一种自动曝光控制方法和装置以及自动曝光系统
阅读：633发布：2020-05-12
专利汇可以提供一种自动曝光控制方法和装置以及自动曝光系统专利检索，专利查询，专利分析的服务。并且本 发明 实施例 公开了一种 自动曝光控制 方法，应用于X线机，该方法包括：将初始管 电压 和初始管 电流 发送给高压发生器，以使高压发生器根据初始管电压和初始管电流发射 X射线 ，开始曝光；检测电离室生成的反馈电压，得到第一比较电压；当第一比较电压大于或等于 采样 电压时，获得参考电压；继续检测电离室生成的反馈电压，得到第二比较电压；当第二比较电压大于或等于参考电压时，切断高压发生器，停止曝光。这样，以实际曝光过程为依据来设置参考电压，可使得参考电压设置的更加合理，能够保证自动曝光控制的准确，得到理想灰度的曝光图像，保证曝光图像 质量 的稳定可靠，避免了 现有技术 中靠经验设定参考电压是存在的曝光不足或曝光过量的情况。，下面是一种自动曝光控制方法和装置以及自动曝光系统专利的具体信息内容。
1.一种自动曝光控制方法，其特征在于，应用于X线机，所述X线机，包括：高压发生器、探测器和电离室；其中，所述高压发生器发射的X射线经被照目标到达所述探测器，所述探测器根据到达的X射线成像，所述电离室根据到达所述探测器的X射线剂量生成反馈电压；
所述方法，包括：
将初始管电压和初始管电流发送给所述高压发生器，以使所述高压发生器根据所述初始管电压和所述初始管电流发射X射线，开始曝光；
检测所述电离室生成的反馈电压，得到第一比较电压；
当所述第一比较电压大于或等于采样电压时，获得参考电压，所述参考电压大于所述采样电压；
继续检测所述电离室生成的反馈电压，得到第二比较电压；
当所述第二比较电压大于或等于所述参考电压时，切断所述高压发生器，停止曝光。
2.根据权利要求1所述的自动曝光控制方法，其特征在于，所述获得参考电压，包括：
获取电压模型以及所述被照目标的等效衰减厚度；
将所述等效衰减厚度和曝光管电压输入所述电压模型，得到所述参考电压，所述曝光管电压等于所述初始管电压或检测管电压，所述检测管电压为当所述第一比较电压大于或等于所述采样电压时检测得到的管电压。
3.根据权利要求2所述的自动曝光控制方法，其特征在于，所述获取电压模型，包括：
获取样本集合并构建初始模型，所述样本集合包括多组样本，每组样本包括一组等效衰减厚度、曝光管电压和参考电压；
利用所述样本集合，训练所述初始模型；
根据训练后的初始模型，得到所述电压模型。
4.根据权利要求2所述的自动曝光控制方法，其特征在于，所述获取所述被照目标的等效衰减厚度，包括：
获取厚度模型；
当所述第一比较电压大于或等于所述采样电压时，记录曝光持续的时间，得到第一时间；
将所述采样电压、所述初始管电压、所述初始管电流和所述第一时间输入所述厚度模型，得到所述等效衰减厚度；或，将所述采样电压、检测管电压、检测管电流和所述第一时间输入所述厚度模型，得到所述等效衰减厚度；
其中，所述检测管电压为当所述第一比较电压大于或等于所述采样电压时检测得到的管电压，所述检测管电流为当所述第一比较电压大于或等于所述采样电压时检测得到的管电流。
5.根据权利要求4所述的自动曝光控制方法，其特征在于，所述获取厚度模型，包括：
获取样本集合并构建初始模型，所述样本集合包括多组样本，每组样本包括一组等效衰减厚度、曝光管电压、曝光管电流、曝光持续时间和参考电压；
利用所述样本集合，训练所述初始模型；
根据训练后的初始模型，得到所述厚度模型。
6.一种自动曝光控制装置，其特征在于，应用于X线机，所述X线机，包括：高压发生器、探测器和电离室；其中，所述高压发生器发射的X射线经被照目标到达所述探测器，所述探测器根据到达的X射线成像，所述电离室根据到达所述探测器的X射线剂量生成反馈电压；
所述装置，包括：高压控制模块、电压检测模块、第一比较模块、电压获取模块和第二比较模块；
所述高压控制模块，用于将初始管电压和初始管电流发送给所述高压发生器，以使所述高压发生器根据所述初始管电压和初始管电流发射X射线，开始曝光；当所述第二比较模块的比较结果为第二比较电压大于或等于参考电压时，切断所述高压发生器，停止曝光；
所述电压检测模块，用于检测所述电离室生成的反馈电压，得到第一比较电压；当所述第一比较模块的比较结果为所述第一比较电压大于或等于采样电压后，继续检测所述电离室生成的反馈电压，得到第二比较电压；
所述第一比较模块，用于比较所述第一比较电压与所述采样电压之间的大小关系；
所述电压获取模块，用于当所述第一比较模块的比较结果为所述第一比较电压大于或等于所述采样电压时，获得所述参考电压，并将所述参考电压发送给所述高压控制模块，所述参考电压大于所述采样电压；
所述第二比较模块，用于比较所述第二比较电压与所述参考电压之间的大小关系。
7.根据权利要求6所述的自动曝光控制装置，其特征在于，所述电压获取模块，包括：电压模型获取子模块、厚度获取子模块和电压计算子模块；
所述电压模型获取子模块，用于获取电压模型；
所述厚度获取子模块，用于获取所述被照目标的等效衰减厚度；
所述电压计算子模块，用于将所述等效衰减厚度和曝光管电压输入所述电压模型，得到所述参考电压，所述曝光管电压为所述初始管电压或检测管电压，所述检测管电压为当所述第一比较电压大于或等于所述采样电压时检测得到的管电压。
8.根据权利要求7所述的自动曝光控制装置，其特征在于，所述电压模型获取子模块，包括：初始子模块、训练子模块和生成子模块；
所述初始子模块，用于获取样本集合并构建初始模型，所述样本集合包括多组样本，每组样本包括一组等效衰减厚度、曝光管电压和参考电压；
所述训练子模块，用于利用所述样本集合，训练所述初始模型；
所述生成子模块，用于根据训练后的初始模型，得到所述电压模型。
9.根据权利要求8所述的自动曝光控制装置，其特征在于，所述厚度获取子模块，包括：
厚度模型获取子模块、时间记录子模块和厚度计算子模块；
所述厚度模型获取子模块，用于获取厚度模型；
所述时间记录子模块，用于当所述第一比较模块的比较结果为所述第一比较电压大于或等于所述采样电压时，记录曝光持续的时间，得到第一时间；
所述厚度计算子模块，用于将所述采样电压、所述初始管电压、所述初始管电流和所述第一时间输入所述厚度模型，得到所述等效衰减厚度；或，所述厚度子模块，用于将所述采样电压、检测管电压、检测管电流和所述第一时间输入所述厚度模型，得到所述等效衰减厚度；
其中，所述检测管电压为当所述第一比较电压大于或等于所述采样电压时检测得到的管电压，所述检测管电流为当所述第一比较电压大于或等于所述采样电压时检测得到的管电流。
10.根据权利要求9所述的自动曝光控制装置，其特征在于，所述厚度模型获取子模块，包括：初始子模块、训练子模块和生成子模块；
所述初始子模块，用于获取样本集合并构建初始模型，所述样本集合包括多组样本，每组样本包括一组等效衰减厚度、曝光管电压、曝光管电流、曝光持续时间和参考电压；
所述训练子模块，用于利用所述样本集合，训练所述初始模型；
所述生成子模块，用于根据训练后的初始模型，得到所述厚度模型。
11.一种自动曝光系统，其特征在于，应用于X线机；所述系统，包括：高压发生器、探测器、电离室、比较器和控制器；
所述控制器，用于将初始管电压和初始管电流发送给所述高压发生器；当第一比较结果为反馈电压大于或等于采样电压时，获得参考电压，并将所述参考电压发送给所述比较器，所述参考电压大于所述采样电压；当第二比较结果为所述反馈电压大于或等于所述参考电压时，切断所述高压发生器发射的X射线，停止曝光；
所述高压发生器，用于根据所述初始管电压和所述初始管电流，发射X射线至所述探测器，开始曝光；
所述探测器，用于感应到达的X射线，并根据所述到达的X射线成像；
