圖像亮度的自動控制方法及自動控制系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明公開一種圖像亮度的自動控制方法，包括步驟：A)初始化決策表；B)讀入圖像數(shù)據(jù)，并根據(jù)讀入的圖像數(shù)據(jù)計算出圖像質(zhì)量的表征值；C)根據(jù)所述圖像質(zhì)量的表征值計算出獎勵函數(shù)值；D)利用所述獎勵函數(shù)值更新決策表，并選擇最優(yōu)決策；E)根據(jù)所述最優(yōu)決策獲取成像參數(shù)以及圖像增強參數(shù)；F)利用所述成像參數(shù)產(chǎn)生目標圖像，并利用所述圖像增強參數(shù)對所述目標對象進行增強；G)重復(fù)循環(huán)步驟B)至步驟F)。本發(fā)明還公開一種圖像亮度的自動控制系統(tǒng)。本發(fā)明無需額外的傳感器和電路，能充分利用圖像的信息，能夠更為準確的控制成像參數(shù)，并且能自適應(yīng)改變參數(shù)，從而實現(xiàn)降低輻射劑量的同時提高圖像質(zhì)量。
【專利說明】圖像亮度的自動控制方法及自動控制系統(tǒng)

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種圖像亮度的自動控制方法及自動控制系統(tǒng)。

【背景技術(shù)】
[0002]圖像亮度自動控制系統(tǒng)是X射線成像系統(tǒng)的重要組成部分。X射線劑量不足，會導(dǎo)致圖像質(zhì)量差，組織結(jié)構(gòu)間分辨度不足；而X射線劑量過大，不僅會導(dǎo)致過曝現(xiàn)象，影響成像質(zhì)量，而且會給病人和醫(yī)護人員造成不必要的輻射傷害。另外，當掃描部位變化時，為達到良好的成像質(zhì)量，曝光參數(shù)的設(shè)置也不相同。
[0003]傳統(tǒng)的圖像亮度自動控制系統(tǒng)主要采用硬件方式控制曝光參數(shù)。硬件方式或在探測器后方加裝電離室以測量輻射值，或?qū)D像亮度信號轉(zhuǎn)化為電信號，通過電路反饋實現(xiàn)對曝光參數(shù)的控制。這種方式需要額外的傳感器和電路，不僅不利于設(shè)備的小型化，也無法運用較為復(fù)雜的控制算法實現(xiàn)對曝光參數(shù)的精確控制。同時硬件系統(tǒng)只能控制電壓、電流等硬件參數(shù)，無法根據(jù)成像對圖像增強算法的參數(shù)進行自適應(yīng)調(diào)整。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]為了解決上述現(xiàn)有技術(shù)存在的問題，本發(fā)明的目的在于提供一種圖像亮度的自動控制方法，包括步驟:A)初始化決策表；B)讀入圖像數(shù)據(jù)，并根據(jù)讀入的圖像數(shù)據(jù)計算出圖像質(zhì)量的表征值；C)根據(jù)所述圖像質(zhì)量的表征值計算出獎勵函數(shù)值；D)利用所述獎勵函數(shù)值更新決策表，并選擇最優(yōu)決策；E)根據(jù)所述最優(yōu)決策獲取成像參數(shù)以及圖像增強參數(shù)；
F)利用所述成像參數(shù)產(chǎn)生目標圖像，并利用所述圖像增強參數(shù)對所述目標對象進行增強；
G)重復(fù)循環(huán)步驟B)至步驟F)。
[0005]進一步地，在所述步驟D)中，所述更新決策表的具體方法為:如果所述獎勵函數(shù)值大于前一循環(huán)中選擇的最優(yōu)決策對應(yīng)的決策值，則增加所述獎勵函數(shù)值對應(yīng)的決策值；如果所述獎勵函數(shù)值小于前一循環(huán)中選擇的最優(yōu)決策對應(yīng)的決策值，則減小所述獎勵函數(shù)值對應(yīng)的決策值；如果所述獎勵函數(shù)值等于前一循環(huán)中選擇的最優(yōu)決策對應(yīng)的決策值，則不改變所述獎勵函數(shù)值對應(yīng)的決策值。
