的说明图，描述第二实施例中统计计算器9A和像素校正器9B的一系列信号处理过程。如图9所示那样，将沿像素排列的水平方向H发生像素信号电平差时实行的校正作为示例，描述这一处理过程。
(步骤S11) 设置4×4区域关注作为第i列像素与第j行像素交点处的像素Pij。设置两个区域，包括第j行像素，与边界Bv相邻，并且，每个区域具有水平排列的四个像素和垂直排列的四个像素(这些区域下称“4×4区域”)。图9中的参考符号TR表示右区R中的4×4区域，而参考符号TL表示左区L中的4×4区域。每个区域中的像素数并不限于4×4，也可以像前述第一实施例中的8×8、2×8或8×2等。
(步骤S12) 计算右区和左区的平均值接下来，统计计算器9A计算右区R的4×4区域TR中的像素信号电平的平均值和左区L的4×4区域TL中的像素信号电平的平均值。右区R的4×4区域TR中像素信号电平的平均值是XR，而左区L的4×4区域TL中像素信号电平的平均值是XL。平均值可以是每一个区域TR和TL中所有像素的信号电平的算术平均值，或者可以是每一个区域TR和TL中所有像素的信号电平的几何平均值。
(步骤S13) 计算两个区域的平均值之间的差确定右区R的4×4区域TR中像素信号电平的平均值和左区L的4×4区域TL中像素信号电平的平均值之间的差，即两个区域之间平均值的差(XL-XR)。
(步骤S14) 满足条件A或条件B吗？像素校正器9B的条件确定器9a(图7)确定步骤S13中算出的平均值之间差(XL-XR)的绝对值是否满足不超过预定值的特定条件。在本实施例中，所述特定条件是下述条件A或条件B。当所述差的绝对值满足这些条件A和B中的至少一个时，过程进到步骤S15，再到步骤S16，以实行校正。相反，当绝对值既不满足条件A又不满足条件B时，过程跳转到步骤S18，跳过用于计算校正量的步骤S15和用于进行校正的步骤S16和S17。
A.平均值之间差(XL-XR)的绝对值为50或更小当平均值XR大于平均值XL时，平均值之间的差(XL-XR)为负数，因此，取这一差值的绝对值。应当注意，由于模-数转换器8已使用为平均值XR和XL基础的像素的信号电平数字化，所以平均值XR和XL是数字值。类似地，平均值之间差(XL-XR)的绝对值也是数字值。数值“50”是以十进制记数法表示的数，在二进制记数法中，它的实际数字值是“110010”。
B.平均值之间差(XL-XR)的绝对值是较小平均值的0.1倍或更小当平均值XL大于平均值XR时，平均值之间差(XL-XR)的绝对值是较小平均值XR的0.1倍或更小。当平均值XR大于平均值XL时，平均值之间差(XL-XR)的绝对值是较小平均值XL的0.1倍或更小。应当注意，平均值XR和XL是数字值，因而是正值。
(步骤S15) 对两个区域计算校正量当在步骤S14发现绝对值满足条件A和B中的至少一个时，根据右区R的4×4区域TR中像素信号电平的平均值XR和左区L的4×4区域TL中像素信号电平的平均值XL，计算用于消除发生在水平方向H上信号电平差的数值。假设此数值是校正量X，通过以下公式(11)得出校正量XX＝{(XL-XR)}/2×αt……(11)在上面的等式中，α小于1；本实施例中将其设为0.97。当然，α并不限于0.97，只要小于1即可。符号t是从边界Bv到像素的距离(即像素数)，如图9所示那样。以α倍增构成了权重。即通过将小于1的α升到t次幂，将较小的权重应用于从边界Bv到像素的较长距离t，而将较大的权重应用于较短的距离t。实际上，在边界附近信号电平差表现明显。像素距离边界越远，即从边界到像素的距离越长，信号电平差对该像素信号电平的影响越小。因此，未经加权的校正可能会导致对信号电平差影响较小的像素(即远离边界的像素)的过度校正。通过上述加权可以防止这种过度校正。
