多通道的膠片放射量測(cè)量方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及醫(yī)療技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種多通道的膠片放射量測(cè)量方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 膠片放射量測(cè)定是一種常用的放射量測(cè)量方法，基本原理是膠片在高能量放射線 曝光下改變顏色（隨放射線劑量的影響而變藍(lán)），放射量加大會(huì)使顏色加深。通常膠片的顏 色深度和放射量之間滿足如下非線性關(guān)系：
[0005] 其中，dx表示顏色深度值，Dx表示對(duì)應(yīng)的放射量，ax，bx，cx表示擬合參數(shù)，在不同的 測(cè)量條件下，ax，bx，cx將有所變化，ax，bx，cx可以通過(guò)實(shí)驗(yàn)記錄的標(biāo)定點(diǎn)數(shù)據(jù)按照公式2經(jīng)最 小二乘法擬合獲得，這里的標(biāo)定點(diǎn)數(shù)據(jù)為多組顏色深度值dx和對(duì)應(yīng)的放射量Dx。
[0006] 具體的，現(xiàn)有的膠片放射量測(cè)定方法適用于單色通道的膠片的放射量的測(cè)量，這 里單通道通常指代的是紅色通道，先通過(guò)掃描儀獲得膠片的掃描圖片獲取每個(gè)像素點(diǎn)的顏 色深度值dx，接著將圖片的紅色通道顏色深度值dx代入公式2計(jì)算后即可得到圖片中每個(gè)像 素點(diǎn)對(duì)應(yīng)的放射量Dx，進(jìn)而得到整個(gè)圖片的放射量矩陣，放射量矩陣中的每個(gè)元素對(duì)應(yīng)相 應(yīng)掃描位置的像素點(diǎn)的放射量。
[0007] 但是，實(shí)際上膠片的顏色深度值dx容易受到周?chē)鷾y(cè)量環(huán)境等多方面因素的干擾， 例如膠片厚度不均勻、掃描儀存在噪聲等。在常規(guī)的膠片處理中，由于僅使用了單色通道， 因此很容易受到干擾的影響，導(dǎo)致放射量測(cè)量精度較低。
[0008] 針對(duì)上述問(wèn)題，一種多通道的膠片測(cè)量方法被提出。理論上，膠片經(jīng)掃描儀掃描獲 得多個(gè)顏色通道的顏色深度值數(shù)據(jù)后，采用任意一個(gè)顏色通道的顏色深度值經(jīng)公式2計(jì)算 出的放射量矩陣值應(yīng)該是一樣的，但是實(shí)際上的結(jié)果卻不然，請(qǐng)參考圖1，其為使用不同顏 色通道的顏色深度值計(jì)算出的放射量結(jié)果圖。如圖1所示，由于測(cè)試環(huán)境干擾的客觀存在， 使得每個(gè)通道計(jì)算的放射量值彼此不同。
[0009] 對(duì)于該問(wèn)題，現(xiàn)有技術(shù)提出基于不同通道的放射量矩陣建立優(yōu)化模型，通過(guò)求解 該優(yōu)化模型得到最優(yōu)的矯正參數(shù)矩陣，以減小測(cè)量環(huán)境帶來(lái)的干擾。但由于該優(yōu)化模型是 一個(gè)大規(guī)模優(yōu)化問(wèn)題，會(huì)出現(xiàn)求解耗時(shí)過(guò)久乃至求解失敗的問(wèn)題。因此，需要尋求一種快速 且準(zhǔn)確的放射量測(cè)量方法。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0010] 本發(fā)明的目的在于提供一種多通道的膠片放射量測(cè)量方法，以解決現(xiàn)有技術(shù)中多 通道的膠片放射量測(cè)量方法的測(cè)量結(jié)果精準(zhǔn)度不高及求解時(shí)間過(guò)長(zhǎng)的問(wèn)題。
[0011]為解決上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明提供一種多通道的膠片放射量測(cè)量方法，所述多通 道的膠片放射量測(cè)量方法包括：
[0012] 掃描膠片獲得mXη個(gè)像素點(diǎn)在不同顏色通道上的顏色深度值，其中，m2 0，n 2 0， 對(duì)每個(gè)像素點(diǎn)，基于顏色深度值與放射量之間的關(guān)系建立帶上下限約束條件的優(yōu)化模型， 利用所述優(yōu)化模型計(jì)算每個(gè)像素點(diǎn)的放射量。
[0013] 可選的，在所述的多通道的膠片放射量測(cè)量方法中，所述優(yōu)化模型通過(guò)如下公式 構(gòu)建：
[0015]
上下限約束條件為1_δ< AcK l+δ; Ad表示決策變 量d表示Ad的調(diào)整幅度閾值;X表示顏色通道，{Χ^.-Χν}表示所有顏色通道的集合，XuXj 表示其中的任意兩個(gè)顏色通道;ax，bx，cx表示X通道的擬合參數(shù);F( Ad)表示優(yōu)化模型的目 標(biāo)函數(shù);Dx( △ d)表示X通道上的放射量，是關(guān)于△ d的函數(shù);dx表示通過(guò)掃描得到的X通道上 的顏色深度值;dx Δ d表示矯正后的X通道的顏色深度值。
[0016] 可選的，在所述的多通道的膠片放射量測(cè)量方法中，采用一維線性搜索算法獲得 決策變量的最優(yōu)解。