[0006]進一步地，所述獎勵函數(shù)值對應(yīng)的決策值的增加量采用第一預(yù)設(shè)步長，所述獎勵函數(shù)值對應(yīng)的決策值的減小量采用第二預(yù)設(shè)步長，其中，所述第一預(yù)設(shè)步長與所述第二預(yù)設(shè)步長不相等。
[0007]進一步地，在所述步驟D)中，所述選擇最優(yōu)決策的具體方法為:產(chǎn)生一個隨機決策；根據(jù)所述更新后的決策表的決策值選擇一個待定決策；判斷所述隨機決策與所述待定決策對應(yīng)的決策值之差是否小于一預(yù)設(shè)閾值；如果所述隨機決策與所述待定決策對應(yīng)的決策值之差小于一預(yù)設(shè)閾值，則選擇所述待定決策作為所述最優(yōu)決策；如果所述隨機決策與所述待定決策對應(yīng)的決策值之差不小于所述預(yù)設(shè)閾值，則選擇所述隨機決策作為所述最優(yōu)決策。
[0008]進一步地，在每一次循環(huán)中，所述預(yù)設(shè)閾值以預(yù)定倍率減小。
[0009]本發(fā)明的另一目的還在于提供一種圖像亮度的自動控制系統(tǒng)，包括:初始化模塊，被構(gòu)造為初始化決策表；圖像分析模塊，被構(gòu)造為讀入圖像數(shù)據(jù)，并根據(jù)讀入的圖像數(shù)據(jù)計算出圖像質(zhì)量的表征值；獎勵函數(shù)值獲取模塊，被構(gòu)造為根據(jù)所述圖像質(zhì)量的表征值計算出獎勵函數(shù)值；最優(yōu)決策選擇模塊，被構(gòu)造為利用所述獎勵函數(shù)值更新決策表，并選擇最優(yōu)決策；參數(shù)獲取模塊，被構(gòu)造為根據(jù)所述最優(yōu)決策獲取成像參數(shù)以及圖像增強參數(shù)；圖像增強模塊，被構(gòu)造為利用所述成像參數(shù)產(chǎn)生目標圖像，并利用所述圖像增強參數(shù)對所述目標對象進行增強。
[0010]進一步地，所述最優(yōu)決策選擇模塊包括:決策表更新模塊，被構(gòu)造為如果所述獎勵函數(shù)值大于前一循環(huán)中選擇的最優(yōu)決策對應(yīng)的決策值，則增加所述獎勵函數(shù)值對應(yīng)的決策值；如果所述獎勵函數(shù)值小于前一循環(huán)中選擇的最優(yōu)決策對應(yīng)的決策值，則減小所述獎勵函數(shù)值對應(yīng)的決策值；如果所述獎勵函數(shù)值等于前一循環(huán)中選擇的最優(yōu)決策對應(yīng)的決策值，則不改變所述獎勵函數(shù)值對應(yīng)的決策值。
[0011]進一步地，所述獎勵函數(shù)值對應(yīng)的決策值的增加量采用第一預(yù)設(shè)步長，所述獎勵函數(shù)值對應(yīng)的決策值的減小量采用第二預(yù)設(shè)步長，其中，所述第一預(yù)設(shè)步長與所述第二預(yù)設(shè)步長不相等。
[0012]進一步地，所述最優(yōu)決策選擇模塊還包括:最優(yōu)決策確定模塊，被構(gòu)造為產(chǎn)生一個隨機決策；根據(jù)所述更新后的決策表的決策值選擇一個待定決策；判斷所述隨機決策與所述待定決策對應(yīng)的決策值之差是否小于一預(yù)設(shè)閾值；如果所述隨機決策與所述待定決策對應(yīng)的決策值之差小于一預(yù)設(shè)閾值，則選擇所述待定決策作為所述最優(yōu)決策；如果所述隨機決策與所述待定決策對應(yīng)的決策值之差不小于所述預(yù)設(shè)閾值，則選擇所述隨機決策作為所述最優(yōu)決策。
[0013]進一步地，在每一次循環(huán)中，所述預(yù)設(shè)閾值以預(yù)定倍率減小。
