專利名稱：自動(dòng)化圖象質(zhì)量控制的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及已采集的和存儲(chǔ)的圖象的質(zhì)量保證和控制，尤其是，本發(fā)明涉及用于自動(dòng)保證醫(yī)療成象系統(tǒng)的圖象質(zhì)量的方法和裝置。
在基于計(jì)算機(jī)的系統(tǒng)中圖象被數(shù)字化并以數(shù)字象素元的形式存儲(chǔ)這樣的技術(shù)中，已經(jīng)知道電子數(shù)字化成象系統(tǒng)。而且圖象可被檢索并在顯示裝置上顯示供以后使用。這類系統(tǒng)的一個(gè)例子是醫(yī)療領(lǐng)域，其中x光圖象，計(jì)算機(jī)層析x光照相術(shù)(CT)掃描圖象，磁共振成象(MRT)數(shù)據(jù)，超聲波數(shù)據(jù)等等可被數(shù)字化，并且圖象可被存儲(chǔ)并從大容量存儲(chǔ)裝置中檢索。通過(guò)將該系統(tǒng)連接一個(gè)圖形監(jiān)視器或者多個(gè)監(jiān)視器，在需要時(shí)醫(yī)務(wù)工作者可在一個(gè)這樣的監(jiān)視器上檢索圖象。
已經(jīng)有各種質(zhì)量控制用于電子數(shù)字成象系統(tǒng)。例如，在授予Shalt的美國(guó)專利No.4,939,581中，試圖通過(guò)在CRT屏幕上放置一個(gè)灰度測(cè)試模圖來(lái)測(cè)量視頻監(jiān)視器屏幕的灰度質(zhì)量，并使用光度計(jì)測(cè)量測(cè)試模圖的特性。并且應(yīng)用電子攝像機(jī)對(duì)灰度測(cè)試模圖進(jìn)行拍照，從電子攝像機(jī)的圖象產(chǎn)生一個(gè)硬拷貝底片并對(duì)該硬拷貝進(jìn)行光密度計(jì)的閱讀。然后光密度計(jì)閱讀的結(jié)果用來(lái)調(diào)節(jié)電子攝像機(jī)圖象逐個(gè)象素地進(jìn)行補(bǔ)償以達(dá)到理想的亮度而產(chǎn)生與顯象底片匹配的灰度。
Shalit的專利的系統(tǒng)僅僅是著眼于單個(gè)圖象質(zhì)量方面的控制硬拷貝的灰度精度表示為CRT圖象。此外，該系統(tǒng)不能處理使得CRT顯示器與底片匹配的情形，并且沒(méi)有著眼于原來(lái)的CRT圖象質(zhì)量的問(wèn)題。由于Shalit系統(tǒng)僅僅被設(shè)計(jì)用來(lái)匹配硬拷貝和CRT裝置，圖象質(zhì)量的客觀顯示被忽視。為了再生精確的圖象，需要一個(gè)客觀標(biāo)準(zhǔn)用于CRT匹配，并在電子成象系統(tǒng)內(nèi)所有的點(diǎn)而不僅是通過(guò)CRT顯示裝置確定下降源。Shalit系統(tǒng)的組成部件在沒(méi)有任何形式的系統(tǒng)范圍下降分析的情形下可能影響視頻監(jiān)視器整體圖象的質(zhì)量，引起x光照片與視頻監(jiān)視器整體不精確顯示的匹配。
在授予Shalt的美國(guó)專利No.5,115,229中，描述了使用CRT上的灰度測(cè)試模圖比較兩個(gè)或多個(gè)視屏的視頻圖象再生方法和系統(tǒng)。這一系統(tǒng)的目的是不論對(duì)于CRT匹配的判定目標(biāo)集合如何都要達(dá)到CRT對(duì)CRT的匹配。Shalit系統(tǒng)的一個(gè)缺點(diǎn)在于，它將一個(gè)好的CRT與一個(gè)壞的CRT顯示器匹配，使得兩個(gè)CRT顯示器都將產(chǎn)生至多為這兩個(gè)屏幕的最不好的性能的圖象。不可能使得CRT與任何客觀標(biāo)準(zhǔn)匹配，不僅調(diào)整CRT以便能從特定的CRT產(chǎn)生最好的圖象質(zhì)量，而且還把CRT操作置于可接受的最小閾值之下。此外，Shalit系統(tǒng)僅僅涉及單個(gè)圖象質(zhì)量方面CRT之間的灰度精度。因而，在技術(shù)上需要在諸如象素?cái)?shù)值，幾何的和空間的分辨率特性等多方面同時(shí)控制圖象質(zhì)量。
在由Reiker等人1992年八月發(fā)表在Journal of Digital Imaging，上的題目為“Quality Monitoring of Soft-Copy Displays for MedicalRadiography”的文章中，對(duì)醫(yī)院或者圖象中心內(nèi)的多個(gè)CRT屏幕的亮度測(cè)量被用來(lái)匯編一個(gè)亮度信息數(shù)據(jù)庫(kù)。帶有一個(gè)RS-232接口的廉價(jià)的光度計(jì)儀器使得該裝置能夠連接到整個(gè)醫(yī)院的CRT屏幕以便測(cè)量每一顯示站的亮度數(shù)值。一個(gè)用于顯示單值亮度信息的測(cè)試圖象的軟件方法和過(guò)程使得軟件程序能夠?qū)υ摍C(jī)構(gòu)內(nèi)的每一個(gè)顯示裝置產(chǎn)生亮度響應(yīng)曲線。這就提供了用于CRT顯示質(zhì)量控制的一個(gè)系統(tǒng)。作者將這一系統(tǒng)敘述為必須通過(guò)調(diào)節(jié)CRT站的亮度和對(duì)比度控制而校準(zhǔn)CRT使之符合一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)的亮度曲線。然而這一系統(tǒng)的缺陷在于，由于對(duì)整個(gè)的電子圖象系統(tǒng)缺乏圖象質(zhì)量控制，其結(jié)果會(huì)造成對(duì)整個(gè)網(wǎng)絡(luò)各個(gè)局部的CRT的誤調(diào)節(jié)。