所述电离室，用于根据到达所述探测器的X射线剂量生成所述反馈电压，并将所述反馈电压发送给所述比较器；
所述比较器，用于比较所述反馈电压和所述采样电压之间的大小关系，得到所述第一比较结果，并将所述第一比较结果发送给所述控制器；以及比较所述反馈电压和所述参考电压之间的大小关系，得到所述第二比较结果，并将所述第二比较结果发送给所述控制器。
一种自动曝光控制方法和装置以及自动曝光系统
技术领域
[0001] 本发明涉及医疗设备技术领域，尤其涉及一种自动曝光控制方法和装置以及自动曝光系统。
背景技术
[0002] 在X线机中，使用自动曝光控制(AEC)技术的目的是为了得到质量稳定可靠的图像。对于直接数字化X射线摄影系统(DR系统)来说，在X射线质量一定的条件下，平板探测器的成像灰度与探测器的X射线输入剂量成正比。此外，平板探测器的成像灰度还与管电压的大小以及衰减物的衰减大小有关。在衰减物厚度的相同情况下，平板探测器的成像灰度随着管电压增大而逐渐增大。而在管电压相同的情况下，衰减物越厚其衰减越大，平板探测器的成像灰度越低。因此，为得到质量稳定可靠的图像，对于衰减较小的被照目标，需采用AEC技术控制DR系统使用较小的剂量进行曝光；而对于衰减较大的被照目标，则需采用AEC技术控制DR系统使用较大的剂量进行曝光。
[0003] 在DR系统中，电离室用于检测到达探测器的X射线剂量。这样，AEC技术即可根据电离室检测的反馈信号来切断X射线的放射，以控制到达平板探测器的剂量，得到质量稳定可靠的图像。因此，本领域技术人员需要针对不同厚度的被照目标，设定一系列与目标图像灰度相对应的目标剂量，通过控制到达探测器的X射线剂量，实现对图像质量的控制。但在实际操作中，由于本领域技术人员无法准确的估计出被照目标的衰减大小，只能参照被照目标的厚度等数据(如所选择的曝光协议、被照目标的类型以及患者的身高体型等)，根据经验设定相应的X射线输入剂量，无法保证图像质量的稳定可靠。
发明内容
[0004] 有鉴于此，本发明提供了一种自动曝光控制方法和装置以及自动曝光系统，能够解决现有技术中由于无法准确设定到达探测器的X射线剂量，所导致的无法保证图像质量稳定可靠的问题。
[0005] 本发明实施例提供了一种自动曝光控制方法，应用于X线机，所述X线机，包括：高压发生器、探测器和电离室；其中，所述高压发生器发射的X射线经被照目标到达所述探测器，所述探测器根据到达的X射线成像，所述电离室根据到达所述探测器的X射线剂量生成反馈电压；所述方法，包括：
[0006] 将初始管电压和初始管电流发送给所述高压发生器，以使所述高压发生器根据所述初始管电压和所述初始管电流发射X射线，开始曝光；
[0007] 检测所述电离室生成的反馈电压，得到第一比较电压；
[0008] 当所述第一比较电压大于或等于采样电压时，获得参考电压，所述参考电压大于所述采样电压；
[0009] 继续检测所述电离室生成的反馈电压，得到第二比较电压；
[0010] 当所述第二比较电压大于或等于所述参考电压时，切断所述高压发生器，停止曝光。
[0011] 优选的，所述获得参考电压，包括：
[0012] 获取电压模型以及所述被照目标的等效衰减厚度；
[0013] 将所述等效衰减厚度和曝光管电压输入所述电压模型，得到所述参考电压，所述曝光管电压等于所述初始管电压或检测管电压，所述检测管电压为当所述第一比较电压大于或等于所述采样电压时检测得到的管电压。
[0014] 优选的，所述获取电压模型，包括：
[0015] 获取样本集合并构建初始模型，所述样本集合包括多组样本，每组样本包括一组等效衰减厚度、曝光管电压和参考电压；
[0016] 利用所述样本集合，训练所述初始模型；
[0017] 根据训练后的初始模型，得到所述电压模型。
[0018] 优选的，所述获取所述被照目标的等效衰减厚度，包括：
[0019] 获取厚度模型；
[0020] 当所述第一比较电压大于或等于所述采样电压时，记录曝光持续的时间，得到第一时间；
[0021] 将所述采样电压、所述初始管电压、所述初始管电流和所述第一时间输入所述厚度模型，得到所述等效衰减厚度；或，将所述采样电压、检测管电压、检测管电流和所述第一时间输入所述厚度模型，得到所述等效衰减厚度；
[0022] 其中，所述检测管电压为当所述第一比较电压大于或等于所述采样电压时检测得到的管电压，所述检测管电流为当所述第一比较电压大于或等于所述采样电压时检测得到的管电流。
[0023] 优选的，所述获取厚度模型，包括：
[0024] 获取样本集合并构建初始模型，所述样本集合包括多组样本，每组样本包括一组等效衰减厚度、曝光管电压、曝光管电流、曝光持续时间和参考电压；
[0025] 利用所述样本集合，训练所述初始模型；
[0026] 根据训练后的初始模型，得到所述厚度模型。
[0027] 本发明实施例还提供了一种自动曝光控制装置，应用于X线机，所述X线机，包括：高压发生器、探测器和电离室；其中，所述高压发生器发射的X射线经被照目标到达所述探测器，所述探测器根据到达的X射线成像，所述电离室根据到达所述探测器的X射线剂量生成反馈电压；所述装置，包括：高压控制模块、电压检测模块、第一比较模块、电压获取模块和第二比较模块；
[0028] 所述高压控制模块，用于将初始管电压和初始管电流发送给所述高压发生器，以使所述高压发生器根据所述初始管电压和初始管电流发射X射线，开始曝光；当所述第二比较模块的比较结果为第二比较电压大于或等于参考电压时，切断所述高压发生器，停止曝光；
[0029] 所述电压检测模块，用于检测所述电离室生成的反馈电压，得到第一比较电压；当所述第一比较模块的比较结果为所述第一比较电压大于或等于采样电压后，继续检测所述电离室生成的反馈电压，得到第二比较电压；
[0030] 所述第一比较模块，用于比较所述第一比较电压与所述采样电压之间的大小关系；
[0031] 所述电压获取模块，用于当所述第一比较模块的比较结果为所述第一比较电压大于或等于所述采样电压时，获得所述参考电压，并将所述参考电压发送给所述高压控制模块，所述参考电压大于所述采样电压；
[0032] 所述第二比较模块，用于比较所述第二比较电压与所述参考电压之间的大小关系。
[0033] 优选的，所述电压获取模块，包括：电压模型获取子模块、厚度获取子模块和电压计算子模块；
[0034] 所述电压模型获取子模块，用于获取电压模型；
[0035] 所述厚度获取子模块，用于获取所述被照目标的等效衰减厚度；
[0036] 所述电压计算子模块，用于将所述等效衰减厚度和曝光管电压输入所述电压模型，得到所述参考电压，所述曝光管电压为所述初始管电压或检测管电压，所述检测管电压为当所述第一比较电压大于或等于所述采样电压时检测得到的管电压。
[0037] 优选的，所述电压模型获取子模块，包括：初始子模块、训练子模块和生成子模块；
[0038] 所述初始子模块，用于获取样本集合并构建初始模型，所述样本集合包括多组样本，每组样本包括一组等效衰减厚度、曝光管电压和参考电压；
[0039] 所述训练子模块，用于利用所述样本集合，训练所述初始模型；
[0040] 所述生成子模块，用于根据训练后的初始模型，得到所述电压模型。
[0041] 优选的，所述厚度获取子模块，包括：厚度模型获取子模块、时间记录子模块和厚度计算子模块；
[0042] 所述厚度模型获取子模块，用于获取厚度模型；
[0043] 所述时间记录子模块，用于当所述第一比较模块的比较结果为所述第一比较电压大于或等于所述采样电压时，记录曝光持续的时间，得到第一时间；
[0044] 所述厚度计算子模块，用于将所述采样电压、所述初始管电压、所述初始管电流和所述第一时间输入所述厚度模型，得到所述等效衰减厚度；或，所述厚度子模块，用于将所述采样电压、检测管电压、检测管电流和所述第一时间输入所述厚度模型，得到所述等效衰减厚度；
