CN103377466A - 用于增强透视成像系统中图像对比度的方法及系统 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种增强透视成像系统（10）中图像对比度的方法以及一种透视成像系统（10），其中，本方法包括在一段时间内改变待入射到对象（40）上的X射线束（35）的能量，采集对象（40）的与X射线束（35）的不同能量相对应的多个图像（45），并且融合所述多个图像（45）中一个或更多图像的至少一个区域，以获得对象（40）的融合图像（75）。

Description

用于增强透视成像系统中图像对比度的方法及系统

技术领域

本发明涉及一种用于增强透视成像系统中图像对比度的方法及系统。

背景技术

透视通常是由医师使用的一种成像技术，用于通过荧光检查仪的使用获得患者内部结构的实时活动图像。在透视过程中，X射线束透过身体。图像传送至监控器使得能详细看到身体部分及其运动。透视显示运动的能力由以每秒25-30帧完整图像的最大速度所产生的连续系列图像来提供。这类似于常规电视或视频传送图像的方式。

通常，X射线束透过患者并且与患者的不同内部结构互相作用。这使得X射线束相对于不同内部结构不同程度地衰减，在图像中形成内部结构的阴影。由内部结构提供的衰减取决于其密度以及有效原子序数。由于不同内部结构提供不同衰减，故所采集图像的对比度较低。因此，不同密度的内部结构在图像中可能并未良好曝光。

发明内容

本发明的目的是增强透视成像系统中图像的对比度。

本发明的目的由根据权利要求1所述的增强透视成像系统中图像对比度的一种方法、以及根据权利要求9所述的一种透视成像系统实现，其中，该方法包括：在一段时间内改变待入射到对象上的X射线束的能量；采集与X射线束不同能量相对应的对象的多个图像；以及融合所述多个图像中一个或更多图像的至少一个区域，以获得对象的融合图像。

对象的所采集的多个图像是不同曝光的，这是因为对应于X射线束的不同能量采集这些图像。因此，基于对象内部结构的密度，将根据密度在不同图像中捕获对象内部结构的最高细节。通过融合这些图像中一个或更多图像的区域，获得对象的融合图像。所融合的区域包括来自这些图像的良好曝光的区域。因此，融合图像中的内部结构都将良好曝光，因此，增强了图像的对比度。

根据一种实施例，改变能量，使得在该段时间内采集至少一个欠曝光图像和至少一个过曝光图像。对象的不同内部结构不同地衰减X射线束。因此，采集至少一个欠曝光图像和至少一个过曝光图像实现保证所有感兴趣的内部结构在所采集图像的至少一个图像中良好曝光。

根据另一实施例，使用单个X射线管产生X射线束。改变由X射线管所产生的X射线束的能量。

根据又一实施例，通过改变X射线管的电压来改变X射线束的能量。改变X射线管的电压以改变所产生X射线束的能量。

根据又一实施例，响应于用重复调制信号调制的控制信号，改变X射线管的电压。该控制信号用来控制X射线管的电压，以保证使所采集图像的平均亮度值维持在稳定范围内。这保证了所采集图像优良一致的质量。用重复的调制信号调制用于控制X射线管电压的控制信号，以在一段时间内改变X射线束的能量。这提供使用现有控制技术来改变X射线束能量的优点。

根据又一实施例，该控制信号的调制包括用该调制信号调制由反馈信号和基准值所组成的组中的一个。反馈信号指示如下参数的值，响应于该参数，控制X射线管电压以将所采集图像维持在稳定范围内。基准值指示如下基准，反馈值待与该基准比较。控制信号是剂量控制器的输出信号。这样，因为响应于反馈信号和基准值产生该控制信号，所以调制反馈信号或基准值都能实现使用调制信号来调制该控制信号。

根据又一实施方式，该反馈信号提供所采集图像平均亮度值的指示。在一种实现中，对于在成像及处理单元外部具有剂量控制器的透视系统而言，将平均亮度值提供给剂量控制器，用于产生控制信号以控制X射线管的电压，以便将所采集图像维持在稳定范围内。因此，用该调制信号调制过的反馈信号能与所采集图像的平均亮度值对应。