(步骤S16) 将校正量加于信号电平这个步骤与第一实施例中的步骤S4相同，省略对它的描述。
(步骤S17) i＝m？这个步骤与第一实施例中的步骤S5相同，省略对它的描述。
(步骤S18) 将j的数值递增1还按照j＝1、2、…、n-1和n的次序，对每行像素{P1j、P2j、…、Pij、…、Pi(n-1)和Pin}的信号电平，实行上述步骤S11-S17。即对步骤S11-S17，将j的数值递增1。
当不满足条件A和B并且跳过步骤S15-S17而未进行校正时，将j的数值递增1，从而移向下一行像素，由此，针对不同的部分，确定条件A和B。因此，当不满足条件A和B时，操作跳到步骤S18，并按与满足条件A和B中至少一个时同样的方式执行其后的步骤，即步骤S19。
当不满足条件A和B时，操作跳过步骤S15-S17，未实行对每个像素信号电平的校正。因此，将未改变的信号电平用作每个像素的信号电平。
(步骤S19) j＝n？在按照j＝1、2、…、n-1和n的次序将校正量X加于每个像素的信号电平时，检查是否已经达到j＝n。当j＜n时，过程回到步骤S11，以重复步骤S11及其后续步骤，直到达到j＝n为止。当j＝n时，已经对图像中的所有像素实行校正，并结束信号处理。
与第一实施例相同，采用具有上述结构之第二实施例的设备，统计计算器9A计算由边界Bv划分的两个区域(即右区R和左区L)的平均值XR和XL。像素校正器9B将与两个区域的平均值之间差(XL-XR)有关的校正量加在每个像素的信号电平上，从而消除上述信号电平差。发生在像素排列的水平方向H上的像素信号电平差也是一类源于像素信号电平的分布的信号电平差。因此，能够通过将从与像素信号电平分布有关的平均值XR和XL中得到的校正量X加在每个像素的信号电平上，减小发生在像素排列的水平方向H上的像素的信号电平差，以校正每个像素。
只在满足平均值之间差的绝对值不超过预定值的特定条件时，像素校正器9B才实行上述校正。因此，实行处理，而无需对平均值之间差(XL-XR)的绝对值应当超过预定值的位置实行步骤S16和S17中的校正，如图10所示，所述位置为上述边界Bv与患者M的结构(如人体线条等)相交的位置。结果，能够在避免对平均值之间差(XL-XR)的绝对值应当超过预定值的位置实行校正而产生的假像的同时，减小发生在像素排列的水平方向H上的像素信号电平差。
在第二实施例中，上述特定条件是A平均值之间差(XL-XR)的绝对值为50或更小，以及是B平均值之间差(XL-XR)的绝对值是较小平均值的0.1倍或更小。当满足这些条件A和B中的至少一个时，实行校正。相反，当不满足条件A和B时，跳过校正。
本发明并不限于前述实施例，也可以如下改型(1)上述每个实施例中，作为示例，描述了荧光检查设备，在第一实施例中，如图2所示，以及在第二实施例中，如图7所示。譬如，也可将本发明应用于安装在C形臂上的荧光检查设备。本发明还可以应用于X射线CT设备。
(2)上述每个实施例中，作为示例，描述了平板X射线检测器(FPD)3。也可将本发明应用于具有定义了像素并按二维矩阵排列的检测元件的任何X射线检测器。
(3)上述每个实施例中，作为示例，描述了用于检测X射线的X射线检测器。本发明并不限于特定类型的辐射检测器，比如，也可被用于伽马射线检测器，检测服用放射性同位素(RI)的患者所发射的伽马射线，比如用在ECT(发射计算机断层摄影)设备中。类似地，本发明可应用于以上述ECT设备为示例，检测辐射的任何成像设备。
(4)上述每个实施例中，FPD 3是直接转换型检测器，具有用于将入射辐射直接转换为电荷信号的辐射(各实施例中为X射线)敏感半导体。代替辐射敏感型，检测器可以是具有光敏半导体和闪烁体的间接转换型，其中由闪烁体将入射辐射转换为光，并由光敏半导体将光转换为电荷信号。
