多增益平板探测器及读数数据处理方法技术

本发明专利技术公开了一种多增益平板探测器及读数数据处理方法，属于图像处理领域。多增益平板探测器包括闪烁体层和读数电路层；在读数前通过读数电路层对信号进行检测、矫正，进而输出图像，读出图像的每一个像素应对应各自独立的薄膜晶体管阵列、控制电路和模数转换器，从而实现像素独立读数；此外，还可以通过软件控制电荷放大器中个电容器所在电路的开关调整电荷放大器整体的电容量，从而实现对读数增益的控制，解决平板探测器易出现数据饱和和数据信噪比过低的问题。信噪比过低的问题。信噪比过低的问题。

【技术实现步骤摘要】
多增益平板探测器及读数数据处理方法


[0001]本专利技术涉及图像处理领域，特别涉及一种多增益平板探测器及读数数据处理方法。

技术介绍

[0002]锥形束计算机断层扫描(CBCT)在头部创伤的即时成像方面具有许多潜在优势，包括占地面积小、机械简单、单次旋转的体积采集以及各向同性的空间分辨率，例如移动术中C臂、专用肌肉骨骼成像、乳房成像和颌面成像。
[0003]CBCT采用动态平板探测器，在剂量不变的前提下，平板探测器(FPD)可以利用信号放大通过高增益探测器读数来降低电子噪声的相对贡献，从而提升图像分辨率。
[0004]然而，信号放大(相对于电子噪声增加信号)和探测器动态范围之间都存在矛盾。由于探测器读数范围有限，信号放大意味着探测器读数更容易达到饱和，无法获得有效的透射率。特别是在目标物体外围的裸光束中，由于光束路径上发生的吸收较少，到达探测器表面的光子数量大，探测器读数远高于透过物体的光束，极其容易达到饱和。这两者间的矛盾对在整个高衰减物体(例如颅顶)中检测低对比度特征(例如ICH病变)的场景的影响尤其明显。