根据又一实施例，多个图像中一个或更多图像的至少一个区域的融合包括给这多个图像的各像素分配权重，其中，根据像素的值与基准值的接近程度分配权重，计算多个图像的各像素的加权平均，以及，根据该多个图像的像素的值与像素的对应的加权平均来识别该多个图像中一个或更多图像的至少一个区域。给各像素的权重分配使得能识别具有非过曝光或欠曝光的强度的像素。

另一实施例包括，一种透视成像系统，其包括：可控制以产生入射到对象上的X射线束的X射线发生器，该X射线束包括在一段时间内改变能量；以及成像及处理单元，其构造成采集对象的与X射线束的不同能量相对应的多个图像，并且融合多个图像中一个或更多图像的至少一个区域，以获得该对象的融合图像。

附图说明

下面，参照附图中示出的举例说明的实施方式，进一步描述本发明，附图中：

图1示出了根据本发明一种实施例的透视成像系统的示例框图；

图2示出了根据本发明一种实施例通过改变X射线束的能量来采集的对象的多个图像；

图3示出了根据本发明一种实施例的与多个图像对应的多个权重图；

图4示出了根据本发明一种实施例通过融合一个或更多图像的至少一个区域获得的融合图像的示例；

图5示出了根据本发明一种实施例的成像及处理单元的成像传感器的动态范围以及衰减的X射线束的动态范围的图示；

图6示出了X射线管的电压与平均亮度值之间关系的图示；

图7示出了在表示X射线管电压的曲线上矩形90的放大视图；

图8示出了根据本发明另一实施例的透视成像系统的示例框图；

图9示出了根据本发明一种实施例的反馈调节模块细节；以及

图10是示出根据本发明一种实施例的增强透视成像系统中图像对比度的方法的流程图。

具体实施方式

下面，参照附图描述不同实施方式，所有附图中使用相同的附图标记指代类似的组成部分。在下文描述中，出于说明的目的，阐述了许多具体细节，以便提供一种或多种实施方式的透彻理解。显然，没有这些特定细节，也能实践这些实施方式。

本发明的方案基于融合一段时间内改变X射线束的能量的情况下所采集的连续图像，以获得具有增强对比度的融合图像。使通过改变X射线束能量所采集的图像不同地曝光。因此，将不同曝光的图像融合以获得具有增强对比度的融合图像。通过改变产生X射线束的X射线管的电压来改变X射线束的能量。使用单个X射线管产生具有变化能量的X射线束。在一段时间内重复地改变X射线管的电压以获得连续图像。通过将一段时间内所采集的连续图像进行融合而获得融合图像。

图1示出了根据本发明一种实施例的透射成像系统的示例方框图。透视成像系统10包括X射线发生器15、图像增强器20、以及成像及处理单元25。X射线发生器15包括用于产生X射线束35的X射线管30。为了成像对象40，将X射线束35入射到对象40上。X射线束35透过对象40，并且被对象40衰减。衰减后的X射线束42入射到图像增强器20上。图像增强器20构造成，将衰减后的X射线束转换成图像45。本示例中的对象40是生物解剖体，例如患者。通常，图像增强器20将衰减后的X射线束42转换成可见光。成像及处理单元25构造成采集由图像增强器20作为输出所提供的图像45并且处理图像45。为了实现这一点，根据一种示例，成像及处理单元25包括成像传感器50，其可操作地与处理器55耦合。成像传感器50构造成，采集由图像增强器20作为输出所提供的图像45，并且将所采集的图像45提供给处理器55。处理器55构造成，处理图像45并且提供处理后的图像给与处理器55耦合的显示器，用于显示处理后的图像和/或存储处理后的图像于存储器处，用于后续使用。