[0045] 其中，所述检测管电压为当所述第一比较电压大于或等于所述采样电压时检测得到的管电压，所述检测管电流为当所述第一比较电压大于或等于所述采样电压时检测得到的管电流。
[0046] 优选的，所述厚度模型获取子模块，包括：初始子模块、训练子模块和生成子模块；
[0047] 所述初始子模块，用于获取样本集合并构建初始模型，所述样本集合包括多组样本，每组样本包括一组等效衰减厚度、曝光管电压、曝光管电流、曝光持续时间和参考电压；
[0048] 所述训练子模块，用于利用所述样本集合，训练所述初始模型；
[0049] 所述生成子模块，用于根据训练后的初始模型，得到所述厚度模型。
[0050] 本发明实施例还提供了一种自动曝光系统，应用于X线机；所述系统，包括：高压发生器、探测器、电离室、比较器和控制器；
[0051] 所述控制器，用于将初始管电压和初始管电流发送给所述高压发生器；当第一比较结果为反馈电压大于或等于采样电压时，获得参考电压，并将所述参考电压发送给所述比较器，所述参考电压大于所述采样电压；当第二比较结果为所述反馈电压大于或等于所述参考电压时，切断所述高压发生器发射的X射线，停止曝光；
[0052] 所述高压发生器，用于根据所述初始管电压和所述初始管电流，发射X射线至所述探测器，开始曝光；
[0053] 所述探测器，用于感应到达的X射线，并根据所述到达的X射线成像；
[0054] 所述电离室，用于根据到达所述探测器的X射线剂量生成所述反馈电压，并将所述反馈电压发送给所述比较器；
[0055] 所述比较器，用于比较所述反馈电压和所述采样电压之间的大小关系，得到所述第一比较结果，并将所述第一比较结果发送给所述控制器；以及比较所述反馈电压和所述参考电压之间的大小关系，得到所述第二比较结果，并将所述第二比较结果发送给所述控制器。
[0056] 与现有技术相比，本发明至少具有以下优点：
[0057] 本发明实施例提供的自动曝光控制方法，先根据经验设定初始管电压和初始管电流，并控制高压发生器根据初始管电压和初始管电流发射X射线开始曝光。之后，检测电离室生成的反馈电压。当反馈电压大于或等于采样电压时，根据预先得到和获取的参数(如被照目标的衰减以及曝光条件等因素)，获取参考电压。继续检测电离室生成的反馈电压，并判断反馈电压与参考电压之间的大小关系。当反馈电压大于参考电压时，切断高压发生器的供电，停止曝光。这样，以实际曝光过程为依据来设置参考电压，可使得参考电压设置的更加合理，能够保证自动曝光控制的准确，得到理想灰度的曝光图像，保证曝光图像质量的稳定可靠，避免了现有技术中靠经验设定参考电压是存在的曝光不足或曝光过量的情况。附图说明
[0058] 为了更清楚地说明本申请实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请中记载的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图。
[0059] 图1a为现有技术中AEC控制系统的结构示意图；
[0060] 图1b为现有的DR系统在实际工作过程中的结构示意图；
[0061] 图1c为现有的DR系统中电离室的结构示意图；
[0062] 图2为本发明提供的自动曝光控制方法实施例的流程示意图；
[0063] 图3为本发明实施例提供的样本集合获取方法的流程示意图；
[0064] 图4为本发明实施例提供的自动曝光控制方法场景实例的流程示意图；
[0065] 图5为本发明提供的自动曝光控制装置实施例的结构示意图；
[0066] 图6为本发明提供的自动曝光系统实施例的结构示意图。
具体实施方式
[0067] 为了使本技术领域的人员更好地理解本发明方案，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
[0069] 其中，高压发生器11是X射线发生装置，通过与其相连的球管发射X射线。该X射线经衰减物到达探测器12。探测器12是成像设备，将接收X射线转换成电信号，通过内置的读取电路成像，得到曝光图像。探测器12(图1c为电离室的结构示意图)。与球管之间可设置一滤线栅来滤除散射的X射线对成像结果的影响。电离室13是利用电离辐射的电离效应测量电离辐射的探测器，通常被放置在探测器12与衰减物之间，用于检测到达探测器12的X射线剂量。在曝光过程中，电离室13能够将接收到的X射线转换成电压信号，该电压信号与入射的X射线剂量呈正比。放大器14与电离室13和比较器15相连接，调制电离室13的反馈信号。比较器15负责对比预设的参考电压Vref和调制后的反馈信号，根据对比结果触发切断电路
16。切断电路16负责切断高压发生器11。图1b示出了现有的DR系统在实际工作过程中的结构示意图。
16。切断电路16负责切断高压发生器11。图1b示出了现有的DR系统在实际工作过程中的结构示意图。
[0070] 实际应用中，本领域技术人员根据经验针对不同的被照目标，预先设定曝光的剂量，该剂量对应为一个参考电压Vref。在曝光过程中，电离室13累计探测器12接收到的X射线剂量，并将该剂量转换成电压信号。该电压信号经过放大器14转换成比较电压。随着X射线照射的累计，比较电压逐渐增大。当比较电压超过了参考电压Vref时，触发切断电路16。切断电路16切断高压发生器11终止曝光。这样，探测器12得到的图像就是按照预期剂量设定所获得的图像。
[0071] 然而，由于本领域技术人员无法准确估计被照目标的衰减，只能预先根据经验设定参考电压Vref。这导致到达探测器12的X射线剂量与预期不符，无法保证图像质量的稳定可靠。
[0072] 为此，本发明实施例提供了一种自动曝光控制方法，在开始曝光后，通过实时监测曝光过程，根据预先训练得到的模型对被照目标的衰减进行准确的估计，得到当前曝光灰度与参考电压之间准确的响应关系，从而更加合理的设置参考电压，保证曝光的准确，得到理想灰度的曝光图像。这样，在X线机的实际工作过程中，采用上述自动曝光控制方法即可保证最终得到的图像灰度符合预期，曝光图像质量稳定可靠。
[0073] 基于上述思想，为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图对本发明的具体实施方式做详细的说明。
[0074] 首先需要说明的是，本发明实施例提供的自动曝光控制方法和装置，均应用于X线机。所述X线机，包括：高压发生器、探测器和电离室(具体结构与图1a和图1b中所示的类似，这里不再赘述)；其中，所述高压发生器发射的X射线经被照目标到达所述探测器，所述探测器根据到达的X射线成像，所述电离室根据到达所述探测器的X射线剂量生成反馈电压。
[0075] 方法实施例：
[0076] 参见图2，该图为本发明提供的自动曝光控制方法实施例的流程示意图。
[0077] 本实施例提供的自动曝光控制方法，包括：
[0078] 步骤S201：将初始管电压和初始管电流发送给所述高压发生器，以使所述高压发生器根据所述初始管电压和初始管电流发射X射线，开始曝光；
[0079] 可以理解的是，管电压的大小影响到X射线的穿透力，即X射线的“质”；管电流的大小影响到单位面积中X射线的多少，即X射线的“量”。本领域技术人员通过对曝光条件(即管电压、管电流和曝光时间)的设定，实现对不同被照物体的曝光，得到预计质量的曝光图像。