在技術(shù)上需要對(duì)現(xiàn)有的系統(tǒng)所不能滿足的電子數(shù)字成象環(huán)境內(nèi)的圖象質(zhì)量進(jìn)行控制。該電子數(shù)字成象系統(tǒng)缺乏測(cè)試、維護(hù)和保證包括采集、傳輸、顯示和硬拷貝產(chǎn)生階段的系統(tǒng)的所有階段的圖象質(zhì)量的完整性的能力。技術(shù)上還需要測(cè)量并以用戶友好的方式，例如用系統(tǒng)性能合不合格的簡(jiǎn)單指示器向系統(tǒng)操作者報(bào)告系統(tǒng)性能。再者，技術(shù)上需要遠(yuǎn)程診斷性測(cè)試，預(yù)測(cè)和預(yù)防性服務(wù)，以及計(jì)算機(jī)輔助圖象下降及系統(tǒng)故障的故障隔離。技術(shù)上還需要通過(guò)使用系統(tǒng)組成部件的本身測(cè)試提供系統(tǒng)性能的測(cè)試而無(wú)需現(xiàn)場(chǎng)服務(wù)人員把貴重的測(cè)試和校準(zhǔn)儀器搬到現(xiàn)場(chǎng)。在閱讀并理解了以下的說(shuō)明時(shí)業(yè)內(nèi)專業(yè)人士將能夠看出本發(fā)明可解決這些問(wèn)題和其它問(wèn)題。
本發(fā)明是用于自動(dòng)檢測(cè)電子數(shù)字成象系統(tǒng)的功能部件的一個(gè)系統(tǒng)、裝置和方法。系統(tǒng)包括圖象采集、存儲(chǔ)、顯示，通信和打印裝置。本發(fā)明依靠閉環(huán)計(jì)算機(jī)分析以便通過(guò)自動(dòng)測(cè)量從分析包含在特定的基準(zhǔn)圖象中的特征的已知集合所推導(dǎo)出的一個(gè)圖象質(zhì)量度量集合來(lái)檢測(cè)系統(tǒng)部件。該度量與從被測(cè)系統(tǒng)組件的預(yù)期性能的先驗(yàn)信息所獲得的數(shù)值進(jìn)行比較。例如，閉環(huán)分析通過(guò)使用采集組件測(cè)量其輸入為參照?qǐng)D象的打印組件的輸出而測(cè)量系統(tǒng)的打印組件的質(zhì)量，然后測(cè)試從采得的樣本圖象所獲得的統(tǒng)計(jì)度量以確定系統(tǒng)下降源。
圖象質(zhì)量度量稱為一個(gè)度量集合，它包含了有關(guān)圖象質(zhì)量下降的主要方式的檢測(cè)的綜合集合象素?cái)?shù)值完整性，象素位置完整性(幾何變形)和空間分辨率。度量集合是供自動(dòng)執(zhí)行大量的圖象質(zhì)量測(cè)量和將所得的檢測(cè)數(shù)據(jù)化簡(jiǎn)為可以管理的結(jié)果，使得可向系統(tǒng)操作者給出簡(jiǎn)單的行不行的結(jié)果。此外，度量集合可用于根據(jù)分析數(shù)據(jù)為現(xiàn)場(chǎng)服務(wù)人員指示和確定系統(tǒng)故障地點(diǎn)。
附圖中，相同的標(biāo)號(hào)在所有各視圖中表示相同的組件，

圖1是一般的電子成象系統(tǒng)組件的框圖；圖2是用于醫(yī)療設(shè)備的電子成象系統(tǒng)的特殊裝置的框圖；圖3是本發(fā)明用于電子成象系統(tǒng)的圖象質(zhì)量度量計(jì)算的處理流程圖；圖4A和4B是本發(fā)明用于電子成象系統(tǒng)的自動(dòng)化圖象質(zhì)量控制系統(tǒng)的框圖；圖5是用來(lái)測(cè)試電子成象系統(tǒng)幾何精度的基準(zhǔn)圖象的一例；圖6是用于測(cè)試灰度的基準(zhǔn)圖象的梯級(jí)楔圖模的一例；圖7是說(shuō)明LUT的本發(fā)明的較佳實(shí)施例的自動(dòng)化圖象質(zhì)量控制軟件組件的一部分的框圖；圖8是對(duì)于LumisysLS150型的典型的密度響應(yīng)曲線的圖示；圖9是對(duì)于LUT A的校準(zhǔn)數(shù)值的圖示；圖10是對(duì)于LUT B的校準(zhǔn)數(shù)值的圖示；圖11是對(duì)于LUT C的校準(zhǔn)數(shù)值的圖示；