[0014]本發(fā)明的圖像亮度的自動控制方法及自動控制系統(tǒng)，無需額外的傳感器和電路，能充分利用圖像的信息，能夠更為準確的控制成像參數(shù)，并且能自適應(yīng)改變參數(shù)，從而實現(xiàn)降低輻射劑量的同時提高圖像質(zhì)量。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0015]通過結(jié)合附圖進行的以下描述，本發(fā)明的實施例的上述和其它方面、特點和優(yōu)點將變得更加清楚，附圖中:
[0016]圖1是根據(jù)本發(fā)明的實施例的圖像亮度的自動控制方法的流程圖；
[0017]圖2是根據(jù)本發(fā)明的實施例的圖像亮度的自動控制系統(tǒng)的模塊圖。

【具體實施方式】
[0018]以下，將參照附圖來詳細描述本發(fā)明的實施例。然而，可以以許多不同的形式來實施本發(fā)明，并且本發(fā)明不應(yīng)該被解釋為限制于這里闡述的具體實施例。相反，提供這些實施例是為了解釋本發(fā)明的原理及其實際應(yīng)用，從而使本領(lǐng)域的其他技術(shù)人員能夠理解本發(fā)明的各種實施例和適合于特定預(yù)期應(yīng)用的各種修改。
[0019]圖1是根據(jù)本發(fā)明的實施例的圖像亮度的自動控制方法的流程圖。
[0020]參照圖1，在步驟110中，初始化決策表。這里，決策表中所有決策對應(yīng)的決策值均初始化為O。
[0021]在步驟120中，讀入圖像數(shù)據(jù)，并根據(jù)讀入的圖像數(shù)據(jù)計算出圖像質(zhì)量的表征值。這里，所述圖像質(zhì)量的表征值包括圖像亮度、圖像信噪比、圖像邊緣對比度以及其他影響成像質(zhì)量的特征值。
[0022]在步驟130中，根據(jù)圖像質(zhì)量的表征值計算出獎勵函數(shù)值。這里，可根據(jù)加權(quán)求和的方法利用預(yù)設(shè)權(quán)重及圖像質(zhì)量的表征值計算出獎勵函數(shù)值。
[0023]在步驟140中，利用獎勵函數(shù)值更新決策表，并選擇最優(yōu)決策。
[0024]步驟140中的更新決策表的具體方法為:如果某一次循環(huán)中的獎勵函數(shù)值大于其前一次循環(huán)中選擇出的最優(yōu)決策對應(yīng)的決策值，則增加該某一次循環(huán)中獎勵函數(shù)值對應(yīng)的決策值；如果某一次循環(huán)中獎勵函數(shù)值小于其前一次循環(huán)中選擇的最優(yōu)決策對應(yīng)的決策值，則減小該某一次循環(huán)中獎勵函數(shù)值對應(yīng)的決策值；如果某一次循環(huán)中獎勵函數(shù)值等于其前一次循環(huán)中選擇的最優(yōu)決策對應(yīng)的決策值，則不改變該某一次循環(huán)中獎勵函數(shù)值對應(yīng)的決策值。
[0025]在步驟140中，所述獎勵函數(shù)值對應(yīng)的決策值的增加量采用第一預(yù)設(shè)步長，所述獎勵函數(shù)值對應(yīng)的決策值的減小量采用第二預(yù)設(shè)步長，其中，所述第一預(yù)設(shè)步長與所述第二預(yù)設(shè)步長不相等。
[0026]此外，步驟140中的最優(yōu)決策的選擇方法具體為:產(chǎn)生一個隨機決策；根據(jù)更新后的決策表的決策值選擇一個待定決策；判斷所述隨機決策與所述待定決策對應(yīng)的決策值之差是否小于一預(yù)設(shè)閾值；如果所述隨機決策與所述待定決策對應(yīng)的決策值之差小于一預(yù)設(shè)閾值，則選擇所述待定決策作為最優(yōu)決策；如果所述隨機決策與所述待定決策對應(yīng)的決策值之差不小于所述預(yù)設(shè)閾值，則選擇所述隨機決策作為最優(yōu)決策。并且，在每一次循環(huán)中，所述預(yù)設(shè)閾值以預(yù)定倍率減小。
[0027]在步驟150中，根據(jù)選擇出的最優(yōu)決策獲取成像參數(shù)以及圖像增強參數(shù)。這里，步驟150中獲取的成像參數(shù)以及圖像增強參數(shù)作為下一次循環(huán)中的初始值。換句話說，步驟150中獲取的成像參數(shù)以及圖像增強參數(shù)指的是根據(jù)選擇出的最優(yōu)決策分別對上一次循環(huán)中獲取的成像參數(shù)以及圖像增強參數(shù)進行更新而形成的。