仍然参照图1，通常，为了保证图像45优良一致的质量，成像及处理单元25构造成控制X射线管30的电压。为了实现这一点，成像及处理单元25包括剂量控制器58，该剂量控制器构造成控制X射线管30的电压。为了实现这一点，将指示所采集图像45参数值的反馈信号60提供给剂量控制器58。例如，作为反馈提供的参数可以是所采集图像45的平均亮度值。响应于该反馈以及与图像45的作为该反馈提供的该参数对应的基准值62，控制X射线管30的电压。在图1的示例中，处理器55构造成向剂量控制器58提供反馈信号60和基准值62。剂量控制器构造成，输出响应于反馈信号60和基准值62的控制信号72。控制信号72由成像及处理单元25提供给X射线发生器15，并且X射线管30的电压可响应于该控制信号72来控制。控制X射线管30的电压，使得所采集图像45的平均亮度值维持在稳定范围内。这里所使用的术语稳定范围限定为图像45正常曝光所对应的平均亮度值范围。这实现了保证所采集图像45优良一致的质量。

在图1的示例中，仅仅出于举例的目的，将成像及处理单元图示为包括单独的剂量控制器58。在另一方面，处理器55可以构造成执行剂量控制器58的功能。

“处理器”或“控制器”在此使用时是一种装置，用于执行存储在计算机可读介质上的机器可读指令以执行任务，并且可以包括硬件或固件的任何一种或其组合。例如，使用微控制器、微处理器、电子器件或执行本文所描述功能的其他电子单元或者其组合，可以实现这些处理器或控制器。机器可读取指令可以存储在处理器或控制器内，或者存储于处理器或处理器外部。

仍然参照图1，根据这里的实施例，控制X射线发生器15，以在一段时间内产生具有变化能量的X射线束35，从而采集至少一个欠曝光图像45和至少一个过曝光图像45。术语“欠曝光”和“过曝光”下文参照图5具体说明。这里使用的术语“一段时间”指用于采集待融合的多个图像45的时段。采集至少一个欠曝光图像和至少一个过曝光图像实现产生具有增强对比度的融合图像（图4中示为75），这是因为对于X射线束35的不同能量，使对象40的不同内部结构良好曝光。这里所使用的术语能量指X射线束的峰值能量。因此，所产生的X射线束35在一段时间内于不同瞬间包含不同能量。为了实现这一点，根据一方面，通过改变X射线管30的电压来改变X射线束35的能量。连续地在一段时间内反复改变X射线管30的电压，以产生X射线束35。X射线管30的变化电压实现在不同瞬间产生具有不同能量的X射线束35。因此，所产生的X射线束35是具有时变能谱的X射线束。

仍然参照图1，根据一方面，X射线发生器15可控制为响应于控制信号72在一段时间内改变X射线管35的电压来改变X射线束35的能量。因此，使用响应于其控制X射线管30的电压以保证图像45的优良一致质量的控制信号72来改变X射线管的电压，从而改变X射线束35的能量。在图1的示例中，成像及处理单元25构造成，产生控制信号72，并且提供该控制信号72给X射线发生器15。根据一方面，成像及处理单元25构造成，产生控制信号72以改变X射线管30的电压，使得在一段时间内采集至少一个欠曝光图像45和至少一个过曝光图像45。根据一方面，响应于控制信号72可控制X射线发生器15，使得X射线管30的电压改变，以在一段时间内产生至少一个欠曝光图像45和至少一个过曝光图像45。接着，对于下一时间段，可以重复这个过程，以采集下一组欠曝光图像45和过曝光图像45。根据一方面，能用调制信号（图9中示为108）调制控制信号72，使得在一个时间段内采集至少一个欠曝光图像45和至少一个过曝光图像45。调制信号是一种重复序列，并在各时间段内重复。

根据一方面，剂量控制器58构造成产生该调制信号。有利地，根据本发明的一方面，剂量控制器58构造成产生该调制信号，使得使用X射线束35的变化的能量来采集的图像45各自的平均亮度值维持在稳定范围内。因此，尽管为了采集至少一个欠曝光图像45和至少一个过曝光图像45改变X射线束35的能量，但所采集图像45的平均亮度值在稳定范围内。这实现了在一段时间内获得不同曝光的图像，并且仍然维持图像45在稳定范围内。例如，能产生该调制信号，使得图像45的平均亮度值在稳定范围的均值附近变化。