圖12是本發(fā)明的較佳實(shí)施例的自動(dòng)化圖象質(zhì)量控制軟件組件的框圖；圖13是本發(fā)明的較佳實(shí)施例的自動(dòng)化圖象質(zhì)量控制處理過(guò)程的狀態(tài)圖示；圖14A是表示用于本發(fā)明的較佳實(shí)施例的自動(dòng)化圖象質(zhì)量控制處理的圖13的每一過(guò)程的度量計(jì)算和消息報(bào)告的流程圖；圖14B是一個(gè)流程圖，表示圖14A的測(cè)試，記錄，和狀態(tài)更新(TLSU)報(bào)告過(guò)程；圖14C是一個(gè)流程圖，表示圖14A的結(jié)果，通報(bào)消息和下一狀態(tài)處理(RMNS)過(guò)程；圖15是用于圖13的底片數(shù)字化器校準(zhǔn)過(guò)程的流程圖；圖16A和16B是用于圖13的底片數(shù)字化器密度測(cè)試過(guò)程的流程圖；圖17A和17B是用于圖13的底片數(shù)字化器幾何測(cè)試過(guò)程的流程圖；圖18A和18B是用于圖13的激光成象器校準(zhǔn)過(guò)程的流程圖；圖19A和19B是用于圖13的激光成象器密度測(cè)試過(guò)程的流程圖；圖20A和20B是用于圖13的激光成象器幾何測(cè)試過(guò)程的流程圖；圖21是用于圖13的圖象存儲(chǔ)和通信測(cè)試過(guò)程的流程圖；圖22是用于本發(fā)明的較佳實(shí)施例的圖象查看站的自動(dòng)化圖象質(zhì)量控制處理過(guò)程的狀態(tài)圖；圖23是用于圖22的CRT校準(zhǔn)過(guò)程的流程圖；圖24是用于圖22的CRT測(cè)試過(guò)程的流程圖；以及圖25是用于圖22的CRT監(jiān)視器匹配過(guò)程的流程圖。
在以下較佳實(shí)施例的詳細(xì)說(shuō)明中，參照構(gòu)成其一部分的附圖，并在附圖中通過(guò)圖示法示出可實(shí)施本發(fā)明的特定較佳實(shí)施例。對(duì)這些實(shí)施例進(jìn)行了足夠詳細(xì)的描述以使得業(yè)內(nèi)專業(yè)人士能夠?qū)嵤┍景l(fā)明，并應(yīng)當(dāng)理解，也可應(yīng)用其它實(shí)施例并且在不背離本發(fā)明的精神和范圍之下可作出結(jié)構(gòu)，邏輯和電路上的變化。因而以下的詳細(xì)說(shuō)明并不是在一個(gè)局限的意義上所進(jìn)行的，而本發(fā)明的范圍僅由所附權(quán)利要求定義。
系統(tǒng)概述圖1表示一個(gè)基本的電子數(shù)字成象系統(tǒng)。這一系統(tǒng)由數(shù)個(gè)屬于一般類型的基本組件組成。圖1中所示的圖象采集裝置10包括諸如底片數(shù)字化器，掃描器和其它所選擇的模態(tài)。圖象采集裝置10可以是若干個(gè)醫(yī)用掃描模態(tài)，諸如超聲波，MRT，CT，數(shù)字射線照相術(shù)，和數(shù)字化傳統(tǒng)的x光底片。圖象顯示裝置20可以是某些類型的CRT裝置，諸如高分辨率計(jì)算機(jī)彩色或者黑白監(jiān)視器。圖象存儲(chǔ)裝置30通常是海量存儲(chǔ)器諸如盤(pán)存儲(chǔ)器。圖1的圖象硬拷貝裝置40一般為激光打印機(jī)用于圖象的紙拷貝，筆繪圖機(jī)，印刷圖版輸出，或者在底片上激光成象。
圖1的一般性的電子成象系統(tǒng)的組件可用于需要圖象采集，存儲(chǔ)和檢索的各種產(chǎn)業(yè)部門(mén)。例如，在出版業(yè)中，采集裝置10可以是文件掃描器。出版業(yè)中的硬拷貝裝置40可能是激光打印機(jī)或甚至可能是送到用于膠印機(jī)等的印刷圖版的輸出。用于出版業(yè)的顯示裝置20可以用在貯存和生產(chǎn)過(guò)程中。
本發(fā)明的較佳實(shí)施例包括用于在圖1所示的電子成象環(huán)境內(nèi)控制圖象質(zhì)量的軟件方法。本發(fā)明使用了從若干被采樣圖象自動(dòng)計(jì)算出的客觀圖象質(zhì)量度量的一個(gè)集合。這一質(zhì)量控制系統(tǒng)提供了在整個(gè)電子成象系統(tǒng)的圖象質(zhì)量一致而徹底的測(cè)量，包括采集、傳輸、顯示和硬拷貝產(chǎn)生各階段。而且，本發(fā)明的較佳實(shí)施例說(shuō)明了遠(yuǎn)距離診斷檢查、預(yù)測(cè)/預(yù)防維護(hù)和計(jì)算機(jī)輔助故障隔離的方法。
作為例子之用(但不是限制)，本發(fā)明的較佳實(shí)施例結(jié)合醫(yī)療成象和圖象歸檔系統(tǒng)描述，其中四個(gè)組件的每一個(gè)都是大網(wǎng)絡(luò)的典型部分，在大網(wǎng)絡(luò)中四個(gè)組件的每一個(gè)被重復(fù)多次并由互連網(wǎng)絡(luò)50互相連接。換言之，有多個(gè)圖象采集裝置10，并且圖象可被存儲(chǔ)在多個(gè)圖象存儲(chǔ)裝置設(shè)置點(diǎn)30。若干個(gè)圖象顯示裝置可用在諸如特別護(hù)理部門(mén)(ICU)，心臟病護(hù)理部門(mén)(CCU)，急診室(ER)這樣的場(chǎng)所，用在實(shí)驗(yàn)室和醫(yī)生辦公室。圖象一般存儲(chǔ)在圖象存儲(chǔ)裝置30的中心位置，并可在醫(yī)院或者診所內(nèi)的若干個(gè)地點(diǎn)通過(guò)使用圖象硬拷貝裝置40進(jìn)行打印以便復(fù)制出x光照片，激光打印，底片等等。業(yè)內(nèi)專業(yè)人士能夠看出，本發(fā)明并不限于醫(yī)院成象系統(tǒng)，而是事實(shí)上可用于所有類型的電子成象系統(tǒng)。