(5)第一实施例中，利用等式(1)(即X＝(XL-XR)/2)得出校正量X。在第二实施例中，利用等式(11)(即X＝{(XL-XR)}/2×αt)得出校正量X。在把校正量X应用于包括在第j行像素并属于左区L的每个像素的信号电平时，从像素信号电平中减去校正量X(Pij-X)。在把校正量X应用于属于右区R的第j行像素中像素的信号电平时，将校正量X与像素的信号电平相加(Pij+X)。作为代替，在第一实施例中可以通过把来自下式(2)的校正量X′加于每个像素上，或者在第二实施例中通过把来自下式(12)的校正量X′加于每个像素上，藉以校正每个像素X′＝(XR-XL)/2 ……(2)X′＝{(XR-XL)}/2×αt……(12)在上式(12)中，与第二实施例中一样，α小于1，并且t是从边界到像素的距离。
利用来自等式(2)或(12)的校正量X′，在把校正量X加于包括在第j行像素并属于左区L的每个像素的信号电平时，将校正量X’与像素的信号电平相加(Pij+X′)。在把校正量X加于属于右区R的第j行像素中的像素的信号电平时，从像素的信号电平中减去校正量X′，即(Pij-X′)。对垂直方向也可以实行类似的校正。
(6)在上述第一实施例中，利用等式(1)(即X＝(XL-XR)/2)得出校正量X，并将此校正量X加于每个像素的信号电平，以校正该像素。这可能会导致过度校正。因此，如以下等式(3)所示，可以将校正量X与固定的比例α相乘，从而使其变小。在等式中，α小于1。
Y＝α·X＝α·(XL-XR)/2……(3)将此校正量Y加于每个像素的信号电平，以校正该像素。已经通过实验确认，大约0.7的α可实现适宜的校正。可以对垂直方向实行类似的校正。
(7)上述第一实施例中，通过等式(1)(即X＝(XL-XR)/2)得出校正量X，并将此校正量X加于每个像素的信号电平，以校正该像素。信号电平差在边界附近表现明显。像素距离边界越远，即从边界到像素的距离越长，像素电平差对该像素的信号电平的影响越小。因此，可以采用第二实施例那样的加权进行校正。
也就是说，有如第二实施例的图9所示，在从边界Bv到像素的距离(即像素数)为t的情况下，可以将较小的权重分配给从边界Bv到像素较长的距离，如以下等式(4)所示。可以通过将以平均值表示的统计信息加于像素的信号电平来校正每个像素。
Y′＝α.X/(t-α)……(4)可以通过把来自等式(4)的校正量Y′加于每个像素的信号电平，进一步减小像素间的信号电平差，以校正该像素。已经通过实验确认，大约0.02到0.05的α可实现适宜的校正。可以对垂直方向执行类似的校正。
距离t并不限于像素的数目，也可以是与像素数成正比的数值，或以预定数目与像素数相加的数值。
本发明并不限于任何特定的加权模式，包括比如第二实施例中等式(11)所示，由αt与α的乘积(α小于1)进行加权，或者比如与第一实施例的加权有关的上述改型的等式(4)所示的加权。例如，可以只将距离t用作上述等式(4)中的分母。校正量Y′可以是通过减去距离t而不是除以距离t所得的值。可用以下等式(13)或(14)代替第二实施例中的等式(11)，其中，通过使距离t作为分母来分配权重X＝(XL-XR)/2×1/t ……(13)X＝(XL-XR)/2×β/(t-β)……(14)已经通过实验确认，大约0.02到0.05的β可实现适宜的校正。
因此，本发明并不限于上述等式(4)或等式(11)，只要将较小的权重分配给从边界Bv到像素的较长距离，并且通过把以平均值表示的这种统计信息加于像素的信号电平来校正每个像素。
(8)上述第二实施例中，如等式(11)(X＝{(XL-XR}/2×αt)那样计算反映加权的校正量X，并以避免过度校正的方式，将校正量加于每个像素的信号电平来进行校正。只要能够避免过度校正，如第一实施例的图6所示那样，就可以从上述等式(11)中去除权重，如以下等式(15)所示X＝(XL-XR)/2……(15)为了从上述等式(12)中去除权重，上述等式(15)中的平均值XR和XL是可互换的。对垂直方向也可以类似地去除权重。