[0080] 这里需要说明的是，现在使用各种DR系统中，部分的DR系统能够在曝光过程中调整管电压和管电流，但有些DR系统在曝光过程中无法调整管电压和管电流。对于不能在曝光过程中调整管电压和电流的DR系统来说，初始管电压和初始管电流的设定值对曝光图像的质量影响很大。在X射线剂量一定的情况下，如果使用的初始管电压过小对较厚的被照目标进行曝光，会导致管电流过大；而使用过大的管电压对厚度较小的部位进行曝光，则会使得管电流过小。这均会使得最后得到的曝光图像质量不理想。而对于能够在曝光过程中调整管电压和管电流的DR系统来说，虽然管电流调整范围很宽，但过小的管电流会使曝光时间过长，患者容易在曝光过程中移动或呼吸，导致曝光图像发虚，图像质量不高。而过大的管电流会导致曝光时间过短，造成自动曝光控制的精度下降，曝光不准确，同样会导致曝光图像的质量不理想。因此，在实际控制过程中，本领域技术人员需根据实际情况，具体设定初始管电压和初始管电流。
[0081] 一般地，可将人身体中不同部位的体厚等效成自动曝光校准时所使用模体(一般为聚甲基丙烯酸甲酯材质)的厚度，得到该部位的等效衰减厚度。此时，被照部位的衰减与该模体的衰减相同。这样，即可按照被照部位体厚的中间值来设置初始管电压和初始管电流。可以理解的是，本领域技术人员还可按照患者的身高体重等信息，按照被照部位的等效衰减厚度范围内的其他值来设定初始管电压和初始管电流。表1给出了几个常规被照部位所对应的等效衰减厚度范围。
[0082] 表1、部位的名称和等效衰减厚度
[0084] 例如，初始管电压和初始管电流可以按照X线机上预先设置的解剖程序式X射线照相功能(Anatomy Program Radiography,APR)的设定来设置。APR功能能够针对不同解剖部位自动设置适合的曝光条件。
[0085] 步骤S202：检测所述电离室生成的反馈电压，得到第一比较电压；
[0086] 需要说明的是，从图1c中可看出，电离室分多个场，即中间的C场、左边的L场和右边的R场。在实际应用过程中，本领域技术人员需根据实际拍摄需要，选择电离器所需感应的场，并根据所选择的场的反馈电压来控制曝光过程，以保证感兴趣区域的图像质量。例如，拍摄胸片时通常选择双肺所在区域作为感兴趣区域，即L场和R场；拍摄头部图像时则只需感应C场。同时，电离室也可以测量探测器上每个场所接受的X射线剂量。因此，在实际操作中，需根据当前曝光过程中探测器场的选择，读取相应通道(L、R或C)中的信号，来获取电离室生成的反馈电压，得到第一比较电压。此外，由于电离室的反馈电压较小，本领域技术人员可使用放大器调制该反馈电压，将其放大成系统可用的电压信号。此时，第一比较电压为放大后的反馈电压。
[0087] 步骤S203：当所述第一比较电压大于或等于采样电压时，获得参考电压，所述参考电压大于所述采样电压；
[0088] 可以理解的是，曝光图像的灰度与X射线的强度(即管电压)、被照物体对X射线强度的衰减(即被照物体的等效衰减厚度)以及曝光时间有关。在AEC控制系统中，通过设置参考电压来控制曝光时间。因此，为保证曝光图像质量的稳定可靠，需以实际曝光中所用的管电压和被照目标的等效衰减厚度为依据，来获取准确的参考电压。
[0089] 具体的，当第一比较电压大于或等于采样电压时，可看作以采样电压为参考电压所进行的一次曝光。这时，可获取到这次曝光过程中的实际情况，即初始管电压、被照物体的等效衰减厚度和采样电压(即这次曝光中所用的参考电压)。
[0090] 而后，可通过样本训练的方式构建数据模型，得到管电压、被照目标的等效衰减厚度、参考电压和图像灰度之间的对应关系。再将实际得到的初始管电压、被照物体的等效衰减厚度和曝光图像的目标灰度输入该数据模型，即可获得得到该目标灰度的曝光图像所需的参考电压。
[0091] 这里需要说明的是，本领域技术人员需根据实际情况，具体设定采样电压。若采样电压过小，会使得噪声对调整时机的影响过大，增大得到的参考电压的误差，使得曝光图像的质量不理想；而采样电压过大，会造成参考电压的获取时机滞后，而错过获取时机，同样会影响曝光的结果。例如，可首先根据经验得到近似的参考电压(如现有技术中根据经验预估的参考电压)，再将采样电压设置为该近似的参考电压的10％-50％。
[0092] 在本实施例的一个优选的实施方案中，所述获得参考电压包括：
[0093] 步骤S2031：获取电压模型以及所述被照目标的等效衰减厚度；
[0094] 具体可根据经验得到被照目标的等效衰减厚度(如根据表1中给出的等效衰减厚度范围设定被照目标的等效衰减厚度)。
[0095] 需要说明的是，本领域技术人员具体可通过数据采样、数据拟合和回归等步骤得到曝光过程中被照物体的等效衰减厚度、管电压、参考电压等参数和曝光图像灰度之间的关系模型，即电压模型。
[0096] 此外，其他因素(如X射线能量等)也会对曝光过程造成影响。因此，在等效衰减厚度和曝光管电压的基础上，还可综合考虑上述其他因素对具体曝光过程的影响来设定参考电压，以进一步提高参考电压设定的准确性，保证曝光图像质量的稳定。此时，所述电压模型中需相应的考虑上述各因素(如X射线能量等)对参考电压设定的影响。
[0097] 作为一个示例，所述获取电压模型包括：
[0098] 第一步，获取样本集合并构建初始模型，所述样本集合包括多组样本，每组样本包括一组等效衰减厚度、曝光管电压和参考电压；
[0099] 可以理解的是，本领域技术人员可在DR系统中进行曝光模拟来获取样本集合(即数据采样过程)。例如，通过使用不同的曝光条件照射不同厚度的PMMA模体，得到多个曝光图像来进行数据的采样。此时，每个曝光图像对应一组样本，该组样本中包括得到该曝光图像的各参数(管电压、管电流、参考电压、PMMA模体厚度和曝光时间)以及曝光图像中PMMA模体位置对应区域的平均灰度。此外，数据采样过程中使用的DR系统结构需要和实际应用中使用的DR系统结构保持一致(例如均包括滤线栅或均不包括滤线栅)，以保证后续使用该样本集合训练得到的电压模型时能够获取准确的参考电压，最终得到质量稳定可靠的曝光图像。
[0100] 还需要说明的是，PMMA模体可放置在探测器上的任意位置，但需完全覆盖住电离室的某一场(L场、R场或C场)以保证数据采集的准确。当将PMMA模体完全覆盖住C场后再进行数据采样时，样本中的平均灰度即为曝光图像中C场对应区域的平均灰度。此时，在实际操作过程中，如需使最终图像的中间区域灰度满足需求，可直接使用训练好的电压模型得到准确的参考电压；如需使最终图像的左边或右边区域灰度满足需求，根据DR系统中已知的各区域之间的函数关系，将C场对应的参考电压转换成需使用的参考电压即可，具体函数关系这里不再赘述。同理，当将PMMA模体完全覆盖住L场(或R场)后再进行数据采样时，样本中的平均灰度即为曝光图像中L场(或R场)对应区域的平均灰度。参考电压的转换类似，这里不再赘述。
[0101] 参见图3，该图为本发明实施例提供的样本集合获取方法的流程示意图。
[0102] 步骤S301：将预设管电压和预设管电流发送给所述高压发生器，以使所述高压发生器根据所述预设管电压和所述预设管电流发射X射线，开始曝光，该X射线经预设厚度的衰减物到达所述探测器；
[0103] 需要说明的是，预设管电压和预设管电流可以预设厚度的衰减物为依据根据经验进行设定。
[0104] 对于不同的DR系统来说，采样过程是相同的。由于DR系统中管电压的使用范围一般为40kV-150kV，本领域技术人员可选择50kV、55kV、65kV、75kV、85kV、95kV、110kV和130kV几个管电压采样点来进行数据采样。同时，基于已知的人身体中不同部位的等效衰减厚度范围，数据采样过程中可选择厚度为5cm、10cm、15cm和20cm的PMMA模体作为被照的衰减物。为了提高采样的效率，实际采样数量能够满足后续模型训练的精度要求即可。
[0105] 步骤S302：检测所述电离室生成的反馈电压，得到样本电压；
[0106] 步骤S303：当所述样本电压大于或等于预设参考电压时，停止曝光，并记录曝光持续的时间、所述电离室生成的反馈电压以及所述高压发生器处的管电压和管电流，分别得到一组样本中的曝光时间、参考电压、管电压和管电流，所述衰减物的厚度为该组样本中的等效衰减厚度；