圖2是說(shuō)明醫(yī)療環(huán)境中所使用的本發(fā)明的一個(gè)較佳實(shí)施例的框圖。圖2的系統(tǒng)是本發(fā)明者所知道的由明尼蘇達(dá)州圣保羅市的明尼蘇達(dá)礦業(yè)與制造公司所制造的PACS(Picture Archiving and Communications圖象歸檔與通信)電子數(shù)字成象系統(tǒng)。這一例子示出其中ICU，CCU和ER區(qū)域裝有用于顯示醫(yī)用圖象的圖象查看站的一個(gè)電子成象系統(tǒng)。圖象查看臺(tái)由互連網(wǎng)絡(luò)連接到圖象存儲(chǔ)裝置，圖象硬拷貝裝置和圖象采集裝置。
互連網(wǎng)絡(luò)50可以是各種使用諸如以太網(wǎng)，F(xiàn)DDI，ATM，令牌環(huán)等等的局域網(wǎng)或者廣域網(wǎng)。如圖2中所示，帶有網(wǎng)絡(luò)的本地管理的圖象服務(wù)器系統(tǒng)是圖1的圖象存儲(chǔ)裝置30的一部分。這將包括本地控制CPU和用于存儲(chǔ)圖象和與圖象有關(guān)的數(shù)據(jù)的大型磁盤(pán)存儲(chǔ)子系統(tǒng)201(可以采取網(wǎng)絡(luò)文件服務(wù)器的形式)。本地監(jiān)視器202可以配備本地打印機(jī)203和本地磁盤(pán)子系統(tǒng)204。圖象存儲(chǔ)裝置30的控制CPU 201也可通過(guò)調(diào)制解調(diào)器206借助遠(yuǎn)程連接205而連接到其它的地方以便獲得和傳輸另外的圖象及其相關(guān)的數(shù)據(jù)。
通過(guò)圖示(但不是進(jìn)行限制)，圖象硬拷貝裝置40可以是在本地連接到圖象存儲(chǔ)裝置30的控制CPU 201的激光成象器207。激光成象器207也可以通過(guò)互連網(wǎng)絡(luò)50連接成網(wǎng)絡(luò)上的遠(yuǎn)程結(jié)點(diǎn)。可從圖象硬拷貝裝置40獲得各種輸出，但是在本發(fā)明的較佳實(shí)施例中，獲得底片硬拷貝208則是為了復(fù)制醫(yī)用圖象。
圖象采集裝置10也可作為網(wǎng)絡(luò)上的一個(gè)結(jié)點(diǎn)通過(guò)控制CPU 209連接。例如，數(shù)字化器210接收原始x光底片211向系統(tǒng)輸入。原始的x光底片211由數(shù)字化器210數(shù)字化并就地存儲(chǔ)在控制CPU 209。然后所采集的圖象通過(guò)互連網(wǎng)絡(luò)50傳輸?shù)綀D象存儲(chǔ)裝置30，在那里圖象在控制CPU 201的控制下存儲(chǔ)到磁盤(pán)子系統(tǒng)204。
存儲(chǔ)在磁盤(pán)子系統(tǒng)204上的所有圖象數(shù)據(jù)可以通過(guò)互連網(wǎng)絡(luò)50在各種圖象顯示裝置20上使用。如圖2的示例說(shuō)明，這些配置可以是ICU，CCU，或者ER。每一個(gè)這些配置具有通過(guò)本地控制CPU 213a-c連接到互連網(wǎng)絡(luò)50的各自的圖象查看站212a-c。圖象查看站可由單屏幕或者雙屏幕顯示裝置組成。雙屏幕顯示裝置可以是用于并排顯示兩個(gè)圖象的雙寬度的CRT或者它可以由用于比較圖象的兩個(gè)并排放置的物理CRT組成。
在互連網(wǎng)絡(luò)50上還存在有由附在互連網(wǎng)絡(luò)50上的本地計(jì)算機(jī)組成的病人普查信息站214。
圖象采集，存儲(chǔ)和顯示的典型操作例如，醫(yī)院環(huán)境中的圖2的電子成象系統(tǒng)可用于護(hù)理病人的ICU中。一般而言，便攜式x光照相對(duì)ICU中的病人拍攝并必須進(jìn)行處理以確定正確的管道和電極的部位，存在氣胸等事情。電子成象系統(tǒng)通過(guò)制成以ICU中電子的形式易于使用的圖象并防止底片損失而支持了工作流，否則如果底片在放射科處理之后返回ICU這種損失將可能發(fā)生。
在運(yùn)作中，首先攝制x-光圖象并將底片盒送往放射科進(jìn)行底片處理。放射科可能離ICU有相當(dāng)?shù)木嚯x。曝光的底片盒通過(guò)數(shù)字化器210被處理并立即被傳送到成象系統(tǒng)，在該成象系統(tǒng)它被存儲(chǔ)在中心圖象存儲(chǔ)裝置30用于在ICU的圖象查看站212a觀看。這一系統(tǒng)有效運(yùn)作的關(guān)鍵是這一周轉(zhuǎn)過(guò)程能夠多么快地發(fā)生。
本系統(tǒng)的另一特點(diǎn)是互連網(wǎng)絡(luò)50的有效的高帶寬容量。由于高分辨率的醫(yī)用圖象一般可能占據(jù)4到20兆字節(jié)，故網(wǎng)絡(luò)50上的傳輸速率必須具有向多個(gè)位置以近似同時(shí)方式傳遞多個(gè)圖象的容量。使得如圖2所示的類型的醫(yī)用成象系統(tǒng)成象的目標(biāo)是在圖象請(qǐng)求之后大約兩秒鐘的時(shí)間周期內(nèi)傳遞一幅圖象。
