[發(fā)明專利]應(yīng)用于探測(cè)器的實(shí)時(shí)偏置校正方法、系統(tǒng)、介質(zhì)及設(shè)備

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202211067519.2
• 申請(qǐng)日: 2022-09-01
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN115665567A
• 公開(kāi)（公告）日: 2023-01-31
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 楊光;趙世強(qiáng);羅杰
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 成都善思微科技有限公司
• 主分類號(hào): H04N25/44
• 分類號(hào): H04N25/44;H04N23/81;H04N25/447;H04N25/77;H04N25/75;H04N25/78;G01T7/00
• 代理公司: 北京輕創(chuàng)知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11212
• 代理人: 厲洋洋

本發(fā)明屬于平板探測(cè)器及線陣探測(cè)器領(lǐng)域，尤其涉及應(yīng)用于探測(cè)器的實(shí)時(shí)偏置校正方法、系統(tǒng)、介質(zhì)及設(shè)備。該方法包括：步驟1，控制探測(cè)器模擬開(kāi)關(guān)關(guān)斷、后級(jí)電路輸入端復(fù)位；步驟2，采集列模數(shù)轉(zhuǎn)換電路的第一數(shù)字輸出值作為對(duì)應(yīng)列的偏置系數(shù)；步驟3，控制模擬開(kāi)關(guān)打開(kāi)、后級(jí)電路輸入端工作；步驟4，采集列模數(shù)轉(zhuǎn)換電路的第二數(shù)字輸出值，將第二數(shù)字輸出值與對(duì)應(yīng)列的偏置系數(shù)相減，得到當(dāng)前行多列像素的校正輸出值；步驟5，逐行掃描并重復(fù)步驟3至步驟4，直至獲得全部像素的校正輸出值。本發(fā)明通過(guò)斷開(kāi)像素陣列與后級(jí)電路連接并采集后級(jí)電路輸出得到列偏置系數(shù)，將像素陣列正常輸出與對(duì)應(yīng)列偏置系數(shù)相減來(lái)達(dá)到實(shí)時(shí)偏置校正的目的。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于平板探測(cè)器及線陣探測(cè)器領(lǐng)域，尤其涉及應(yīng)用于探測(cè)器的實(shí)時(shí)偏置校正方法、系統(tǒng)、介質(zhì)及設(shè)備。

背景技術(shù)

平板探測(cè)器及線陣探測(cè)器是一種將X射線能量轉(zhuǎn)換為電信號(hào)的設(shè)備，就其硬件電路而言，通常包含無(wú)源的多行多列的像素陣列及有源的信號(hào)讀出陣列，其中有源的信號(hào)讀出陣列根據(jù)架構(gòu)不同可能包括行選通電路、多選一電路、積分電路、PGA電路、模數(shù)轉(zhuǎn)換電路以及數(shù)據(jù)處理電路等。平板探測(cè)器及線陣探測(cè)器采用rollingshutter快門模式，其通過(guò)逐行掃描完成整個(gè)像素陣列的掃描，在一個(gè)典型的APS像素架構(gòu)平板探測(cè)器中，同一列上的多行像素通常會(huì)共用一套列信號(hào)讀出電路，這些電路通常會(huì)因?yàn)楣╇姴▌?dòng)、外界工頻干擾等問(wèn)題存在一些低頻干擾，因此在平板探測(cè)器及線陣探測(cè)器的使用中通常需要加入實(shí)時(shí)偏置校正以消除這部分低頻干擾。

傳統(tǒng)的實(shí)時(shí)偏置校正方法通常包括使用帶有雙采樣功能(DDS)或者暗場(chǎng)行像素采樣功能(DRS)的探測(cè)器。DDS功能的實(shí)現(xiàn)思路是在每個(gè)像素信號(hào)正常讀出以后將像素復(fù)位并再次采集復(fù)位下的輸出，將2次輸出通過(guò)硬件或程序相減以達(dá)到消除低頻干擾的目的。DRS功能的實(shí)現(xiàn)思路是在正常感光像素陣列的開(kāi)始行之前或結(jié)束行之后加入進(jìn)行物理遮光的像素，在正常感光像素讀出時(shí)扣除對(duì)應(yīng)列的暗像素輸出，以達(dá)到消除低頻干擾的目的。

通過(guò)原理可以發(fā)現(xiàn)，DDS功能在像素信號(hào)讀出后通過(guò)像素復(fù)位得到后級(jí)信號(hào)讀出電路的偏置信號(hào)輸出，利用像素讀出時(shí)刻與后級(jí)信號(hào)讀出電路偏置讀出時(shí)刻在時(shí)間上足夠接近的特性，消除以單像素采集頻率為上限的較高頻率的干擾。但也可發(fā)現(xiàn)，DDS功能較為復(fù)雜，每個(gè)像素均需采集2次輸出，因此其包含幾個(gè)明顯的缺點(diǎn)：1.DDS功能通常需要較為復(fù)雜的功能電路支持，極大的降低了芯片良率；2.DDS功能下每個(gè)像素均需要采集2次，數(shù)據(jù)量增大為原來(lái)的2倍，極大的影響了極限幀速率；3.2次數(shù)據(jù)的相減會(huì)增加噪聲至單次數(shù)據(jù)采集的1.41倍。

DRS功能可以扣除以一幀圖像采集頻率為上限的稍低頻干擾，但其也存在幾個(gè)明顯的缺點(diǎn)：1.DRS功能在物理上需要增加額外的像素行，會(huì)較大幅度的增加芯片面積；2.DRS功能通常在芯片表面進(jìn)行平面級(jí)的物理遮光，但由于光的擴(kuò)散特性，靠近正常像素的遮光像素通常會(huì)存在漏光現(xiàn)象不能使用，進(jìn)一步的增加了所需像素行的數(shù)量；3.由于掛載像素引入的輸入端寄生電容及減法的存在，DRS功能下噪聲的增加幅度較大，且與暗像素的行數(shù)存在相關(guān)性，行數(shù)越多，單列像素中可用于平均的暗像素越多，噪聲增加幅度則越小，但相應(yīng)的芯片面積將顯著增加。

總結(jié)而言，DDS功能引入的問(wèn)題主要包括：(1)需要復(fù)雜的硬件功能電路支持，降低了芯片良率；(2)顯著降低探測(cè)器的極限幀速率；(3)顯著增大了校正后的暗場(chǎng)圖像噪聲。DRS功能引入的問(wèn)題主要包括：(1)需要額外像素電路支持，增大了芯片面積；(2)不易對(duì)像素進(jìn)行有效遮光；(3)校正后的暗場(chǎng)圖像噪聲存在一定的增加。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明所要解決的技術(shù)問(wèn)題是提供應(yīng)用于探測(cè)器的實(shí)時(shí)偏置校正方法、系統(tǒng)、介質(zhì)及設(shè)備。

本發(fā)明解決上述技術(shù)問(wèn)題的技術(shù)方案如下：一種應(yīng)用于探測(cè)器的實(shí)時(shí)偏置校正方法，包括：

步驟1，控制探測(cè)器中像素陣列與后級(jí)列信號(hào)讀出電路之間的模擬開(kāi)關(guān)關(guān)斷，同時(shí)控制所述后級(jí)列信號(hào)讀出電路的輸入端為復(fù)位狀態(tài)；