技术实现思路

[0005]本公开实施例提供了一种多增益平板探测器及读数数据处理方法，能够解决相关技术中平板探测器动态范围有限易出现高剂量数据饱和和低剂量数据信噪比过低的问题。所述技术方案如下：
[0006]一方面，提供了一种多增益平板探测器，所述探测器包括：闪烁体层和读数电路层；
[0007]所述读数电路层包括薄膜晶体管阵列、控制电路和模数转换器，其中，薄膜晶体管阵列包括光电二极管；
[0008]所述闪烁体层与所述读数电路层相连，所述闪烁体层用于将X射线转换成光信号，所述读数电路层通过所述薄膜晶体管阵列内的光电二极管捕获所述光信号，并在读数前将所述光信号转为电信号进行存储；
[0009]所述薄膜晶体管阵列用于对所述光电二极管捕获的光信号进行读数前检测；所述控制电路用于将读数前存储的电信号进行采样、矫正和多路复用处理；所述模数转换器用于将采样和多路复用处理后的电压信号转换为读数输出信号。
[0010]另一方面，提供了一种读数数据处理方法，所述方法包括：
[0011]根据读数输出信号获取下N*N数据集，所述读数输出信号通过权利要求1至6任一所述的多增益平板探测器采集，其中N为大于等于2正整数；
[0012]将所述数据集输入数据处理模型，得到所述数据处理模型待处理的N*N张图像；
[0013]通过所述数据处理模型对所述N*N张图像进行去噪处理，所述去噪去处理根据模
型当前去噪策略进行，其中，各张图像具有不同增益；
[0014]通过所述数据处理模型输出目标投影图像，其中，所述目标投影图像根据所述N*N张图像去噪后的平均权重得到。
[0015]本专利技术的带来的有益效果至少包括：
[0016]本申请实施例提供了一种多增益平板探测器，该探测器包括闪烁体层和读数电路层；在读数前通过读数电路层对信号进行检测、矫正，进而输出图像，读出图像的每一个像素应对应各自独立的薄膜晶体管阵列、控制电路和模数转换器，从而实现像素独立读数；此外，还可以通过软件控制电荷放大器中个电容器所在电路的开关调整电荷放大器整体的电容量，从而实现对读数增益的控制，解决平板探测器易出现数据饱和和数据信噪比过低的问题。
附图说明
[0017]图1示出了本申请一个示例性实施例提供的多增益平板探测器的结构示意图；
[0018]图2示出了本申请一个示例性实施例提供的读数数据处理方法的流程图；
[0019]图3示出了数据处理模型的去噪训练过程。
具体实施方式
[0020]为使本专利技术的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本专利技术实施方式作进一步地详细描述。
[0021]在本文中提及的“多个”是指两个或两个以上。“和/或”，描述关联对象的关联关系，表示可以存在三种关系，例如，A和/或B，可以表示：单独存在A，同时存在A和B，单独存在B这三种情况。字符“/”一般表示前后关联对象是一种“或”的关系。
[0022]请参考图1，其示出了本申请一个示例性实施例提供的多增益平板探测器的结构示意图。
[0023]探测器包括：闪烁体层110和读数电路层120。
[0024]其中，读数电路层120包括薄膜晶体管阵列121、控制电路122和模数转换器123，其中，薄膜晶体管阵列121包括光电二极管。
[0025]闪烁体层110与读数电路层120相连，闪烁体层110用于将X射线转换成光信号，读数电路层120通过薄膜晶体管阵列121内的光电二极管捕获光信号，并在读数前将光信号转为电信号进行存储。
[0026]进一步的，薄膜晶体管阵列121用于对光电二极管捕获的光信号进行读数前检测；控制电路122用于将读数前存储的电信号进行采样、矫正和多路复用处理；模数转换器123用于将采样和多路复用处理后的电压信号转换为读数输出信号。
[0027]在上述内容的基础上，进一步公开如下内容。
[0028]根据处理流程，在控制电路中，控制电路包括有电荷放大器、采样保持电路、CDS相关双采样电路和多路复用电路。
[0029]其中，电荷放大器用于通过积分电容器将信号电荷转换为电压信号；采样保持电路用于对电压信号进行采样处理；CDS电路用于对采样处理后的电压信号进行矫正处理；多路复用电路用于对矫正处理后的电压信号进行多路复用。
[0030]在读出阶段，每个像素的累积信号电荷依次传输到电荷放大器通道的积分电容器，从而将电荷信号转换为电压信号。电压信号通过采样保持电路进行处理，并进行CDS校正、多路复用，然后转换为数字字流。
[0031]在一种可能的实施方式中，电荷放大器通过不同电容量的电容器并联实现，各个电容器所在电路上连接有控制开关，控制开关用于调整对应电容器的电容量；不同电容量的电容器用于实现电荷放大器的不同增益的读数。
[0032]在多增益平板探测器中，IC中包含上述可调整的电荷放大器以应对不同增益的读数需求。不同的电荷放大器可以通过多组不同电容量的电容器并联实现，每个电容器所在电路上应包含一个开关用于控制是否开启该电容器。理论上N
C
个不同电容量的电容器在上述情况下可以实现种不同增益的读数。
[0033]在本方案提供的多增益平板探测器中，每个像素每次读数时使用的增益可以通过软件来进行控制，即控制开关通过软件进行操控。具体的，可以通过软件控制电路电荷放大器中个电容器所在电路的开关调整电荷放大器整体的电容量，从而实现对读数增益的控制。
[0034]在上述实施例中，提供了多增益平板探测器的结构与功能说明，在读数前通过读数电路层对信号进行检测、矫正，进而输出图像，读出图像的每一个像素应对应各自独立的薄膜晶体管阵列、控制电路和模数转换器，从而实现像素独立读数；此外，还可以通过软件控制电荷放大器中个电容器所在电路的开关调整电荷放大器整体的电容量，从而实现对读本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种多增益平板探测器，其特征在于，所述探测器包括：闪烁体层和读数电路层；所述读数电路层包括薄膜晶体管阵列、控制电路和模数转换器，其中，薄膜晶体管阵列包括光电二极管；所述闪烁体层与所述读数电路层相连，所述闪烁体层用于将X射线转换成光信号，所述读数电路层通过所述薄膜晶体管阵列内的光电二极管捕获所述光信号，并在读数前将所述光信号转为电信号进行存储；所述薄膜晶体管阵列用于对所述光电二极管捕获的光信号进行读数前检测；所述控制电路用于将读数前存储的电信号进行采样、矫正和多路复用处理；所述模数转换器用于将采样和多路复用处理后的电压信号转换为读数输出信号。2.根据权利要求1所述的多增益平板探测器，其特征在于，所述光电二极管通过光电二极管电容对所述信号电荷进行存储。3.根据权利要求1所述的多增益平板探测器，其特征在于，所述控制电路包括电荷放大器、采样保持电路、CDS相关双采样电路和多路复用电路；所述电荷放大器用于通过积分电容器将所述信号电荷转换为电压信号；所述采样保持电路用于对所述电压信号进行采样处理；所述CDS电路用于对采样处理后的电压信号进行矫正处理；所述多路复用电路用于对矫正处理后的电压信号进行多路复用。4.根据权利要求3所述的多增益平板探测器，其特征在于，所述电荷放大器通过不同电容量的电容器并联实现，各个电容器所在电路上连接有控制开关，所述控制开关用于调整对应电容器的电容量；所述不同电容量的电容器用于实现所述电荷放大器的不同增益的读数。5.根据权利要求3所述的多增益平板探测器，其特征在于，所述控制开关通过软件进行操控。6.一种读数数据处理方法，其特征在于，所述方法包括：根据读数输出信号获取下N*N数据集，所述读数输出信号通过权利要求1至5任一所述的多增益平板探测器采...

【专利技术属性】
技术研发人员：奚岩，吕天翎，
申请(专利权)人：上海一影信息科技有限公司，
类型：发明
国别省市：