直接数字化X线摄影系统图像处理方法研究(5)

数字信号的过程。高压发生器的控制是Ｘ线产生的基础，从Ｘ射线的参数控制

开始，到Ｘ射线转换为电子信号、数字信号的获取，以及对数字矩阵信息的还

原真实处理，并根据实际应用的需要进行图像后处理，这些研究工作构成了ＤＲ

系统成像方法研究的一条相对完整的链条。图１．５给出了本文的基本框架。

图１．５ＤＲ系统成像方法研究框架

本文的主要工作包括：

（１）对ＤＲ系统的成像过程进行及Ｘ线曝光控制流程进行了分析研究。高压发生

器控制着Ｘ射线的曝光剂量，ＤＲ系统通过控制台和高压发生器进行数据交换．：在对接口电路进行分析的基础上，我们设计了新的接口电路，用ＰＣ机

直接数字化X线摄影系统图像处理方法研究

第１苹绪论

串口和相应的软件实现了计算机与高压发生器之间的通信，使得操作者只

需坐在ＰＣ机前就可以方便地控制高压发生器。

（２）详细分析了传统Ｘ线成像方式和数字化Ｘ线摄影。重点于ＤＲ系统及其探测

器结构的分析，并对影像平板探测器性能的诸多因素进行了介绍。在此基

础上，重点研究了ＤＲ系统图像采集中的信号控制问题后，设计了平板探测

器状态控制和数据处理流程；提出了原始图像的隔行扫描及其区域交换算

法，解决了如何将原始图像调整为正常的Ｘ射线图像的问题，并在此基础

上设计了ＤＲ图像的采集、显示和存储程序。分别对水模和人体部位进行了

Ｘ射线成像测试实验，解决了ＤＲ图像采集过程中的信号控制和图像处理的

问题。

（３）结合ＤＲ系统成像原理及图像采集过程，从Ｘ射线到计算机数字图像过程中

的能量转换角度，详细分析了Ｘ线能量变化过程中的噪声来源，着重讨论

了由Ｘ射线光场不均匀性和平板探测器的像元响应不一致性带来的图像噪

声，并针对各种影响因素，采取了相应的校正方法。最后，针对现场系统

的Ｘ射线场不可测性，提出了一种新的整体校正理论，设计并实现了一种

行之有效的现场操作算法，在常规Ｘ线剂量和较大Ｘ线剂量下，对不同照

射距离的拍摄的图像进行了校正。

（４）对多幅ＤＲ图像的拍摄过程进行建模，提出了基于特征点的图像配准算法，

并使用加权平均法对图像进行了融合，解决了ＤＲ图像拼接中亮度相差较大、

相似特征点较多和位移较大以及处理时间较长等问题，并在此基础上设计

了ＤＲ图像的拼接算法程序。分别对物体和动物鱼以及人体进行了Ｘ射线摄

影，做了图像拼接实验，检验了算法的有效性。

（５）研究了Ｘ射线图像中的曝光区域特性，提出了Ｘ射线图像曝光区域自动检

测出算法，并进一步对图像进行自动裁剪，减少了图像的存储空间，方便

于医生的操作和诊断。在此基础上，提出了一种可伸缩性图像增强算法，

使得图像整体和细节都有较好的改善，进一步提高图像质量；最后，采用

优化的窗宽窗位算法来显示图像。

１．６本文的结构安排１２