技术领域
[0001] 本
发明涉及医疗技术领域，特别涉及一种多通道的胶片放射量测量方法。
背景技术
[0002] 胶片放射量测定是一种常用的放射量测量方法，基本原理是胶片在高
能量放射线曝光下改变
颜色(随放射线剂量的影响而变蓝)，放射量加大会使颜色加深。通常胶片的颜色深度和放射量之间满足如下非线性关系：
[0003] (公式1)；
[0004] 等价于 (公式2)；
[0005] 其中，dX表示颜色深度值，DX表示对应的放射量，aX,bX,cX表示拟合参数，在不同的测量条件下，aX,bX,cX将有所变化，aX,bX,cX可以通过实验记录的标定点数据按照公式2经最小二乘法拟合获得，这里的标定点数据为多组颜色深度值dX和对应的放射量DX。
[0006] 具体的，现有的胶片放射量测定方法适用于单色通道的胶片的放射量的测量，这里单通道通常指代的是红色通道，先通过
扫描仪获得胶片的扫描图片获取每个
像素点的颜色深度值dX，接着将图片的红色通道颜色深度值dX代入公式2计算后即可得到图片中每个像素点对应的放射量DX，进而得到整个图片的放射量矩阵，放射量矩阵中的每个元素对应相应扫描
位置的像素点的放射量。
[0007] 但是，实际上胶片的颜色深度值dX容易受到周围测量环境等多方面因素的干扰，例如胶片厚度不均匀、扫描仪存在噪声等。在常规的胶片处理中，由于仅使用了单色通道，因此很容易受到干扰的影响，导致放射量测量
精度较低。
[0008] 针对上述问题，一种多通道的胶片测量方法被提出。理论上，胶片经扫描仪扫描获得多个颜色通道的颜色深度值数据后，采用任意一个颜色通道的颜色深度值经公式2计算出的放射量矩阵值应该是一样的，但是实际上的结果却不然，请参考图1，其为使用不同颜色通道的颜色深度值计算出的放射量结果图。如图1所示，由于测试环境干扰的客观存在，使得每个通道计算的放射量值彼此不同。
[0009] 对于该问题，
现有技术提出基于不同通道的放射量矩阵建立优化模型，通过求解该优化模型得到最优的矫正参数矩阵，以减小测量环境带来的干扰。但由于该优化模型是一个大规模优化问题，会出现求解耗时过久乃至求解失败的问题。因此，需要寻求一种快速且准确的放射量测量方法。
发明内容
[0010] 本发明的目的在于提供一种多通道的胶片放射量测量方法，以解决现有技术中多通道的胶片放射量测量方法的测量结果精准度不高及求解时间过长的问题。
[0011] 为解决上述技术问题，本发明提供一种多通道的胶片放射量测量方法，所述多通道的胶片放射量测量方法包括：
[0012] 扫描胶片获得m×n个像素点在不同颜色通道上的颜色深度值，其中，m≥0，n≥0，对每个像素点，基于颜色深度值与放射量之间的关系建立带上下限约束条件的优化模型，利用所述优化模型计算每个像素点的放射量。
[0013] 可选的，在所述的多通道的胶片放射量测量方法中，所述优化模型通过如下公式构建：
[0014]
[0015] 其中， 上下限约束条件为1-δ≤Δd≤1+δ；Δd表示决策变量；δ表示Δd的调整幅度
阈值；X表示颜色通道，{X1...XN}表示所有颜色通道的集合，Xi,Xj表示其中的任意两个颜色通道；aX,bX,cX表示X通道的拟合参数；F(Δd)表示优化模型的目标函数；DX(Δd)表示X通道上的放射量，是关于Δd的函数；dX表示通过扫描得到的X通道上的颜色深度值；dXΔd表示矫正后的X通道的颜色深度值。
[0016] 可选的，在所述的多通道的胶片放射量测量方法中，采用一维线性搜索
算法获得决策变量的最优解。
[0017] 可选的，在所述的多通道的胶片放射量测量方法中，采用黄金分割搜索算法获得决策变量的最优解。
[0018] 可选的，在所述的多通道的胶片放射量测量方法中，在利用构建的优化模型计算每个像素点的放射量之前，还包括过滤异常像素点的步骤。