仍然参照图1，根据一方面，通过调制由剂量控制器58所接收的反馈信号60或者基准值62也能对控制信号72进行调制。有利地，对于可以由成像及处理单元25控制基准值62的系统10，使用该调制信号可以调制提供给剂量控制器58的基准值62。在另一实现中，不能由成像及处理单元25控制基准值62，但使用调制信号可以调制提供给剂量控制器58的反馈信号60。因此，通过调制反馈信号60或基准值62能产生控制信号72，用于在一段时间内改变X射线管30的电压，以改变X射线束35的能量。通过调制反馈信号60或基准值62来调制控制信号72所提供的优点在于消除调制信号对于对象40内部结构的适应性要求。

仍然参照图1，X射线束35入射到对象40上，并且在一段时间内由成像及处理单元25采集所形成的一系列图像45。由于X射线束35的能量变化，由图像采集及处理单元25所采集的系列图像45将是不同曝光的。因此，在一段时间内所采集的不同曝光的图像45将包括不同的细节，如一些图像45是过曝光的，而一些则是欠曝光的。

仍然参照图1，如先前所述，图像45中对象40内部结构的对比度取决于其密度以及X射线束35的能量。随着X射线束能量变化，一些图像是过曝光的，而一些则是欠曝光的。这实现了获得一系列过曝光的和欠曝光的图像45。因此，基于对象40内部结构的密度，在响应于X射线束35的特定能量所采集的图像45中，捕获该对象内部结构的最高细节。因此，根据本发明的一方面，为了确认在至少一个图像45中捕获内部结构的最高细节，改变X射线束35的能量，使得在一段时间内采集至少一个欠曝光图像45和至少一个过曝光图像45。剂量控制器58构造成产生调制信号，使得至少一个欠曝光图像和至少一个过曝光图像45实现捕获对象40的大致所有内部结构的细节。这在下文中参照图5具体说明。

仍然参照图1，根据本发明的一方面，成像及处理单元25构造成，融合所采集的一个或更多图像45的至少一个区域，以获得对象40的融合图像。来自被融合以获得融合图像的一个或更多图像45的这些区域是图像45的良好曝光区域。因此，融合图像的所有细节都将良好曝光，因为这些区域融合自其中使它们良好曝光的多个图像45。例如，可以使用梅特恩斯-考慈-范瑞特（Mertens-Kautz-Van Reeth）曝光融合算法融合这些图像45。为了实现这一点，根据一方面，成像及处理单元25构造成，响应于图像45的像素值与基准值的接近程度，识别这些区域。例如，可以选择基准值作为强度区间的中心值。这实现识别具有不是过曝光或欠曝光的亮度的像素。为了实现这一点，根据一方面，成像及处理单元25构造成，基于像素值与基准值的接近程度，给所采集的多个图像45的各像素分配权重。有利地，成像及处理单元25构造成，使用可由下列数学方式表示的高斯曲线确定像素值与基准值的接近程度：

$W=e^{\frac{{(1-R)}^2}{{2\mathrm{\σ}}^2}---\left(1\right)}$

其中，W是权重值，I是像素值，R是基准值，而σ是标准偏差。根据一方面，成像及处理单元25构造成，使用相应图像45的像素的权重值，为各图像生成权重图。下文详细描述图像45的权重图。有利地，成像及处理单元25构造成，使用为各像素确定的权重，计算各图像45的各像素的加权平均。根据一方面，成像及处理单元25构造成将权重值归一化，使得多个图像45的各像素（i,j）的权重值的和为1。例如，使用下列等式，可以归一化像素的权重值：