[0107] 在一个例子中，反馈电压可为放大后得到的反馈电压。所述高压发生器处的管电压和管电流可分别为曝光过程中实际检测出的管电压的平均值和实际检测出的管电流的平均值。
[0108] 步骤S304：获取所述探测器生成的图像，并检测所述图像中样本区域内的平均灰度，得到该组样本中的平均灰度，所述样本区域与所述被照样本所覆盖的区域相对应；
[0109] 步骤S305：改变所述预设管电压、所述预设管电流和所述预设参考电压后，重复执行步骤S301至步骤S304，得到多组样本；
[0110] 步骤S306：改变所述衰减物的厚度后，重复执行步骤S301至步骤S305，得到所述样本集合。
[0111] 具体采样过程中，可首先将5cm厚的PMMA模体放置在高压发生器和探测器之间，再逐一应用与50kV、55kV、65kV、75kV、85kV、95kV、110kV和130kV几种管电压相对应的曝光条件开始曝光，并根据经验设置的参考电压来进行自动曝光控制。而后，逐一将10cm、15cm和20cm厚的PMMA模体放置在高压发生器和探测器之间后，再次重复上述曝光及自动曝光控制过程即可完成数据采样，得到样本集合。
[0112] 还需要说明的是，初始模型可以根据经典的基于最小二乘法多项式拟合方法来实现。然而以此方法得到的电压模型，其精度比较依赖对多项式阶次的设置，抗干扰性能一般。此外，本领域技术人员还可通过支持向量机(Support Vector Machine，SVM)的方法来构建电压模型。SVM建立在统计学习理论的VC维(Vapnik-Chervonenkis Dimension)理论和结构风险最小化原理的基础上，其优势体现在对小样本(即样本数有限时)的学习能力强，能够很好的应用在小样本数据的识别分类和拟合方法中，具有很好的推广能力。但SVM的求解过程是一个二次优化问题，计算过程比较繁琐。本领域技术人员还可使用最小二乘支持向量机(Least Squares Support Vector Machine，LS-SVM)的方法来构建电压模型。由于LS-SVM的求解过程为一个线性的KKT(Karush-Kuhn-Tucker)系统的求解过程，计算效率高。因此，为了提高模型建立即训练过程的速度与精度，本实施例中采用基于LS-SVM的训练方法来构建电压模型，初始模型为基于最小二乘支持向量机构建的数据模型。此时，数据采样过程仅需采集较少数量的样本即可完成对模型的训练，提高了模型训练的效率，并具有较高的准确性和可扩展性。
[0113] 具体的，对于一个给定的样本数据集 其中xk为样本训练时一组样本中对应的输入数据，yk为样本训练时该组样本中对应的输出数据，xk∈Rn，yk∈R。在SVM中，数据之间关系表达如公式1所示：
[0114] 公式1：
[0115] 其中，非线性映射 Rn→Rm将输入数据映射到高维特征空间(也可是无限维)，w∈Rm，偏移常量b∈R。
[0116] 此时，为了计算过程的高效，在LS-SVM中，数据的拟合问题描述为求解如下目标函数，即公式2：
[0117] 公式2： 受制于：
[0118] 其中，ek为偏差变量，γ为惩罚因子。
[0119] 再引入朗格朗日函数求解，得到公式3：
[0120] 公式3：
[0121] 其中，αk∈R为拉格朗日乘子。
[0122] 而后，根据极值存在的必要条件得到公式4：
[0123] 公式4：
[0124] 此时，消去w和e即可得到一个(N+1)×(N+1)的KKT系统，如公式5所示：
[0125] 公式5：
[0126] 其中，A、Y、α和Ω为核函数，I为单位矩阵，A＝[1,...,1]T，Y＝[y1,...,yN]T，α＝[α1,...,αN]T， 为满足默瑟(mercer)定理，这里采用径向基核函数，即
[0127] 最终得到公式6和公式7：
[0128] 公式6： 公式7：
[0129] 那么，针对公式1，LS-SVM的函数拟合模型给出如下公式，即公式8：
[0130] 公式8：
[0131] 其中，αk和b已由公式6和公式7得到。
[0132] 第二步，利用所述样本集合，训练所述初始模型；
[0133] 这里需要说明的是，样本训练时所使用的参数为γ＝10000，σ＝6000。本领域技术人员还可根据实际情况具体设定上述参数，这里不再一一列举。
[0134] 可以理解的是，本领域技术人员可根据经验得到被照目标的等效衰减厚度，例如可根据表1中给出的等效模体的厚度范围设置被照目标的等效衰减厚度。
[0135] 最后，根据训练后的初始模型，得到所述电压模型。即，根据公式8得到用于获取达到目标灰度所需要的参考电压的电压模型(公式9)：
[0136] 公式9：
[0137] 其中，yv为实际操作中所需的参考电压，xv＝[kv,t]为实际操作中用于计算参考电压的输入数据，kv为实际操作中的曝光管电压，t为实际操作中的被照目标的等效衰减厚度； 为样本集合中第k组样本，kvk为第k组样本中的曝光管电压，tk为第k组样本中的等效衰减厚度，其对应输出为 refVk为第k组样本中的参考电压， 为第k组样本中达到目标灰度所需的参考电压；为第k组样本的支持值，bv为偏移常量，均可通过样本训练得到；offset为灰度偏移，可通过计算无X射线放射时DR系统的输出图像与采样过程得到的图像中相同区域灰度平均值得到；avltarget为实际操作中最终图像中感兴趣区域的目标灰度值；avlk为第k组样本图像中与实际操作中最终图像中感兴趣区域相对应区域的平均灰度值。
[0138] 实际应用中，随着被照目标厚度的增加，通过自动曝光控制方法得到的曝光图像即使能够满足预期的目标灰度值要求，还存在曝光图像信噪比和对比度下降的问题。这就需要针对不同厚度的被照目标，设置不同的目标灰度值，以提高最终曝光图像的信噪比和对比度。对于这种情况，本领域技术人员仅需要根据所需的目标灰度值，相应的调整根据公式9所得到的参考电压即可。具体训练时，公式9中的输入保持不变，对应输出则变成样本中灰度与参考电压的响应关系，具体表示为 之后，将实际操作中用于计算参考电压的输入数据输入公式9，再将得到输出与所需达到的目标灰度相乘，即可所计算出达到该目标灰度所需的参考电压。
[0139] 此外，由于管电压的大小影响到X射线的穿透力，被照目标的等效衰减厚度与曝光时所用的管电压有关。而本领域技术人员一般根据经验从表1中所示的等效衰减厚度范围内选取一等效衰减厚度，准确度不高。因此，为了进一步提高自动曝光控制的准确性、提高最后曝光图像质量的稳定性，具体还可根据曝光过程中实际的曝光情况，准确的获取被照物体实际的等效衰减厚度。
[0140] 在本实施例的优选的实施方式中，为进一步提高自动曝光控制的准确性，本领域技术人员还可使用预先训练好的厚度模型，以实际的曝光情况为依据，准确的获取被照目标的等效衰减厚度。所述获取所述被照目标的等效衰减厚度包括：
[0141] 第一步，获取厚度模型；
[0142] 可以理解的是，在管电流不同的情况下，电离室生成的反馈电压的变化速率不同。即，曝光时间与管电流有关。而在参考电压一定的情况下，被照目标的等效衰减厚度还会对曝光时间产生影响。因此，厚度模型中需以参考电压、曝光时间和管电流为依据，来综合考虑管电压对被照目标的等效衰减厚度的影响。
[0143] 同理，本领域技术人员可通过数据采样、数据拟合和回归等步骤得到曝光过程中管电压、管电流、曝光时间和参考电压与被照目标的等效衰减厚度之间的关系模型，即厚度模型。
[0144] 其他因素(如X射线能量等)也会对曝光过程造成影响。因此，在管电压、管电流、曝光时间和参考电压的基础上，还可综合考虑上述其他因素对被照目标的等效衰减厚度的影响，以进一步提高最终参考电压设定的准确性，提高曝光图像质量的稳定性。此时，获取到的厚度模型中需相应的考虑上述各因素(如X射线能量等)对等效衰减厚度的影响。