(9)在上述每个实施例中，平均值是从右区R和左区L中抽样的8×8区域或4×4区域TR和TL的信号电平平均值。作为代替，可以使用所有像素的信号电平的平均值。即本发明可以使用至少部分像素的信号电平的平均值。可以对垂直方向实行类似的校正。
(10)在上述每个实施例中，作为示例，平均值是与像素信号电平的分布有关的统计信息。本发明并不限于平均值，也可以使用通常所用的任何统计信息。例如，这种统计信息是信号电平的中值、信号电平的最频值和信号电平的加权平均。中值是位于一组信号电平值的中间位置的数值。最频值是直方图中具有最大计数的值。加权平均是具有根据距边界的距离而改变的权重的平均值(即加权平均值)。可以组合两个或多个不同的统计信息，如平均值和中值的组合。
(11)在上述第二实施例中，所述特定条件是A平均值之间差(XL-XR)的绝对值为50或更小，以及是B平均值之间差(XL-XR)的绝对值是较小平均值的0.1倍或更小。所述特定条件并不限于此，只要统计信息(如平均值)之间差的绝对值不超过预定值即可。对于条件A，预定值是数字值50(十进制记数法)，但并不限于50。但是，即使统计信息不是平均值的情况下，优选的是，条件A是统计信息之间差的绝对值为50或更小。在预定值不是50的情况下，优选地选择25到100的范围内的值。对于条件B，所使用的固定相乘因子是0.1或更小。但是，统计信息之间差的绝对值可以高于较小统计信息的0.1倍。装置固定的相乘因子最好小于1。
(12)在上述第二实施例中，所述特定条件是A平均值之间差(XL-XR)的绝对值为50或更小，以及是B平均值之间差(XL-XR)的绝对值是较小平均值的O.1倍或更小。可以使用其中统计信息之间差的绝对值小于预定值的其他特定条件的组合。相反，可以只将条件A和B之一用作特定条件。当然，可以单独使用其中统计信息之间差的绝对值小于预定值的其他特定条件，并且可以只在满足此条件时，才实行校正处理。
(13)在上述实施例中，所述特定条件是A平均值之间差(XL-XR)的绝对值为50或更小，以及是B平均值之间差(XL-XR)的绝对值是较小平均值的0.1倍或更小。当满足条件A和B中的至少一个时，实行校正处理。作为代替，可以只在同时满足条件A和B时，才实行处理。也可以应用于除特定条件A和B以外的其他条件。
(14)在上述实施例中，当不满足所述特定条件时，不执行校正，而将未改变的信号电平用作每个像素的信号电平。这并不是限制性的。也就是说，如果至少对于统计信息之间差的绝对值应当超过预定值的位置不执行校正，执行不同于所述校正的处理。例如，当不满足特定条件时，可以均等地对所有像素的信号电平进行乘法。
在不脱离本发明精神或本质特点的前提下，可以按照其他特定形式具体实现本发明，因此，应当参照所附的权利要求，而不是前述说明书来表示本发明的范围。
权利要求
1.一种用于根据辐射检测信号获得射线照相图像的射线照相设备，包括射线发射装置，用于向待检查对象发射辐射；辐射检测装置，用于检测透过所述对象的辐射；统计计算装置，用于根据所述辐射检测信号计算与像素信号电平的分布有关的统计信息，当在像素排列的水平或垂直延伸的边界两侧发生信号电平差时，所述统计计算装置进行操作，以计算由所述边界划分的两个区域的所述统计信息；以及像素校正装置，用于通过将与所述两个区域的统计信息之间差有关的校正量加在每个像素的信号电平上，进行对每个像素的校正，以减小所述信号电平差。
2.根据权利要求1所述的射线照相设备，其特征在于，所述像素校正装置被设置成仅在满足统计信息之间所述差的绝对值小于预定值的特定条件时，实行所述校正。