${\hat{W}}_{i,j,k}=\frac{W_{i,j,k}}{\underset{k^{\′}=1}{\overset{N}{\mathrm{\Σ}}}{W}_{i,j,k^{\′}}}---\left(2\right)$

其中

是第k个图像45的像素i，j的权重的归一化值，而W_i,j,k是第k个图像45的的像素i，j的权重值。

仍然参照图1，根据一方面，由所采集图像45的像素的加权平均，可以获得融合图像。这可以数学方式表示为：

$F_{i,j}=\underset{k=1}{\overset{N}{\mathrm{\Σ}}}{\hat{W}}_{i,j,k}{I}_{i,j,k}---\left(3\right)$

其中，F_i,j是融合图像的像素i，j，而I_i,j,k是第k个图像45的像素i，j的强度。使用等式（3）所获得的融合图像的质量可能不满意，因为无论哪里权重值有快速变化，都可能出现扰动缝。这由图像45含有不同的绝对强度所导致，因为使用了不同能量的X射线束35采集它们。因此，有利地，通过无缝方式融合图像45，能获得融合图像。例如，通过使用博尔特（Burt）和安德尔森（Adelson）融合技术将图像45融合为图像45的无缝混合图像能实现这一点。博尔特和安德尔森融合技术减少了融合图像中的缝，因为使用图像45的特征而不是强度来融合图像45。

图2示出了根据本发明的一种实施例通过改变X射线束35的能量来采集的对象40的多个图像45。如先前所述，通过改变X射线管30的电压来改变X射线束35的能量。图2示例中所示出的图像45是根据X射线管30的不同电压所采集的人膝盖的图像。示出的图像45a是X射线管30的电压为44kV时所采集图像的示例。类似地，示出的图像45b、45c、45d、45e是X射线管30的电压分别为50kV、57kV、60kV、以及66kV时所采集图像的示例。图像45a可以分类为欠曝光的，而图像45e可以分类为过曝光的。由于使图像45不同地曝光，在各图像45中将不同地捕获内部结构的细节。例如，在图像45a中，由于软组织47a具有较低密度并且图像45a对应于具有较低能量的X射线束35来捕获，所以捕获到软组织47a的最高细节。在图像45c中，捕获膝盖骨47b的最高细节。在图45e中，捕获股骨47c和腓骨47d的最高细节。在过曝光图像45e中使较高密度的股骨47c和腓骨47b良好曝光。在欠曝光图像45a中，使较低密度的软组织47a良好曝光。

图3参照图2示出了根据本发明一种实施例的与图像45对应的多个权重图48。权重图48a至权重图48e与图2的相应图像45a至图像45e相对应。根据权重图48a至权重图48e，能够观察到，清楚地分配给像素的权重使得能区分良好曝光像素与欠曝光像素。例如，在权重图48c中，由于在图45c中使膝盖骨47b良好曝光，由环绕区49c标识的、图2的图45c的与图2的膝盖骨47b对应的像素权重将分配有最高值。类似地，相应的权重图48a、48b、48d、48e中由环绕区49a、49b、49d、49e标识的像素的权重都将分配有最高值，因为它们与相应的图像45a、45b、45d、45e中相应良好曝光的结构对应。

图4参照图1和图2示出了根据本发明的一种实施例通过融合图2的一个或更多图像45的至少一个区域所获得的融合图像75的示例。在本示例中，可以看出，融合图像75包括软组织47a、膝盖骨47b、股骨47c以及腓骨47d的最高细节。因此，融合图像75的对比度得到增强，并且，融合图像75具有良好曝光的软组织47a、膝盖骨47b、股骨47c、以及腓骨47d的细节。

由于通过融合连续图像45获得融合图像75，如果对象40运动，则由于连续图像在不同瞬间进行采集，融合图像75可能会有模糊。通过在图像45上应用配准和插值技术，能减少融合图像75中的模糊。