[0145] 下面举例说明厚度模型获取的具体过程。可以理解的是，本领域技术人员还可根据实际情况，具体选择获取厚度模型的方法。
[0146] 首先，获取样本集合并构建初始模型，所述样本集合包括多组样本，每组样本包括一组等效衰减厚度、曝光管电压、曝光管电流、曝光持续时间和参考电压；
[0147] 可以理解的是，本领域技术人员可在DR系统中进行曝光模拟来获取样本集合(即数据采样过程)。
[0148] 在本实施例的一些可能的实施方案中，可采用上述示例中所述的获取样本集合的方法，具体流程如图3所示，这里不再赘述。
[0149] 同理，为了提高模型建立即训练过程的速度与精度，本实施例中采用基于LS-SVM的训练方法(即上述公式1-公式8)来构建厚度模型，初始模型为基于最小二乘支持向量机构建的数据模型。
[0150] 其次，利用所述样本集合训练所述初始模型；
[0151] 这里需要说明的是，此时，样本训练时所使用的参数为γ＝10000，σ＝10。本领域技术人员还可根据实际情况具体设定上述参数，这里不再一一列举。
[0152] 最后，根据训练后的初始模型，得到所述厚度模型。即，根据公式8得到用于获取被照目标的等效衰减厚度的厚度模型(公式10)：
[0153] 公式10：
[0154] 其中，yt为实际操作中被照目标的等效衰减厚度， 为实际操作中用于计算衰减厚度的输入数据，kv为实际操作中的曝光管电压，refV为实际操作中的采样电压，mA为实际操作中的曝光管电流，s为实际操作中的第一时间； 为
样本数据集合中第k组样本，kvk为第k组样本中的管电压，refVk为第k组样本中的参考电压，mAk为第k组样本中的管电流，sk为第k组样本中的曝光持续时间，其对应输出为 tk为第k组样本中的PMMA模体厚度； 为第k组样本的支持值，bt为偏移常量，均可通过样本训练得到。
样本数据集合中第k组样本，kvk为第k组样本中的管电压，refVk为第k组样本中的参考电压，mAk为第k组样本中的管电流，sk为第k组样本中的曝光持续时间，其对应输出为 tk为第k组样本中的PMMA模体厚度； 为第k组样本的支持值，bt为偏移常量，均可通过样本训练得到。
[0155] 还需要说明的是，由于X射线是按照e的指数形式进行衰减，在厚度模型的输入中使用 使得计算得到的数据结果分布范围更加均匀和稳定。可以理解的是，本领域技术人员还可使用其他形式的样本数据作为输入来训练初始模型，相应的，xt应与 的形式相同。
[0156] 第二步，当所述第一比较电压大于或等于所述采样电压时，记录曝光持续的时间，得到第一时间；
[0157] 第三步，将所述采样电压、所述初始管电压、所述初始管电流和所述第一时间输入所述厚度模型，得到所述等效衰减厚度；或，将所述采样电压、检测管电压、检测管电流和所述第一时间输入所述厚度模型，得到所述等效衰减厚度；
[0158] 其中，所述检测管电压为当所述第一比较电压大于或等于所述采样电压时检测得到的管电压，所述检测管电流为当所述第一比较电压大于或等于所述采样电压时检测得到的管电流。
[0159] 同理，当第一比较电压大于或等于采样电压时，可看作以采样电压为参考电压所进行的一次曝光。这时，可获取到这次曝光过程中的实际情况，即曝光所用的管电压和管电流以及曝光时间(当第一比较电压大于或等于采样电压时所用的时间)。之后，将曝光过程中的实际情况(管电压、管电流、曝光时间)输入厚度模型，即可获得本次曝光中被照物体的等效衰减厚度。
[0160] 受各种干扰因素的影响，在曝光过程中，高压发生器处实际的管电压和管电流与给定的初始管电压和初始管电流之间存在差距。因此，将检测管电压和检测管电流输入厚度模型来获取被照目标的等效衰减厚度，可提高等效衰减厚度的准确性，进一步保证图像质量的稳定。
[0161] 步骤S2032：将所述等效衰减厚度和曝光管电压输入所述电压模型，得到所述参考电压，所述曝光管电压等于所述初始管电压或检测管电压，所述检测管电压为当所述第一比较电压大于或等于所述采样电压时检测得到的管电压。
[0162] 将检测管电压输入电压模型来获取参考电压，可提高参考电压的准确性，进一步保证图像质量的稳定。
[0163] 步骤S204：继续检测所述电离室生成的反馈电压，得到第二比较电压；
[0164] 根据当前曝光过程中探测器场的选择，经相应通道中获取的电离室生成的反馈电压，得到第二比较电压。第二比较电压还可为放大后的反馈电压。
[0165] 步骤S205：当所述第二比较电压大于或等于所述参考电压时，切断所述高压发生器，停止曝光。
[0166] 可以理解的是，当第二比较电压大于或等于所述参考电压时，即说明X射线放射达到预期的剂量，最终曝光图像的灰度达到目标灰度，可停止曝光。具体的，可使用切断电路切断管电压和管电流来停止曝光。
[0167] 为了更好的对本发明实施例提供的技术方案进行说明，图4为本发明实施例提供的自动曝光控制方法场景实例流程图包括：
[0168] 这里需要说明的是，为避免出现逻辑震荡的情况，仅需设定一次参考电压。此时，可设定一参考电压调整标记，并在曝光开始时将其设为0。
[0169] 步骤S401：根据经验设定参考电压和曝光条件(管电压和管电流)，将参考电压调整标记flag设为0，并控制高压发生器根据曝光条件开始曝光。
[0170] 步骤S402：以固定周期来读取电离室生成的反馈信号，该反馈信号经放大器放大后得到比较电压。
[0171] 步骤S403：判断比较电压是否大于参考电压；若是，则停止曝光；若否，则执行步骤S404；
[0172] 步骤S404：判断比较电压是否大于或等于采样电压且参考电压调整标记flag是否为0；若均为是，则执行步骤S405，否则执行步骤S402。
[0173] 步骤S405：根据采样电压、被照目标的衰减和曝光条件等因素，更新参考电压，并将参考电压调整标记flag设置为1后，重复执行步骤S402。
[0174] 本实施例提供的自动曝光控制方法，先根据经验设定初始管电压和初始管电流，并控制高压发生器根据初始管电压和初始管电流发射X射线开始曝光。之后，检测电离室生成的反馈电压。当反馈电压大于或等于采样电压时，根据预先得到和获取的参数(如被照目标的衰减以及曝光条件等因素)，获取参考电压。继续检测电离室生成的反馈电压，并判断反馈电压与参考电压之间的大小关系。当反馈电压大于参考电压时，切断高压发生器的供电，停止曝光。这样，以实际曝光过程为依据来设置参考电压，可使得参考电压设置的更加合理，能够保证自动曝光控制的准确，得到理想灰度的曝光图像，保证曝光图像质量的稳定可靠，避免了现有技术中靠经验设定参考电压是存在的曝光不足或曝光过量的情况。
[0175] 基于上述实施例提供的自动曝光控制方法，本发明实施例还提供了一种自动曝光控制装置。
[0176] 装置实施例：
[0177] 参见图5，该图为本发明提供的自动曝光控制装置实施例的结构示意图。
[0178] 本实施例提供的自动曝光控制装置，包括：高压控制模块100、电压检测模块200、第一比较模块300、电压获取模块400和第二比较模块500；
[0179] 所述高压控制模块100，用于将初始管电压和初始管电流发送给所述高压发生器，以使所述高压发生器根据所述初始管电压和初始管电流发射X射线，开始曝光；当所述第二比较模块500的比较结果为第二比较电压大于或等于参考电压时，切断所述高压发生器，停止曝光；
[0180] 所述电压检测模块200，用于检测所述电离室生成的反馈电压，得到第一比较电压；当所述第一比较模块300的比较结果为所述第一比较电压大于或等于采样电压后，继续检测所述电离室生成的反馈电压，得到第二比较电压；
[0181] 所述第一比较模块300，用于比较所述第一比较电压与所述采样电压之间的大小关系；