自動(dòng)化圖象質(zhì)量控制觀察用于本發(fā)明較佳實(shí)施例的電子成象系統(tǒng)的自動(dòng)化圖象質(zhì)量控制系統(tǒng)通過(guò)匯編一組統(tǒng)計(jì)度量(測(cè)度)自動(dòng)地確定電子成象系統(tǒng)的功能組件的性能。統(tǒng)計(jì)量是使用從具有若干專有特征的參照對(duì)象所采集的圖像素的象素值和坐標(biāo)值計(jì)算的。性能測(cè)試由每一度量對(duì)一個(gè)或者多個(gè)閾值的比較組成。這些閾值通過(guò)事先考查或從對(duì)已知相同類型的良好的組件所計(jì)算的度量推導(dǎo)而確定。如果這些度量表明特定功能組件的性能低于可接受的最小閾值，或者在可接受的數(shù)值范圍之外，則向系統(tǒng)操作者報(bào)告一個(gè)簡(jiǎn)單的故障結(jié)果。這一點(diǎn)是如何實(shí)現(xiàn)的具體細(xì)節(jié)最好由實(shí)際例子來(lái)說(shuō)明。
度量的選擇基于使用確定的特征來(lái)識(shí)別圖象質(zhì)量下降(以下將更詳細(xì)說(shuō)明)所有可能的方式，這些特征在發(fā)生下降時(shí)在其象素值或坐標(biāo)中顯示出顯著的位升變化。定位和抽取對(duì)于給定的度量所需的特征象素的處理則使用已建立起來(lái)的圖象處理技術(shù)進(jìn)行。圖象處理應(yīng)用流行的圖象處理庫(kù)函數(shù)和用于計(jì)算具體統(tǒng)計(jì)量的定制軟件結(jié)合進(jìn)行。
圖象下降源本發(fā)明的較佳實(shí)施例關(guān)心在圖象被圖2所示的電子成象系統(tǒng)處理時(shí)若干可被引入到所觀察、存儲(chǔ)或者打印的數(shù)字化圖象可能的決定性象差。這些象差可能是由于任何功能系統(tǒng)組件的電子的、機(jī)電的或者光學(xué)上的故障所致。這些故障一般表現(xiàn)為三個(gè)圖象質(zhì)量范疇的一個(gè)或者多個(gè)的下降象素值整體性，幾何精度和空間分辨率。
例如，在圖象采集裝置10的圖象采集過(guò)程期間，最常見(jiàn)的問(wèn)題來(lái)源是光通路內(nèi)的污染物。由于多數(shù)底片數(shù)字化器使用掃描激光器或者行掃描CCD作為顯象測(cè)密裝置，鏡片內(nèi)的污染物將導(dǎo)致在一個(gè)或多個(gè)固定位置的密度誤差而產(chǎn)生交叉掃描方向的“條紋”。雖然條紋的來(lái)源可能也包含底片處理器內(nèi)部的污染物，相同的“條紋”問(wèn)題因?yàn)橛部截愌b置打印裝置40而引起。
象素值失真的其它形式包括電子學(xué)校準(zhǔn)的漂移，圖象傳感器的老化(諸如在底片數(shù)字化器210中的光電倍增管)，任何串行通信和聯(lián)網(wǎng)通路中的隨機(jī)誤差以及位并行數(shù)據(jù)通路中的“滯留”位故障。后者可能出現(xiàn)在任何圖象存儲(chǔ)器或者主機(jī)總線諸如SCSI或其它定制的位并行數(shù)據(jù)通路中。隨機(jī)位誤差可能出現(xiàn)在諸如以太網(wǎng)或者光纖的高速位串行鏈路中。一般而言，導(dǎo)致圖象質(zhì)量下降的隨機(jī)位誤差利用本發(fā)明的較佳實(shí)施例是不能檢測(cè)的，因?yàn)樗鶓?yīng)用的是基于基準(zhǔn)的技術(shù)。然而如果這些誤差的統(tǒng)計(jì)概率高到足以保證隨機(jī)位誤差在任何操作步驟期間出現(xiàn)，則隨機(jī)誤差可作為偽確定性源對(duì)待，并利用本度量方法檢測(cè)。
圖象的幾何失真源常常是機(jī)電性的。這些失真源包括由于連接、磨損、皮帶打滑、輥軸污染和變形等等所引起的具有非線性速度特性的掃描和底片傳動(dòng)機(jī)構(gòu)。而且CRT顯示器由于電子器件老化和組件的失效的結(jié)果特別易于造成非線性掃描。正如以下更為充分說(shuō)明的，本發(fā)明的較佳實(shí)施例不準(zhǔn)備檢測(cè)顯示裝置的幾何變形。
圖象中空間分辨率的損失可能是下降的最難捉摸和潛在的不利形式。在醫(yī)院的環(huán)境中，醫(yī)學(xué)上重要的特征可能被弄得模糊不清而引起誤診?？臻g分辨率的損失可能是由于所有以上故障的結(jié)果。檢測(cè)空間分辨率損失的困難是由于下降在給定的圖象中的表現(xiàn)并不明顯。本發(fā)明提供了對(duì)于分辨率損失非常敏感的特殊的測(cè)試以便防止系統(tǒng)在日常使用期間由于未經(jīng)檢測(cè)所造成的損失。
表1概括了作為保證對(duì)電子圖象處理系統(tǒng)中已知的下降源完全檢測(cè)所必須識(shí)別的度量。還列出了用來(lái)檢測(cè)下降源的特征(以下將全面說(shuō)明)和用來(lái)量化圖象中具體特征的質(zhì)量的統(tǒng)計(jì)量。