图5参照图1是示出了根据本发明一种实施例的成像及处理单元25的成像传感器50的动态范围和衰减的X射线束42的动态范围的图示。X射线束35入射到对象40上。X射线束35透过对象40，并且经对象40衰减而产生衰减X射线束42。在图5示出的示例中，可以看到，取决于对象40的对X射线束进行衰减的内部结构，衰减的X射线束42包括不同数量的光子。衰减的X射线束42的不同数量光子用标识为76的箭头示出。箭头76a对应的光子与箭头76b至箭头76h所对应的光子数量不同。成像及处理单元25的成像传感器50的动态范围示为敏感带，标识为77。动态范围测量为底数为2的对数值。在图5示出的示例中，敏感带77包括8比特。箭头76b至箭头76f在成像传感器50的敏感带77内，因此，在由成像传感器50捕获的结果图像78中将良好曝光，示为结果图像78中的区域79b至区域79f。箭头76a低于成像传感器50的敏感带77，因此，在结果图像78中将是欠曝光的，如区域79a所示。箭头76g和箭头76h高于成像传感器50的敏感带77，因此，在结果图像78中将是过曝光的，如区域79g和区域79h所示。因此，对于对象40的要在结果图像78中良好曝光的所有内部结构而言，要求在成像传感器50的敏感带77内捕获与对象40的内部结构相对应的光子。

图6参照图1是示出了根据一种实施例的X射线管30的变化电压与平均亮度值之间关系的图示。在图6的示例中，曲线80表示电压，而曲线85表示平均亮度值。根据曲线80和曲线85可以看出，对于改变X射线管30的电压来改变X射线束35的能量而言，使平均亮度值维持在稳定范围的均值附近。在本示例中，可以看出，尽管改变X射线管30的电压用以改变能量，但平均亮度值维持处于0.5。这实现了通过改变X射线管30的电压获得不同曝光的图像，并且仍然将平均亮度值维持于稳定范围的均值附近。

图7参照图1和图6示出了曲线80上的矩形90的放大视图。矩形95是表示X射线管30电压的曲线80上矩形90的放大视图。在矩形95内，可以看出，对于曲线80的各平坦区，产生图像45。曲线80的各平坦区与不同电压对应，因此，由X射线管30产生的X射线束35有不同能量。因此，所采集的相应图像45由于X射线束35的不同能量而将具有不同的曝光。

图8示出了根据本发明另一实施例的透视成像系统10的示例框图。在图8所示的示例中，透视成像系统10的实施例在成像及处理单元25的外部包括剂量控制器58，用于控制X射线管30的电压，以保证所采集图像45优良一致的质量。剂量控制器58被供以所采集图像45的参数的反馈信号60，并且构造成控制X射线管30的电压，以便基于所采集的先前图像45的参数的反馈以及与该反馈的参数相对应的基准值62来采集后续图像45。这保证图像45优良一致的质量。

仍然参照图8，在这种系统10中，剂量控制器58在成像及处理单元25外部，并且控制信号72由剂量控制器58产生，成像及处理单元25构造成使用调制信号（如图9中示为108）调制反馈信号60。将调制后的反馈信号105提供给剂量控制器58。响应于调制后的反馈信号105，剂量控制器58产生控制信号72。为了实现这一点，根据一方面，成像及处理单元25包括反馈调节模块100，用于调制反馈信号60并且输出调制后的反馈信号105。将调制后的反馈信号105作为反馈提供给剂量控制器58。反馈调节模块100构造成，对响应于各所采集图像45接收的反馈信号60进行调制，并且输出指示已调制反馈的调制后的反馈信号105。根据一方面，处理器55提供反馈信号60给反馈调节模块100。剂量控制器58构造成，接收调制后的反馈信号105并且产生响应于调制后的反馈信号105的控制信号72。因此，基于由调制后的反馈信号105所指示的调制后的反馈值，剂量调整器58产生控制信号72。这实现了响应于所采集图像45的参数的反馈值来改变X射线管30的电压。