[0017] 可選的，在所述的多通道的膠片放射量測(cè)量方法中，采用黃金分割搜索算法獲得 決策變量的最優(yōu)解。
[0018] 可選的，在所述的多通道的膠片放射量測(cè)量方法中，在利用構(gòu)建的優(yōu)化模型計(jì)算 每個(gè)像素點(diǎn)的放射量之前，還包括過(guò)濾異常像素點(diǎn)的步驟。
[0019] 可選的，在所述的多通道的膠片放射量測(cè)量方法中，所述異常像素點(diǎn)為放射量值 小于零或大于最大設(shè)定閾值的像素點(diǎn)。
[0020] 可選的，在所述的多通道的膠片放射量測(cè)量方法中，所述X通道的擬合參數(shù)ax，bx， cx通過(guò)多組顏色深度值和對(duì)應(yīng)的放射量
經(jīng)最小二乘法擬合獲 得，其中，dx表示X通道的顏色深度值，Dx表示X通道的放射量。
[0021] 可選的，在所述的多通道的膠片放射量測(cè)量方法中，所述多通道包括綠色通道、紅 色通道及藍(lán)色通道。
[0022] 可選的，在所述的多通道的膠片放射量測(cè)量方法中，在不同顏色通道上的顏色深 度值通過(guò)掃描儀掃描獲得。
[0023] 在本發(fā)明所提供的多通道的膠片放射量測(cè)量方法中，利用基于不同顏色通道的放 射量建立帶上下限約束條件的優(yōu)化模型，計(jì)算并矯正掃描膠片后每個(gè)像素點(diǎn)對(duì)應(yīng)的放射 量，基于本發(fā)明的優(yōu)化模型將計(jì)算多通道的膠片放射量轉(zhuǎn)化為求解mXn個(gè)一維的帶上下限 約束條件的非線性優(yōu)化問(wèn)題。相比于現(xiàn)有技術(shù)中的優(yōu)化模型，本發(fā)明建立的優(yōu)化模型，將現(xiàn) 有技術(shù)中的優(yōu)化模型簡(jiǎn)化，降低計(jì)算難度，縮短了求解放射量的計(jì)算時(shí)間；
[0024] 進(jìn)一步地，可采用一維線性搜索算法快速求解上述一維優(yōu)化模型的最優(yōu)解，進(jìn)一 步降低在求解過(guò)程中所耗費(fèi)的時(shí)間；
[0025] 進(jìn)一步地，在利用本發(fā)明的優(yōu)化模型計(jì)算放射量之前，對(duì)異常像素點(diǎn)進(jìn)行過(guò)濾，縮 短了計(jì)算時(shí)間；
[0026] 本發(fā)明利用不同顏色通道對(duì)膠片的放射量進(jìn)行測(cè)量，減少了測(cè)量環(huán)境對(duì)測(cè)量結(jié)果 造成的干擾，較為準(zhǔn)確的表征了放射量的真實(shí)值，在提高計(jì)算速度的同時(shí)保障了多通道測(cè) 量膠片放射量的測(cè)量精度。
【附圖說(shuō)明】
[0027] 圖1是為使用不同顏色通道的顏色值計(jì)算出的放射量結(jié)果圖；
[0028]圖2是采用本發(fā)明實(shí)施例中的多通道的膠片放射量測(cè)量方法計(jì)算出的放射量結(jié)果 圖。
【具體實(shí)施方式】
[0029] 以下結(jié)合附圖和具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明提出的多通道的膠片放射量測(cè)量方法作進(jìn) 一步詳細(xì)說(shuō)明。根據(jù)下面說(shuō)明和權(quán)利要求書(shū)，本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)和特征將更清楚。需說(shuō)明的是， 附圖均采用非常簡(jiǎn)化的形式且均使用非精準(zhǔn)的比例，僅用以方便、明晰地輔助說(shuō)明本發(fā)明 實(shí)施例的目的。
[0030] 本發(fā)明提供了一種多通道的膠片放射量測(cè)量方法，掃描膠片獲得mXn個(gè)像素點(diǎn)在 不同顏色通道上的顏色深度值，其中，m 2 0，n 2 0，對(duì)每個(gè)像素點(diǎn)，基于顏色深度值與放射量 之間的關(guān)系建立帶上下限約束條件的優(yōu)化模型，利用所述優(yōu)化模型計(jì)算每個(gè)像素點(diǎn)的放射 量。
[0031 ]其中，所述優(yōu)化模型通過(guò)公式3,公式4和公式5構(gòu)建：
[0034] 1-δ< Ad< l+δ (公式5);
[0035] 其中，Δ d表示決策變量;δ表示Δ d的調(diào)整幅度閾值;X表示顏色通道，{Xi. . .ΧΝ}表 示所有顏色通道的集合，Xuh表示其中的任意兩個(gè)顏色通道;ax，bx，cx表示X通道的擬合參 數(shù);F( △ d)表示優(yōu)化模型的目標(biāo)函數(shù);Dx( △ d)表示X通道上的放射量，是關(guān)于△ d的函數(shù);dx 表示通過(guò)掃描得到的X通道上的顏色深度值;dxAd表示矯正后的X通道的顏色深度值。優(yōu)選 的，本實(shí)施例中S取0.2。
[0036] 其中，不同顏色通道對(duì)應(yīng)的擬合參數(shù)可能不同，分別通過(guò)在對(duì)應(yīng)通道下的標(biāo)定點(diǎn) 數(shù)據(jù)擬合得到，例如X通道的擬合參數(shù)3)(，1