表1 圖象質(zhì)量度量概覽，特征和統(tǒng)計(jì)量化項(xiàng)目度量名稱可用的組件 被檢驗(yàn)的特征統(tǒng)計(jì)度量絕對(duì)象素值精度 FD，CR，LI 灰度梯級(jí)楔 均值，絕對(duì)誤差標(biāo)準(zhǔn)偏差采集/顯示響應(yīng)線性 FD，CR，LI，CRT 灰度梯級(jí)楔 線性最佳配合誤差對(duì)比分辨率 FD，CR，LI，CRT 灰度梯極楔 標(biāo)準(zhǔn)偏差對(duì)均值的比率內(nèi)掃描MIF FD，CR，LI 垂直線條圖模直方圖最小/最大橫向掃描MIF FD，CR，LI 水平線條圖模直方圖最小/最大角度的MIF FD，CR，LI 對(duì)角線條圖模直方圖最小/最大內(nèi)掃描速度一致性FD，CR，LI 水平線條圖模行程均值，標(biāo)準(zhǔn)偏差橫向掃描位置抖動(dòng)FD，CR，LI 垂直線條圖模行程均值，標(biāo)準(zhǔn)偏差激光束晃動(dòng) FD，CR，LI 直線水平邊緣線性最佳配合誤差掃描開(kāi)始一致性 FD，CR，LI 直線垂直邊緣線性最佳配合誤差掃描結(jié)束一致性 FD，CR，LI 直線垂直邊緣線性最佳配合誤差絕對(duì)象素尺寸FD，CR，LI 垂直和水平線條圖模行程絕對(duì)誤差象素長(zhǎng)寬比 FD，CR，LI 垂直和水平線條圖模行程相對(duì)誤差大面積一致性FD，CR，LI 灰度梯級(jí)楔 最大標(biāo)準(zhǔn)和峰值偏差周邊一致性 FD，CR，LI 固定密度邊界區(qū)域 對(duì)均值偏差的峰值偏差眩光效應(yīng) FD，CR，LI 高對(duì)比度固體箱 對(duì)密度直方圖的歸一化眩光區(qū)域條紋檢測(cè) FD，CR，LI 灰度梯級(jí)楔 條紋計(jì)數(shù)，寬度，y-范圍，極性離散異常 FD，CR，LI 灰度梯級(jí)楔 離散異常總計(jì)數(shù)符號(hào)說(shuō)明FD＝底片數(shù)字化器CR＝計(jì)算機(jī)X光照相LI＝激光成象器(硬拷貝)CRT＝CRT顯示器圖象質(zhì)量度量計(jì)算處理流程圖3是用于本發(fā)明的較佳實(shí)施例的圖象質(zhì)量度量計(jì)算的處理流程圖。被選擇用來(lái)確定和計(jì)算表1中所示的統(tǒng)計(jì)度量的基準(zhǔn)特征首先在301定義。這些基準(zhǔn)特征對(duì)應(yīng)于表1中的被檢測(cè)的特征?；鶞?zhǔn)圖象303是使用以下更為充分說(shuō)明的各種技術(shù)302構(gòu)成的，諸如印刷電路板在線圖生產(chǎn)工具和格波爾(Gerber)科學(xué)繪圖機(jī)。然后如果基準(zhǔn)對(duì)象是一底片則使用所選擇的制造技術(shù)(例如底片制造技術(shù)304)，用基準(zhǔn)圖象或者圖象303產(chǎn)生作為基準(zhǔn)對(duì)象305的仿真模型或者靶。然后在306基準(zhǔn)對(duì)象305應(yīng)用到被檢測(cè)的系統(tǒng)。基準(zhǔn)對(duì)象的采集可通過(guò)用于3D模態(tài)的CT，MRI或者超聲波，或者通過(guò)使用對(duì)底片的掃描或數(shù)字化技術(shù)掃描到電子成象系統(tǒng)中。這樣，輸入模態(tài)從基準(zhǔn)對(duì)象305產(chǎn)生一個(gè)樣本圖象307。然后在樣本圖象307上進(jìn)行圖象處理308以便在已知的感興趣區(qū)域確定并抽取特征。結(jié)果是表示所選的將用于測(cè)量系統(tǒng)性能的被采樣特征象素309的一個(gè)群集。度量計(jì)算310在這些被選擇的特征上進(jìn)行以產(chǎn)生表示系統(tǒng)性能的特征統(tǒng)計(jì)量的一個(gè)集合311。然后這些計(jì)算結(jié)果存儲(chǔ)在結(jié)果文件312之中。
如果系統(tǒng)的所有組件工作于其正?；蛘叻逯敌阅?，則基準(zhǔn)對(duì)象305也用于產(chǎn)生有關(guān)系統(tǒng)預(yù)期性能的數(shù)據(jù)。已知的良好系統(tǒng)組件313的數(shù)據(jù)集合通常在系統(tǒng)第一次組裝的工廠產(chǎn)生。從對(duì)于已知良好系統(tǒng)組件313的數(shù)據(jù)集合的系統(tǒng)性能，閾值和測(cè)量是關(guān)于數(shù)據(jù)進(jìn)行的，并且閾值和參數(shù)文件是基于對(duì)可接受的系統(tǒng)工作所選擇的最低性能數(shù)值而產(chǎn)生的。任何低于這些數(shù)值的系統(tǒng)性能均被認(rèn)為是系統(tǒng)故障。每當(dāng)自動(dòng)化圖象質(zhì)量控制系統(tǒng)執(zhí)行時(shí)則進(jìn)行度量比較315，以便對(duì)閾值和參數(shù)文件與特征統(tǒng)計(jì)量文件進(jìn)行比較以指出整個(gè)系統(tǒng)性能并指出任何故障。度量比較的結(jié)果也存儲(chǔ)在結(jié)果文件312。
基于各個(gè)統(tǒng)計(jì)結(jié)果與預(yù)定的良好或者可用性能極限的比較，向系統(tǒng)操作者提供每一組件的簡(jiǎn)單的行/不行的結(jié)果。結(jié)果文件312也可由現(xiàn)場(chǎng)技術(shù)人員使用以確定和識(shí)別需要維護(hù)的系統(tǒng)組件。