仍参照图8，有利地，反馈参数是所采集图像45的平均亮度。这提供改型地将本发明所描述实施方式实施到具有在成像及处理单元25外部的剂量控制器58的现有透视系统的优点。根据一方面，反馈调节模块100能使用一种处理装置实现，或者，处理器55可以构造成执行反馈调节模块100的功能。对于包括在成像及处理单元25外部的、基于硬件的剂量调整器58的系统10而言，加入用于改变确定的图像45的平均亮度值的反馈调节模块100实现改变X射线管30的电压以改变X射线束35的能量。

图9参照图8示出了根据本发明一种实施例的反馈调节模块100细节。反馈调节模块100包括加法器115，其构造成接收调制信号108和反馈信号60。加法器115将反馈信号60与调制信号108相加，并且输出调制后的反馈信号105。在图9的示例中，调制信号108由反馈调节模块100产生。可以看出，在图9的示例中，在一段时间内使调制信号108重复。

图10参照图1至图9是一种流程图，示出了根据本发明一种实施例的增强透视成像系统10中图像对比度的方法。在块120中，一段时间内改变待入射到对象上的X射线束35的能量。接着，在块125中，采集对象40的与X射线束35的不同能量相对应的多个图像45。在块130中，将多个图像45中一个或更多图像的至少一个区域进行融合，以获得对象40的融合图像75。

本发明的实施方式可以采取的形式有完全硬件实施、完全软件实施、或者包括硬件和软件二者的实施。以软件实施的实施方式包括但并不局限于固件、常驻软件、微代码等。

此外，本发明的实施方式可以采取的形式有能够从计算机可用或计算机可读的介质访问的计算机程序产品，其提供用于由计算机或任何指令执行系统使用或者与之结合使用的程序代码。用于本说明书的目的，计算机可用或计算机可读取介质可以是任何如下装置，这些装置能包含、存储、通信、传播或者传输适合由指令执行系统、装置、或器件使用或者与之结合使用的程序。

介质可以是电子的、磁性的、光学的、电磁的、红外的或者半导体系统（或设备或装置）或者传播介质。计算机可读介质的示例包括半导体或固态存储器、磁带、可擦除计算机磁盘、随机存取存储器（RAM）、只读存储器（ROM）、硬磁盘、以及光盘。光盘的当前示例包括压缩光盘-只读存储器（CD-ROM）、压缩光盘-读/写（CD-R/W）以及DVD。

适合于存储和/或执行程序代码的数据处理系统包括通过系统总线直接或间接耦合至存储器元件的至少一个处理器。存储器元件可以包括在程序代码实际执行期间所采用的本地存储器、大容量存储器、以及缓冲存储器，缓冲存储器提供至少一些程序代码的临时存储，以减少执行期间必须从大容量存储器检索代码的次数。

输入/输出（I/O）装置（包括但不局限于键盘、显示器、定点设备等）可以直接或者通过居间的I/O控制器耦合至系统。网络适配器也可以耦合至系统，以使数据处理系统能通过居间的专用或公共网络耦合至其它数据处理系统或远程打印机或存储装置。调制解调器、电缆调制解调器、以及以太网卡只是一些目前可用类型的网络适配器。

本文所描述的实施方式使得能增强透视成像系统中图像的对比度。融合图像中使对象的不同内部结构良好曝光，这是因为使用不同曝光的图像生成融合图像。不同曝光的图像使得能捕获不同密度内部结构的最高细节。通过改变平均亮度值来改变X射线管的电压，以产生不同曝光的图像。使用单个X射线管产生具有能量变化的X射线束。另外，使平均亮度值大约维持在稳定区内。这保证了改变X射线束的能量仍然能维持优良一致的图像质量。此外，反馈调节模块的加入使得在包括基于硬件的剂量调整器的系统中能改变X射线束的能量，以控制所采集图像的平均亮度。反馈调节模块能对包括基于硬件的剂量调整器的现有系统进行改型。对于成像及处理单元构造成控制图像平均亮度的系统而言，成像及处理单元可以构造成改变平均亮度值来改变X射线管的电压。