[0028]在步驟160中，利用成像參數(shù)產(chǎn)生目標圖像，并利用圖像增強參數(shù)對該目標對象進行增強。
[0029]接著，重復(fù)循環(huán)步驟120至步驟160，直至對所有圖像完成亮度增強。
[0030]圖2是根據(jù)本發(fā)明的實施例的圖像亮度的自動控制系統(tǒng)的模塊圖。
[0031]參照圖2，根據(jù)本發(fā)明的實施例的圖像亮度的自動控制系統(tǒng)包括:初始化模塊200、圖像分析模塊210、獎勵函數(shù)值獲取模塊220、最優(yōu)決策選擇模塊230、參數(shù)獲取模塊240、圖像增強模塊250。根據(jù)本發(fā)明的其他實施方式，自動控制系統(tǒng)可包括其他和/或不同的模塊。類似的，上述模塊的功能可合并為單個組件，或者上述模塊的功能可分拆為多個組件。
[0032]初始化模塊200對決策表進行初始化。這里，初始化模塊200將決策表中所有決策對應(yīng)的決策值均初始化為O。
[0033]圖像分析模塊210讀入圖像數(shù)據(jù)，并且圖像分析模塊210根據(jù)讀入的圖像數(shù)據(jù)計算出圖像質(zhì)量的表征值。這里，所述圖像質(zhì)量的表征值包括圖像亮度、圖像信噪比、圖像邊緣對比度以及其他影響成像質(zhì)量的特征值。
[0034]獎勵函數(shù)值獲取模塊220根據(jù)圖像質(zhì)量的表征值計算出獎勵函數(shù)值。這里，獎勵函數(shù)值獲取模塊220可根據(jù)加權(quán)求和的方法利用預(yù)設(shè)權(quán)重及圖像質(zhì)量的表征值計算出獎勵函數(shù)值。
[0035]最優(yōu)決策選擇模塊230利用獎勵函數(shù)值更新決策表，并選擇最優(yōu)決策。根據(jù)本發(fā)明的實施例的最優(yōu)決策選擇模塊230的內(nèi)部配置如圖2所示。參照圖2，根據(jù)本發(fā)明的實施例的最優(yōu)決策選擇模塊230包括:決策表更新模塊231、最優(yōu)決策確定模塊232。
[0036]決策表更新模塊231根據(jù)某一次循環(huán)中的獎勵函數(shù)值與其前一次循環(huán)中選擇出的最優(yōu)決策對應(yīng)的決策值的比較更新該某一次循環(huán)中的決策表。具體為:如果某一次循環(huán)中的獎勵函數(shù)值大于其前一次循環(huán)中選擇出的最優(yōu)決策對應(yīng)的決策值，則決策表更新模塊231增加該某一次循環(huán)中獎勵函數(shù)值對應(yīng)的決策值；如果某一次循環(huán)中獎勵函數(shù)值不大于其前一次循環(huán)中選擇的最優(yōu)決策對應(yīng)的決策值，則決策表更新模塊231減小該某一次循環(huán)中獎勵函數(shù)值對應(yīng)的決策值。
[0037]這里，所述獎勵函數(shù)值對應(yīng)的決策值的增加量采用第一預(yù)設(shè)步長，所述獎勵函數(shù)值對應(yīng)的決策值的減小量采用第二預(yù)設(shè)步長，其中，所述第一預(yù)設(shè)步長與所述第二預(yù)設(shè)步長不相等。
[0038]最優(yōu)決策確定模塊232被配置為產(chǎn)生一個隨機決策；且根據(jù)更新后的決策表的決策值選擇一個待定決策；且判斷所述隨機決策與所述待定決策對應(yīng)的決策值之差是否小于一預(yù)設(shè)閾值。
[0039]如果所述隨機決策與所述待定決策對應(yīng)的決策值之差小于一預(yù)設(shè)閾值，則最優(yōu)決策確定模塊232選擇所述待定決策作為最優(yōu)決策；如果所述隨機決策與所述待定決策對應(yīng)的決策值之差不小于所述預(yù)設(shè)閾值，則最優(yōu)決策確定模塊232選擇所述隨機決策作為最優(yōu)決策。在每一次循環(huán)中，所述預(yù)設(shè)閾值以預(yù)定倍率減小。