自動(dòng)化圖象質(zhì)量控制處理流程圖4A和圖4B說(shuō)明了工作于電子成象系統(tǒng)的自動(dòng)化圖象質(zhì)量控制系統(tǒng)。由圖4A的左上角開(kāi)始，定義了兩種類型的基準(zhǔn)圖象。數(shù)字基準(zhǔn)圖象定義401是為了測(cè)試系統(tǒng)內(nèi)部的調(diào)制傳遞函數(shù)(MTF)和幾何特征而定義的。數(shù)字基準(zhǔn)圖象定義401的目的是為了測(cè)試該電子成象系統(tǒng)中的幾何精度和空間分辨率特性并對(duì)應(yīng)于表1的測(cè)試項(xiàng)目4-17。數(shù)字基準(zhǔn)圖象定義402是為了測(cè)試和測(cè)量灰度特性并對(duì)應(yīng)于表1的測(cè)試項(xiàng)目1-3。
用于測(cè)量調(diào)制傳遞函數(shù)(MTF)或者幾何結(jié)構(gòu)的圖象定義是作為以定義文件401形式表示的數(shù)字基準(zhǔn)圖象的英寸方式的幾何結(jié)構(gòu)的數(shù)據(jù)集合而開(kāi)始的。用于幾何結(jié)構(gòu)基準(zhǔn)圖象的定義文件401規(guī)定了對(duì)于圖5所示的結(jié)構(gòu)的定界矩形的英寸方式的位置。這些結(jié)構(gòu)可以是矩形501，水平線502，垂直線503，對(duì)角線504，水平分辨率試樣505，垂直分辨率試樣506，對(duì)角分辨率試樣507，水平單頻率條509，垂直單頻率條510等。定義文件401一般將包含一個(gè)矩形的左上和右下角位置。對(duì)于一條直線，定義文件一般將包含端點(diǎn)位置及其象素寬度。在對(duì)角線的情形下，定義文件401一般將包含左上角和右下角端點(diǎn)的位置。試樣505，506和507通過(guò)對(duì)于每一試樣定義左上角和右下角的位置而確定。所有這些位置數(shù)值均為基于絕對(duì)角位置的英寸坐標(biāo)或者相對(duì)于位于基準(zhǔn)圖象內(nèi)某處(通常為中心)的定位靶508被測(cè)量。定義文件401可使用工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)圖形工具生成以便產(chǎn)生PostScript(AdobeSystems)圖形定義文件形式的定義，格波爾繪圖機(jī)輸出和其它繪圖程序，給出某些例子但是不作為限制。
用于幾何基準(zhǔn)的定義文件401加載到圖4A和4B的圖象服務(wù)器413。定義文件401是作為表示預(yù)期的圖象的規(guī)范的二值象素的二進(jìn)制圖象存儲(chǔ)的。定義文件401中的結(jié)構(gòu)的位置被轉(zhuǎn)換為X-Y數(shù)字坐標(biāo)用于表示基于掃描分辨率和對(duì)于這一預(yù)期的圖象所選的尺寸的確切象素位置。從文件401所生成并存儲(chǔ)在圖象服務(wù)器413中的這一預(yù)期的基準(zhǔn)圖象以后可用于測(cè)試用以在幾何結(jié)構(gòu)上區(qū)分二值象素的精度以及表1中所示的其它特性。然后由定義文件401和402所表示的預(yù)期圖象可在圖象觀察站413被檢索和查看以便測(cè)試系統(tǒng)的組件(如同以下更為充分的說(shuō)明)。由定義文件401和402所表示的預(yù)期圖象也可用激光成象器417檢索和打印以便分別產(chǎn)生打印機(jī)樣本文件420和421，從而測(cè)試系統(tǒng)的組件(如同以下更為充分的說(shuō)明)。
使用一個(gè)黑白垂直條系列505，電子成象系統(tǒng)的垂直分辨率性能可被測(cè)量并與統(tǒng)計(jì)閾值比較以便判定確切的位置，寬度，間距和行距。而且，為了測(cè)量系統(tǒng)內(nèi)象素的大小，可使用模圖501，該模圖是作為定義文件401中所定義的數(shù)字化基準(zhǔn)圖象中標(biāo)準(zhǔn)正方形。于是如果靶500具有標(biāo)準(zhǔn)的1英寸乘1英寸的正方形501，則電子成象系統(tǒng)將被測(cè)試其復(fù)制精確圖象的能力。對(duì)于這種分辨率測(cè)量，定義文件401中所定義的數(shù)字基準(zhǔn)圖象不包含有關(guān)圖象的絕對(duì)密度的信息。應(yīng)用這些預(yù)期定義的系統(tǒng)性能的度量分析以下要更為充分地說(shuō)明。
用于測(cè)量灰度系統(tǒng)響應(yīng)的圖象也是以定義文件402的形式作為描述梯級(jí)楔基準(zhǔn)圖象特定灰度密度和位置的數(shù)據(jù)集合開(kāi)始。用于灰度基準(zhǔn)圖象的定義文件402規(guī)定了英寸方式的梯級(jí)位置和對(duì)于每一梯級(jí)的光學(xué)密度的12位的象素絕對(duì)值。梯級(jí)楔基準(zhǔn)圖象的示意圖示于圖6之中。這一定義文件402也加載到圖象服務(wù)器413供以后作為預(yù)期圖象的規(guī)范使用。定義文件402也能夠以類似于上面用來(lái)產(chǎn)生定義文件401的方式產(chǎn)生。