[0182] 所述电压获取模块400，用于当所述第一比较模块300的比较结果为所述第一比较电压大于或等于所述采样电压时，获得所述参考电压，并将所述参考电压发送给所述高压控制模块，所述参考电压大于所述采样电压；
[0183] 可以理解的是，曝光图像的灰度与X射线的强度(即管电压)以及被照物体对X射线强度的衰减(即被照物体的等效衰减厚度)以及曝光时间有关。在AEC控制系统中，通过设置参考电压来控制曝光时间。因此，为保证曝光图像质量的稳定可靠，需以实际曝光中所用的管电压和被照目标的等效衰减厚度为依据，来获取准确的参考电压。
[0184] 具体的，当第一比较电压大于或等于采样电压时，可看作以采样电压为参考电压所进行的一次曝光。这时，可获取到这次曝光过程中的实际情况，即初始管电压、被照物体的等效衰减厚度和采样电压(即这次曝光中所用的参考电压)。
[0185] 而后，可通过样本训练的方式构建数据模型，得到管电压、被照目标的等效衰减厚度、参考电压和图像灰度之间的对应关系。再将实际得到的初始管电压、被照物体的等效衰减厚度和曝光图像的目标灰度输入该数据模型，即可获得得到该目标灰度的曝光图像所需的参考电压。
[0186] 所述第二比较模块500，用于比较所述第二比较电压与所述参考电压之间的大小关系；
[0187] 在一个例子中，所述电压获取模块400，包括：电压模型获取子模块、厚度获取子模块和电压计算子模块(均未在图中示出)；
[0188] 所述电压模型获取子模块，用于获取电压模型；
[0189] 在本实施例一些可能的实施方案中，所述电压模型获取子模块，包括：初始子模块、训练子模块和生成子模块(均未在图中示出)；
[0190] 所述初始子模块，用于获取样本集合并构建初始模型，所述样本集合包括多组样本，每组样本包括一组等效衰减厚度、曝光管电压和参考电压；
[0191] 需要说明的是，所述初始模型可以为基于最小二乘支持向量机构建的数据模型。
[0192] 作为一个示例，所述初始子模块，包括：控制子模块、检测子模块、比较子模块、处理子模块、第一循环控制子模块和第二循环控制子模块(均未在图中示出)；
[0193] 所述控制子模块，用于将预设管电压和预设管电流发送给所述高压发生器，以使所述高压发生器根据所述预设管电流和所述预设管电流发射X射线，开始曝光，该X射线经预设厚度的衰减物到达所述探测器；当所述比较子模块的比较结果为所述样本电压大于或等于预设参考电压时，停止曝光，并记录曝光持续的时间、所述电离室生成的反馈电压以及所述高压发生器处的管电压和管电流，分别得到一组样本中的曝光时间、参考电压、管电压和管电流，所述衰减物的厚度为该组样本中的等效衰减厚度；
[0194] 所述检测子模块，用于检测所述电离室生成的反馈电压，得到样本电压；
[0195] 所述比较子模块，用于比较所述样本电压与预设参考电压之间的大小关系；
[0196] 所述处理子模块，用于获取所述探测器生成的图像，并检测所述图像中样本区域内的平均灰度，得到该组样本中的平均灰度，所述样本区域与所述被照样本所覆盖的区域相对应；
[0197] 所述第一循环控制子模块，用于改变所述预设管电压、所述预设管电流和所述预设参考电压后，再次触发所述控制子模块、所述检测子模块、所述比较子模块和所述处理子模块，得到多组样本；
[0198] 所述第二循环控制子模块，用于在改变所述衰减物的厚度后，再次触发执行所述控制子模块、所述检测子模块、所述比较子模块、所述处理子模块和所述第一循环控制子模块，得到所述样本集合。
[0199] 所述训练子模块，用于利用所述样本集合训练所述初始模型；
[0200] 所述生成子模块，用于根据训练后的初始模型，得到所述电压模型。
[0201] 所述厚度获取子模块，用于获取所述被照目标的等效衰减厚度；
[0202] 具体可根据经验得到被照目标的等效衰减厚度(如根据表1中给出的等效衰减厚度范围设定被照目标的等效衰减厚度)。
[0203] 此外，由于管电压的大小影响到X射线的穿透力，被照目标的等效衰减厚度与曝光时所用的管电压有关。而本领域技术人员一般根据经验从表1中所示的等效衰减厚度范围内选取一等效衰减厚度，准确度不高。因此，为了进一步提高自动曝光控制的准确性、提高最后曝光图像质量的稳定性，具体还可根据曝光过程中实际的曝光情况，准确的获取被照物体实际的等效衰减厚度。
[0204] 为进一步提高自动曝光控制的准确性，本领域技术人员还可使用预先训练好的厚度模型，以实际的曝光情况为依据，准确的获取被照目标的等效衰减厚度。
[0205] 在本实施例一些可能的实施方案中，所述厚度获取子模块，包括：厚度模型获取子模块、时间记录子模块和厚度计算子模块(均未在图中示出)；
[0206] 所述厚度模型获取子模块，用于获取厚度模型；
[0207] 可以理解的是，在管电流不同的情况下，电离室生成的反馈电压的变化速率不同。即，曝光时间与管电流有关。而在参考电压一定的情况下，被照物体的等效衰减厚度还会对曝光时间产生影响。因此，厚度模型中需以参考电压、曝光时间和管电流为依据，来综合考虑管电压对被照目标的等效衰减厚度的影响。
[0208] 同理，本领域技术人员可通过数据采样、数据拟合和回归等步骤得到曝光过程中管电压、管电流、曝光时间和参考电压与被照目标的等效衰减厚度之间的关系模型，即厚度模型。
[0209] 所述时间记录子模块，用于当所述第一比较模块的比较结果为所述第一比较电压大于或等于所述采样电压时，记录曝光持续的时间，得到第一时间；
[0210] 所述厚度计算子模块，用于将所述采样电压、所述初始管电压、所述初始管电流和所述第一时间输入所述厚度模型，得到所述等效衰减厚度；或，所述厚度子模块，用于将所述采样电压、检测管电压、检测管电流和所述第一时间输入所述厚度模型，得到所述等效衰减厚度；
[0211] 其中，所述检测管电压为当所述第一比较电压大于或等于所述采样电压时检测得到的管电压，所述检测管电流为当所述第一比较电压大于或等于所述采样电压时检测得到的管电流。
[0212] 在一个例子中，所述厚度模型获取子模块，包括：初始子模块、训练子模块和生成子模块(均未在图中示出)；
[0213] 所述初始子模块，用于获取样本集合并构建初始模型，所述样本集合包括多组样本，每组样本包括一组等效衰减厚度、曝光管电压、曝光管电流、曝光持续时间和参考电压；
[0214] 需要说明的是，所述初始模型可以为基于最小二乘支持向量机构建的数据模型。
[0215] 作为一个示例，所述初始子模块，可包括：控制子模块、检测子模块、比较子模块、处理子模块、第一循环控制子模块和第二循环控制子模块(均未在图中示出)；
[0216] 所述控制子模块，用于将预设管电压和预设管电流发送给所述高压发生器，以使所述高压发生器根据所述预设管电流和所述预设管电流发射X射线，开始曝光，该X射线经预设厚度的衰减物到达所述探测器；当所述比较子模块的比较结果为所述样本电压大于或等于预设参考电压时，停止曝光，并记录曝光持续的时间、所述电离室生成的反馈电压以及所述高压发生器处的管电压和管电流，分别得到一组样本中的曝光时间、参考电压、管电压和管电流，所述衰减物的厚度为该组样本中的等效衰减厚度；
[0217] 所述检测子模块，用于检测所述电离室生成的反馈电压，得到样本电压；
[0218] 所述比较子模块，用于比较所述样本电压与预设参考电压之间的大小关系；
[0219] 所述处理子模块，用于获取所述探测器生成的图像，并检测所述图像中样本区域内的平均灰度，得到该组样本中的平均灰度，所述样本区域与所述被照样本所覆盖的区域相对应；
[0220] 所述第一循环控制子模块，用于改变所述预设管电压、所述预设管电流和所述预设参考电压后，再次触发所述控制子模块、所述检测子模块、所述比较子模块和所述处理子模块，得到多组样本；