[0040]參數(shù)獲取模塊240根據(jù)選擇出的最優(yōu)決策獲取成像參數(shù)以及圖像增強參數(shù)。這里，參數(shù)獲取模塊240獲取的成像參數(shù)以及圖像增強參數(shù)作為下一次循環(huán)中的初始值。換句話說，參數(shù)獲取模塊240獲取的成像參數(shù)以及圖像增強參數(shù)指的是根據(jù)該次循環(huán)中選擇出的最優(yōu)決策分別對上一次循環(huán)中獲取的成像參數(shù)以及圖像增強參數(shù)進行更新而形成的。
[0041]圖像增強模塊250利用成像參數(shù)產(chǎn)生目標圖像，并且圖像增強模塊250利用圖像增強參數(shù)對該目標對象進行增強。
[0042]此外，根據(jù)本發(fā)明的實施例的圖像亮度的自動控制系統(tǒng)循環(huán)對每幅圖像進行亮度增強，直至對所有圖像完成亮度增強。
[0043]綜上所述，根據(jù)本發(fā)明的實施例的圖像亮度的自動控制方法及自動控制系統(tǒng)，無需額外的傳感器和電路，能充分利用圖像的信息，能夠更為準確的控制成像參數(shù)，并且能自適應(yīng)改變參數(shù)，從而實現(xiàn)降低輻射劑量的同時提高圖像質(zhì)量。
[0044]雖然已經(jīng)參照特定實施例示出并描述了本發(fā)明，但是本領(lǐng)域的技術(shù)人員將理解:在不脫離由權(quán)利要求及其等同物限定的本發(fā)明的精神和范圍的情況下，可在此進行形式和細節(jié)上的各種變化。
【權(quán)利要求】
1.一種圖像亮度的自動控制方法，其特征在于，包括步驟: A)初始化決策表； B)讀入圖像數(shù)據(jù)，并根據(jù)讀入的圖像數(shù)據(jù)計算出圖像質(zhì)量的表征值； C)根據(jù)所述圖像質(zhì)量的表征值計算出獎勵函數(shù)值； D)利用所述獎勵函數(shù)值更新決策表，并選擇最優(yōu)決策； E)根據(jù)所述最優(yōu)決策獲取成像參數(shù)以及圖像增強參數(shù)； F)利用所述成像參數(shù)產(chǎn)生目標圖像，并利用所述圖像增強參數(shù)對所述目標對象進行增強； G)重復(fù)循環(huán)步驟B)至步驟F)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的自動控制方法，其特征在于，在所述步驟D)中，所述更新決策表的具體方法為: 如果所述獎勵函數(shù)值大于前一循環(huán)中選擇的最優(yōu)決策對應(yīng)的決策值，則增加所述獎勵函數(shù)值對應(yīng)的決策值； 如果所述獎勵函數(shù)值小于前一循環(huán)中選擇的最優(yōu)決策對應(yīng)的決策值，則減小所述獎勵函數(shù)值對應(yīng)的決策值； 如果所述獎勵函數(shù)值等于前一循環(huán)中選擇的最優(yōu)決策對應(yīng)的決策值，則不改變所述獎勵函數(shù)值對應(yīng)的決策值。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的自動控制方法，其特征在于，所述獎勵函數(shù)值對應(yīng)的決策值的增加量采用第一預(yù)設(shè)步長，所述獎勵函數(shù)值對應(yīng)的決策值的減小量采用第二預(yù)設(shè)步長，其中，所述第一預(yù)設(shè)步長與所述第二預(yù)設(shè)步長不相等。