[0019] 可选的，在所述的多通道的胶片放射量测量方法中，所述异常像素点为放射量值小于零或大于最大设定阈值的像素点。
[0020] 可选的，在所述的多通道的胶片放射量测量方法中，所述X通道的拟合参数aX,bX,cX通过多组颜色深度值和对应的放射量，按照公式 经最小二乘法拟合获得，其中，dX表示X通道的颜色深度值，DX表示X通道的放射量。
[0021] 可选的，在所述的多通道的胶片放射量测量方法中，所述多通道包括绿色通道、红色通道及蓝色通道。
[0022] 可选的，在所述的多通道的胶片放射量测量方法中，在不同颜色通道上的颜色深度值通过扫描仪扫描获得。
[0023] 在本发明所提供的多通道的胶片放射量测量方法中，利用基于不同颜色通道的放射量建立带上下限约束条件的优化模型，计算并矫正扫描胶片后每个像素点对应的放射量，基于本发明的优化模型将计算多通道的胶片放射量转化为求解m×n个一维的带上下限约束条件的非线性优化问题。相比于现有技术中的优化模型，本发明建立的优化模型，将现有技术中的优化模型简化，降低计算难度，缩短了求解放射量的计算时间；
[0024] 进一步地，可采用一维线性搜索算法快速求解上述一维优化模型的最优解，进一步降低在求解过程中所耗费的时间；
[0025] 进一步地，在利用本发明的优化模型计算放射量之前，对异常像素点进行过滤，缩短了计算时间；
[0026] 本发明利用不同颜色通道对胶片的放射量进行测量，减少了测量环境对测量结果造成的干扰，较为准确的表征了放射量的真实值，在提高计算速度的同时保障了多通道测量胶片放射量的测量精度。
附图说明
[0027] 图1是为使用不同颜色通道的颜色值计算出的放射量结果图；
[0028] 图2是采用本发明
实施例中的多通道的胶片放射量测量方法计算出的放射量结果图。
具体实施方式
[0029] 以下结合附图和具体实施例对本发明提出的多通道的胶片放射量测量方法作进一步详细说明。根据下面说明和
权利要求书，本发明的优点和特征将更清楚。需说明的是，附图均采用非常简化的形式且均使用非精准的比例，仅用以方便、明晰地辅助说明本发明实施例的目的。
[0030] 本发明提供了一种多通道的胶片放射量测量方法，扫描胶片获得m×n个像素点在不同颜色通道上的颜色深度值，其中，m≥0，n≥0，对每个像素点，基于颜色深度值与放射量之间的关系建立带上下限约束条件的优化模型，利用所述优化模型计算每个像素点的放射量。
[0031] 其中，所述优化模型通过公式3，公式4和公式5构建：
[0032] (公式3)；
[0033] (公式4)；
[0034] 1-δ≤Δd≤1+δ (公式5)；
[0035] 其中，Δd表示决策变量；δ表示Δd的调整幅度阈值；X表示颜色通道，{X1...XN}表示所有颜色通道的集合，Xi,Xj表示其中的任意两个颜色通道；aX,bX,cX表示X通道的拟合参数；F(Δd)表示优化模型的目标函数；DX(Δd)表示X通道上的放射量，是关于Δd的函数；dX表示通过扫描得到的X通道上的颜色深度值；dXΔd表示矫正后的X通道的颜色深度值。优选的，本实施例中δ取0.2。
[0036] 其中，不同颜色通道对应的拟合参数可能不同，分别通过在对应通道下的标定点数据拟合得到，例如X通道的拟合参数aX,bX,cX，通过实验记录的标定点数据即X通道下的多组颜色深度值dX和对应的放射量DX，按照公式 经最小二乘法拟合获得。
[0037] 对于公式3中关于DX(Δd)的数值采用公式4的内容替代，此时公式3中存在的未知参数为Δd，公式5为优化模型的上下限约束条件，公式3中的dX可以通过扫描仪扫描获取，为测量值，由于测量环境等干扰因素的影响，测量值dX的数值是X通道的颜色深度值的真实值和干扰共同作用的结果。对于这一问题，在构建优化模型时，引入了Δd这一决策变量对dX进行修正，使用dXΔd表征矫正后的X通道的颜色深度值，减少了干扰对测量结果造成的干扰，提高了测量结果的精准度。