尽管参照一些优选实施方式详细描述了本发明，但应当理解，本发明并不局限于这些确切的实施方式。相反，考虑到描述了用于实践本发明的当前最优模式的本公开，对于本领域技术人员而言许多改进方案和变型方案将自己将会呈现而不偏离本发明的范围及精神。因此，本发明的范围由所附权利要求限定，而非由前面的说明限定。在这些权利要求的等效物的意义和范围内所做的所有变化、改进方案和变型方案都应在所附权利要求的范围内来考虑。

Claims (16)

1.一种增强透视成像系统（10）中图像对比度的方法，所述方法包括：

-在一段时间内改变待入射到对象（40）上的X射线束（35）的能量，

-采集所述对象（40）的与所述X射线束（35）的不同能量相对应的多个图像（45），以及

-融合所述多个图像（45）中一个或更多图像的至少一个区域，以获得所述对象（40）的融合图像（75）。

2.根据权利要求1所述的方法，其中，改变所述能量，使得在所述一段时间内采集至少一个欠曝光图像（45）和至少一个过曝光图像（45）。

3.根据权利要求1或2所述的方法，其中，使用单个X射线管（30）产生所述X射线束（35）。

4.根据权利要求3所述的方法，其中，通过改变所述X射线管（30）的电压来改变所述X射线束（35）的能量。

5.根据权利要求4所述的方法，其中，响应于用重复的调制信号（108）调制的控制信号（72）来改变所述X射线管（30）的电压。

6.根据权利要求5所述的方法，其中，所述控制信号（72）的调制包括用所述调制信号（108）调制由反馈信号（60）和基准值（62）所组成的组中的一个。

7.根据权利要求6所述的方法，其中，所述反馈信号（50）提供对所采集的所述图像（45）的平均亮度值的指示。

8.根据权利要求1至7中任一项权利要求所述的方法，其中，所述多个图像（45）中一个或更多图像的至少一个区域的融合包括：

-给所述多个图像（45）的各像素分配权重，其中，所述权重根据所述像素的值与基准值的接近程度的来分配，

-计算所述多个图像（45）的各像素的加权平均，以及

-根据所述多个图像（45）的像素的值和像素的相应的加权平均来识别所述多个图像（45）中一个或更多图像的至少一个区域。

9.一种透视成像系统（10），包括：

-X射线发生器（15），能够控制为产生待入射到对象（40）上的X射线束（35），所述X射线束（35）包括在一段时间内变化的能量，以及

-成像及处理单元（25），构造成采集所述对象（40）的与所述X射线束（35）的不同能量相对应的多个图像（45），并且融合所述多个图像（45）中一个或更多图像的至少一个区域，以获得所述对象（40）的融合图像（75）。

10.根据权利要求9所述的系统，其中，X射线发生器（15）能够控制为产生包括变化的能量的所述X射线束（35），使得在所述一段时间内采集至少一个欠曝光图像（45）和至少一个过曝光图像（45）。

11.根据权利要求9或10所述的系统，其中，所述X射线发生器（15）包括单个X射线管（30）。

12.根据权利要求9至11中任一项权利要求所述的系统，其中，所述X射线发生器（15）能够控制为响应于用重复的调制信号（108）调制的控制信号（72）地改变电压以改变所述X射线束（35）的能量。

13.根据权利要求12所述的系统，其中，通过用所述调制信号（108）调制由反馈信号（60）和基准值（62）所组成的组中的一个来产生所述控制信号（72）。

14.根据权利要求13所述的系统，其中，所述成像及处理单元（25）构造成产生所述控制信号（72）。

15.根据权利要求12至13中任一项所述的系统，其中，所述成像及处理单元（25）进一步包括反馈调节模块（100），所述反馈调节模块构造成用所述调制信号（108）调制所述反馈信号（60），并且输出调制后的反馈信号（105）。

16.根据权利要求15所述的系统，进一步包括剂量调整器（58），所述剂量调整器构造成接收所述调制后的反馈信号（105），并且响应于所述调制后的反馈信号（105）产生所述控制信号（72）。

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