4.根據(jù)權(quán)利要求1或2或3所述的自動控制方法，其特征在于，在所述步驟D)中，所述選擇最優(yōu)決策的具體方法為: 產(chǎn)生一個隨機決策； 根據(jù)所述更新后的決策表的決策值選擇一個待定決策； 判斷所述隨機決策與所述待定決策對應(yīng)的決策值之差是否小于一預(yù)設(shè)閾值； 如果所述隨機決策與所述待定決策對應(yīng)的決策值之差小于一預(yù)設(shè)閾值，則選擇所述待定決策作為所述最優(yōu)決策； 如果所述隨機決策與所述待定決策對應(yīng)的決策值之差不小于所述預(yù)設(shè)閾值，則選擇所述隨機決策作為所述最優(yōu)決策。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的自動控制方法，其特征在于，在每一次循環(huán)中，所述預(yù)設(shè)閾值以預(yù)定倍率減小。
6.一種圖像亮度的自動控制系統(tǒng)，其特征在于，包括: 初始化模塊，被構(gòu)造為初始化決策表； 圖像分析模塊，被構(gòu)造為讀入圖像數(shù)據(jù)，并根據(jù)讀入的圖像數(shù)據(jù)計算出圖像質(zhì)量的表征值； 獎勵函數(shù)值獲取模塊，被構(gòu)造為根據(jù)所述圖像質(zhì)量的表征值計算出獎勵函數(shù)值； 最優(yōu)決策選擇模塊，被構(gòu)造為利用所述獎勵函數(shù)值更新決策表，并選擇最優(yōu)決策； 參數(shù)獲取模塊，被構(gòu)造為根據(jù)所述最優(yōu)決策獲取成像參數(shù)以及圖像增強參數(shù)； 圖像增強模塊，被構(gòu)造為利用所述成像參數(shù)產(chǎn)生目標圖像，并利用所述圖像增強參數(shù)對所述目標對象進行增強。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的自動控制系統(tǒng)，其特征在于，所述最優(yōu)決策選擇模塊包括: 決策表更新模塊，被構(gòu)造為如果所述獎勵函數(shù)值大于前一循環(huán)中選擇的最優(yōu)決策對應(yīng)的決策值，則增加所述獎勵函數(shù)值對應(yīng)的決策值；如果所述獎勵函數(shù)值小于前一循環(huán)中選擇的最優(yōu)決策對應(yīng)的決策值，則減小所述獎勵函數(shù)值對應(yīng)的決策值；如果所述獎勵函數(shù)值等于前一循環(huán)中選擇的最優(yōu)決策對應(yīng)的決策值，則不改變所述獎勵函數(shù)值對應(yīng)的決策值。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的自動控制系統(tǒng)，其特征在于，所述獎勵函數(shù)值對應(yīng)的決策值的增加量采用第一預(yù)設(shè)步長，所述獎勵函數(shù)值對應(yīng)的決策值的減小量采用第二預(yù)設(shè)步長，其中，所述第一預(yù)設(shè)步長與所述第二預(yù)設(shè)步長不相等。
9.根據(jù)權(quán)利要求6或7或8所述的自動控制系統(tǒng)，所述最優(yōu)決策選擇模塊還包括: 最優(yōu)決策確定模塊，被構(gòu)造為產(chǎn)生一個隨機決策；根據(jù)所述更新后的決策表的決策值選擇一個待定決策；判斷所述隨機決策與所述待定決策對應(yīng)的決策值之差是否小于一預(yù)設(shè)閾值；如果所述隨機決策與所述待定決策對應(yīng)的決策值之差小于一預(yù)設(shè)閾值，則選擇所述待定決策作為所述最優(yōu)決策；如果所述隨機決策與所述待定決策對應(yīng)的決策值之差不小于所述預(yù)設(shè)閾值，則選擇所述隨機決策作為所述最優(yōu)決策。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的自動控制系統(tǒng)，其特征在于，在每一次循環(huán)中，所述預(yù)設(shè)閾值以預(yù)定倍率減小。
【文檔編號】H04N5/243GK104394330SQ201410748537
【公開日】2015年3月4日 申請日期:2014年12月8日 優(yōu)先權(quán)日:2014年12月8日
【發(fā)明者】陳墾, 李志成, 熊璟, 陳鳴閩, 秦文健 申請人:深圳先進技術(shù)研究院