3.一种处理辐射检测信号的方法，用于根据来自被发射的并透过待检查对象的辐射的辐射检测信号获得射线照相图像，所述处理辐射检测信号的方法包括以下步骤根据所述辐射检测信号计算与像素信号电平的分布有关的统计信息，并在像素排列的水平或垂直延伸的边界两侧发生信号电平差时，计算由所述边界划分的两个区域的所述统计信息；以及通过将与所述两个区域的统计信息之间差有关的校正量加到每个像素的信号电平上，进行对每个像素的校正，以减小所述信号电平差。
4.根据权利要求3所述的处理辐射检测信号的方法，其特征在于，所述统计信息至少是部分所述像素的信号电平的平均值。
5.根据权利要求3所述的处理辐射检测信号的方法，其特征在于，通过以随着从所述边界到每个像素距离的增加而逐渐减小的权重，将所述校正量加在每个像素的信号电平上，校正每个像素。
6.根据权利要求3所述的处理辐射检测信号的方法，其特征在于，仅在满足统计信息之间差的绝对值小于预定值的特定条件时，实行所述校正。
7.根据权利要求6所述的处理辐射检测信号的方法，其特征在于，在不满足所述特定条件时，省略所述校正，并保持每个像素的信号电平不变，将保持不变的信号电平用作每个像素的信号电平。
8.根据权利要求6所述的处理辐射检测信号的方法，其特征在于，所述统计信息是信号电平的平均值，所述特定条件是所述平均值之间差的绝对值最多为50。
9.根据权利要求6所述的处理辐射检测信号的方法，其特征在于，所述特定条件是统计信息之间的所述差的绝对值至多具有与所述两个区域的所述统计信息中较小的一个相比的固定比值。
10.根据权利要求6所述的处理辐射检测信号的方法，其特征在于，所述统计信息是信号电平的平均值，所述特定条件是所述平均值之间差的绝对值至多是较小平均值的0.1倍。
11.根据权利要求6所述的处理辐射检测信号的方法，其特征在于，所述统计信息是信号电平的平均值。
12.根据权利要求6所述的处理辐射检测信号的方法，其特征在于，所述统计信息是信号电平的中值。
13.根据权利要求6所述的处理辐射检测信号的方法，其特征在于，所述统计信息是信号电平的最频值。
14.根据权利要求6所述的处理辐射检测信号的方法，其特征在于，所述统计信息是信号电平的加权平均值。
15.根据权利要求6所述的处理辐射检测信号的方法，其特征在于，在不满足所述特定条件时，执行除所述校正以外的其他处理。
16.根据权利要求6所述的处理辐射检测信号的方法，其特征在于，通过以随着从所述边界到每个像素的距离增加而逐渐减小的权重，将所述校正量加在每个像素的信号电平上，校正每个像素。
17.根据权利要求6所述的处理辐射检测信号的方法，其特征在于，提供多个预定条件，并在满足特定条件中的至少一个时，实行所述校正。
18.根据权利要求6所述的处理辐射检测信号的方法，其特征在于，提供多个预定条件，并且只在满足全部特定条件时，实行所述校正。
19.根据权利要求6所述的处理辐射检测信号的方法，其特征在于，对所述边界与所述对象的结构相交的位置，实行所述校正。
20.根据权利要求19所述的处理辐射检测信号的方法，其特征在于，对所述边界与所述对象的体线相交的位置，实行所述校正。
全文摘要
在垂直延伸的边界两侧发生的像素信号电平差是一类源于像素信号电平分布的信号电平差。因此，可通过把从与像素信号电平分布有关的统计信息(平均值)得到的校正量加在每个像素的信号电平上，减小在像素排列的水平方向上发生的像素信号电平差，以校正每个像素。只在满足统计信息之间异的绝对值至多为预定值的特定条件(条件A或B)时，实行所述校正。从而，可以避免对统计信息之间差的绝对值超过预定值的位置实行校正而产生的假像。
文档编号H04N5/335GK1689514SQ20051006597
公开日2005年11月2日 申请日期2005年4月19日 优先权日2004年4月22日
发明者冈村升一 申请人:株式会社岛津制作所