[0038] 为了较好的理解本发明的测量方法的可靠性，请参考图1及图2，图2为采用本发明的多通道的胶片放射量的测量方法测量多通道的胶片放射量测量的结果图。对比图1和图2的结果可知，图1中所示的三个颜色通道对于同一像素点的放射量值的测量结果均不同，与理论结果不符，这是实际测量中环境因素的干扰造成的；而图2中三个颜色的通道中同一像素点的放射量值明确较为一致，与理论结果相符，说明本发明的方法能够减小环境因素的干扰对测量结果的影响，提高了测量结构的精度。
[0039] 优选的，求解Δd的最优解时，以Δd＝1为初始点采用一维线性搜索算法求解上述优化模型，从而找到合适的Δd使得各个颜色通道之间的放射量偏差的最大值最小化。优选的，选用黄金分割搜索算法。黄金分割搜索算法是一种通过不断缩小单峰函数的最值的已知范围，从而找到最值的方法，因此其可以在有限的步骤内收敛到Δd的最优解，极大的提高了计算求解的速度。
[0040] 进一步地，在利用构建的优化模型计算每个像素点的放射量之前，还包括过滤异常像素点的步骤。在本实施方式中，放射量值小于零的像素点或放射量值大于最大设定阈值的像素点即被认定为异常像素点。异常像素点的放射量值通过公式 计算，其中aX,bX,cX为由上述的标定点数据拟合获得的拟合参数，dX为颜色深度值，DX为待计算的放射量。
[0041] 在本实施方式中，扫描胶片获得各像素点在各通道上的颜色深度值dX，经上述公式 计算得到对应各通道的放射量值DX，对任一个像素点而言，只要任一个通道的放射量值DX小于零或者大于最大设定阈值，则认为该像素点为异常像素点，该像素点的放射量值无需使用所述优化模型计算，而直接使用公式2计算。
[0042] 例如，扫描胶片获得各像素点在绿色通道、红色通道及蓝色通道上的颜色深度值，经公式 计算得到对应各通道的放射量值，对其中一个像素点，如果该像素点在绿色通道上的放射量值大于最大设定阈值，则认为该像素点为异常像素点，该像素点的在各个通道上的放射量值直接采用公式2计算。
[0043] 本领域的技术人员可以根据实际情况对最大设定阈值进行设定，例如设定为上述标定点数据中最大放射量的两倍。
[0044] 由于先将异常像素点过滤掉，因此仅需要对胶片中除了异常像素点之外的像素点进行计算，从而减少了计算量，缩短了计算测量结果所需的时间。
[0045] 综上，在本发明所提供的多通道的胶片放射量测量方法中，利用基于不同颜色通道的放射量建立带上下限约束条件的优化模型，计算并矫正扫描胶片后每个像素点对应的放射量，基于本发明的优化模型将计算多通道的胶片放射量转化为求解m×n个一维的带上下限约束条件的非线性优化问题。相比于现有技术中的优化模型，本发明建立的优化模型，将现有技术中的优化模型简化，降低计算难度，缩短了求解放射量的计算时间；
[0046] 进一步地，可采用一维线性搜索算法快速求解上述一维优化模型的最优解，进一步降低在求解过程所耗费的时间；
[0047] 进一步地，在利用本发明的优化模型计算放射量之前，对异常像素点进行过滤，缩短了计算时间；
[0048] 本发明利用不同颜色通道对胶片的放射量进行测量，减少了测量环境对测量结果造成的干扰，较为准确的表征了放射量的真实值，在提高计算速度的同时保障了多通道测量胶片放射量的测量精度。
[0049] 上述描述仅是对本发明较佳实施例的描述，并非对本发明范围的任何限定，本发明领域的普通技术人员根据上述揭示内容做的任何变更、修饰，均属于权利要求书的保护范围。