[0221] 所述第二循环控制子模块，用于改变所述衰减物的厚度后，再次触发执行所述控制子模块、所述检测子模块、所述比较子模块、所述处理子模块和所述第一循环控制子模块，得到所述样本集合。
[0222] 所述训练子模块，用于利用所述样本集合训练所述初始模型；
[0223] 所述生成子模块，用于根据训练后的初始模型，得到所述厚度模型。
[0224] 所述电压计算子模块，用于将所述等效衰减厚度和曝光管电压输入所述电压模型，得到所述参考电压，所述曝光管电压为所述初始管电压或检测管电压，所述检测管电压为当所述第一比较电压大于或等于所述采样电压时检测得到的管电压。
[0225] 本实施例提供的自动曝光控制装置，根据经验设定初始管电压和初始管电流后，高压控制模块控制高压发生器根据初始管电压和初始管电流发射X射线开始曝光。之后，电压检测模块检测电离室生成的反馈电压。当第一比较模块判断反馈电压大于或等于采样电压时，电压获取模块根据预先得到和获取的参数(如被照目标的衰减以及曝光条件等因素)，获取参考电压。而后，电压检测模块继续检测电离室生成的反馈电压，第二比较模块判断反馈电压与参考电压之间的大小关系。当第二比较模块判断反馈电压大于参考电压时，高压控制模块切断高压发生器的供电，停止曝光。这样，以实际曝光过程为依据来设置参考电压，可使得参考电压设置的更加合理，能够保证自动曝光控制的准确，得到理想灰度的曝光图像，保证曝光图像质量的稳定可靠，避免了现有技术中靠经验设定参考电压是存在的曝光不足或曝光过量的情况。
[0226] 基于上述实施例提供的自动曝光控制方法和装置，本发明实施例还提供了一种自动曝光系统。
[0227] 系统实施例：
[0228] 参见图6，该图为本发明提供的自动曝光系统实施例的结构示意图。
[0229] 本实施例提供的自动曝光系统，应用于X线机；所述系统，包括：高压发生器61、探测器62、电离室63、比较器64和控制器65；
[0230] 所述控制器65，用于将初始管电压和初始管电流发送给所述高压发生器61；当第一比较结果为反馈电压大于或等于采样电压时，获得参考电压，并将所述参考电压发送给所述比较器64，所述参考电压大于所述采样电压；当第二比较结果为所述反馈电压大于或等于所述参考电压时，切断所述高压发生器61发射的X射线，停止曝光；
[0231] 可以理解的是，曝光图像的灰度与X射线的强度(即管电压)以及被照物体对X射线强度的衰减(即被照物体的等效衰减厚度)以及曝光时间有关。在AEC控制系统中，通过设置参考电压来控制曝光时间。因此，为保证曝光图像质量的稳定可靠，需以实际曝光中所用的管电压和被照目标的等效衰减厚度为依据，来获取准确的参考电压。
[0232] 具体的，当第一比较电压大于或等于采样电压时，可看作以采样电压为参考电压所进行的一次曝光。这时，可获取到这次曝光过程中的实际情况，即初始管电压、被照物体的等效衰减厚度和采样电压(即这次曝光中所用的参考电压)。
[0233] 而后，可通过样本训练的方式构建数据模型，得到管电压、被照目标的等效衰减厚度、参考电压和图像灰度之间的对应关系。再将实际得到的初始管电压、被照物体的等效衰减厚度和曝光图像的目标灰度输入该数据模型，即可获得得到该目标灰度的曝光图像所需的参考电压。
[0234] 具体可根据经验得到被照目标的等效衰减厚度(如根据表1中给出的等效衰减厚度范围设定被照目标的等效衰减厚度)。
[0235] 此外，由于管电压的大小影响到X射线的穿透力，被照目标的等效衰减厚度与曝光时所用的管电压有关。而本领域技术人员一般根据经验从表1中所示的等效衰减厚度范围内选取一等效衰减厚度，准确度不高。因此，为了进一步提高自动曝光控制的准确性、提高最后曝光图像质量的稳定性，具体还可根据曝光过程中实际的曝光情况，准确的获取被照物体实际的等效衰减厚度。
[0236] 在本实施例的优选的实施方式中，为进一步提高自动曝光控制的准确性，本领域技术人员还可使用预先训练好的厚度模型，以实际的曝光情况为依据，准确的获取被照目标的等效衰减厚度。
[0237] 可以理解的是，在管电流不同的情况下，电离室生成的反馈电压的变化速率不同。即，曝光时间与管电流有关。而在参考电压一定的情况下，被照物体的等效衰减厚度还会对曝光时间产生影响。因此，厚度模型中需以参考电压、曝光时间和管电流为依据，来综合考虑管电压对被照目标的等效衰减厚度的影响。
[0238] 同理，本领域技术人员可通过数据采样、数据拟合和回归等步骤得到曝光过程中管电压、管电流、曝光时间和参考电压与被照目标的等效衰减厚度之间的关系模型，即厚度模型。
[0239] 所述高压发生器61，用于根据所述初始管电压和所述初始管电流，发射X射线至所述探测器62，开始曝光；
[0240] 所述探测器62，用于感应到达的X射线，并根据所述到达的X射线成像；
[0241] 所述电离室63，用于根据到达所述探测器62的X射线剂量生成所述反馈电压，并将所述反馈电压发送给所述比较器64；
[0242] 所述比较器64，用于比较所述反馈电压和所述采样电压之间的大小关系，得到所述第一比较结果，并将所述第一比较结果发送给所述控制器65；以及比较所述反馈电压和所述参考电压之间的大小关系，得到所述第二比较结果，并将所述第二比较结果发送给所述控制器65；
[0243] 本实施例提供的自动曝光系统，先根据经验设定初始管电压和初始管电流，再通过控制器将初始管电压和初始管电流发送给高压发生器。使得高压发生器根据初始管电压和初始管电流发射X射线开始曝光，探测器根据到达的X射线成像。之后，电离室根据到达探测器的X射线剂量生成的反馈电压。当比较器确定反馈电压大于或等于采样电压时，触发控制器。控制器根据预先得到的参数(如被照目标的厚度以及高压发生器处的管电压和管电流等因素)，获取参考电压。而后，比较器判断反馈电压与参考电压之间的大小关系。当反馈电压大于参考电压时，触发控制器，使控制器切断高压发生器的供电，停止曝光。这样，以实际曝光过程为依据来设置参考电压，可使得参考电压设置的更加合理，能够保证曝光过程的准确，得到理想灰度的曝光图像，保证曝光图像质量的稳定可靠，避免了现有技术中靠经验设定参考电压是存在的曝光不足或曝光过量的情况。
[0244] 需要说明的是，本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。对于实施例公开的系统或装置而言，由于其与实施例公开的方法相对应，所以描述比较简单，相关之处参见方法部分说明即可。
[0245] 还需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。
[0246] 结合本文中所公开的实施例描述的方法或算法的步骤可以直接用硬件、处理器执行的软件模块，或者二者的结合来实施。软件模块可以置于随机存储器(RAM)、内存、只读存储器(ROM)、电可编程ROM、电可擦除可编程ROM、寄存器、硬盘、可移动磁盘、CD-ROM、或技术领域内所公知的任意其它形式的存储介质中。
[0247] 以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明作任何形式上的限制。虽然本发明已以较佳实施例揭露如上，然而并非用以限定本发明。任何熟悉本领域的技术人员，在不脱离本发明技术方案范围情况下，都可利用上述揭示的方法和技术内容对本发明技术方案做出许多可能的变动和修饰，或修改为等同变化的等效实施例。因此，凡是未脱离本发明技术方案的内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所做的任何简单修改、等同变化及修饰，均仍属于本发明技术方案保护的范围内。
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