在由定義文件402所定義的數(shù)字基準(zhǔn)圖象測(cè)試的灰度域中，幾何結(jié)構(gòu)不如實(shí)際的光學(xué)密度那樣重要。由于制造同時(shí)測(cè)試灰度密度和幾何分辨率(調(diào)制傳遞函數(shù)或者幾何結(jié)構(gòu))物理測(cè)試靶非常困難，故分別需要兩個(gè)基準(zhǔn)定義文件401和402以及兩個(gè)相應(yīng)的基準(zhǔn)靶500和600。在使用數(shù)字基準(zhǔn)定義文件402檢測(cè)有關(guān)灰度的系統(tǒng)性能時(shí)，必須對(duì)物理靶標(biāo)中的寬范圍的光學(xué)密度和低電平的噪聲進(jìn)行測(cè)量，故原始的物理基準(zhǔn)600必須有非常高的質(zhì)量以便測(cè)試大部分醫(yī)用x-光底片所需的光學(xué)密度。特定的醫(yī)用x-光底片具有達(dá)到3.7的光學(xué)密度，這是非常非常密而又黑的底片。于是為了能夠復(fù)制這種大動(dòng)態(tài)范圍的光學(xué)密度，諸如底片數(shù)字化器等采集裝置必須能夠復(fù)制一張x-光底片上的密度等級(jí)。為了能夠以灰度象素格式表示原始的醫(yī)用x-光圖象，使用了12位的象素以便充分地表示原始光學(xué)密度的動(dòng)態(tài)范圍。
物理基準(zhǔn)底片為了保證圖象輸入保存和顯示的質(zhì)量，并為了測(cè)試系統(tǒng)組件的性能，本發(fā)明的較佳實(shí)施例的質(zhì)量控制系統(tǒng)對(duì)處理中的“實(shí)際的”或者物理的基準(zhǔn)靶或底片中有關(guān)未測(cè)試的系統(tǒng)響應(yīng)的數(shù)據(jù)與使用相同基準(zhǔn)的已知系統(tǒng)的數(shù)據(jù)進(jìn)行比較。為了實(shí)現(xiàn)這一點(diǎn)，物理基準(zhǔn)底片404從作為預(yù)期圖象定義加載到圖象服務(wù)器413上的同一定義文件401產(chǎn)生。物理基準(zhǔn)底片405從作為預(yù)期圖象定義加載到圖象服務(wù)器413上的同一定義文件402產(chǎn)生。在輸入模態(tài)為底片數(shù)字化器時(shí)使用基準(zhǔn)底片。如下所述可使用不同類型的靶404，405。
特定的測(cè)試底片制造過(guò)程403用來(lái)產(chǎn)生分別對(duì)應(yīng)于的樣品物理基準(zhǔn)底片500和600的物理基準(zhǔn)底片404和405，如圖5和6分別所示。物理基準(zhǔn)底片404用來(lái)測(cè)量系統(tǒng)性能的幾何特征和系統(tǒng)的空間分辨率響應(yīng)，而物理基準(zhǔn)底片405用來(lái)測(cè)試系統(tǒng)象素?cái)?shù)值的完整性響應(yīng)。為了實(shí)現(xiàn)這一點(diǎn)，物理基準(zhǔn)底片404是作為高質(zhì)量照相底片產(chǎn)生的，諸如作為原始x-照片211輸入已知質(zhì)量的x-光靶圖象(如圖2所示)，以便測(cè)試電子成象系統(tǒng)的圖象采集裝置10或者其它組件的性能。高質(zhì)量的基準(zhǔn)圖象404和405包括對(duì)盡可能多的潛在下降源的敏感這樣的特性。如上所述，最好的可接受質(zhì)量控制基準(zhǔn)圖象被用作為模擬系統(tǒng)中待測(cè)試的特性的物理靶。物理基準(zhǔn)靶構(gòu)造為與特定圖象采集系統(tǒng)中所用采集裝置的類型兼容。
例如在數(shù)字X光照相中，靶404可能成象到鉛或者金箔上等，用類似于印刷電路板工業(yè)中所使用的蝕刻工藝處理以產(chǎn)生測(cè)試圖象采集裝置10中幾何精度的靶。然后當(dāng)圖象采集裝置10是一個(gè)數(shù)字X光照相盒式掃描器時(shí)，靶與數(shù)字X光照相盒一同使用以輸入樣本圖象。而且對(duì)于灰度靶，普通的金屬梯級(jí)楔可用作為靶405，該靶則可作為樣本或已知梯度密度的靶用數(shù)字X光照相輸入裝置進(jìn)行x-照相。
在另一例子中，當(dāng)圖象采集裝置10為底片數(shù)字化器210時(shí)，幾何基準(zhǔn)圖象可通過(guò)使用通常用于印刷電路板布線圖生產(chǎn)的高精度組件繪制幾何圖案而產(chǎn)生。然后這些幾何圖案被拍照為普通的或者x-光底片而產(chǎn)生樣本靶404。對(duì)于灰度靶，普通的金屬梯級(jí)楔也可用作為灰度靶，這時(shí)該靶可被x-光照相到底片而產(chǎn)生一已知梯度密度的x-光樣本靶405?；叶葓D模也可應(yīng)用激光成象器或者使用分步和反復(fù)曝光技術(shù)直接曝光到普通的或x-光底片上而制造。
對(duì)于諸如MRI，CT掃描或者超聲波的其他用作圖象采集裝置10的掃描模態(tài)，可使用特殊用途的三維測(cè)試仿真模型。例如，可使用具有多個(gè)位于彼此間隔的固定位置并裝滿帶有密度梯度的液體的試管仿真模型來(lái)測(cè)量MRI掃描輸入裝置的性能。
對(duì)于使用底片數(shù)字化器作為采集裝置10的電子成象系統(tǒng)的優(yōu)化測(cè)試和質(zhì)量控制，必須分別從定義文件401和402產(chǎn)生非常精確的基準(zhǔn)底片404和405。這種精確度要求是為了保證用于度量計(jì)算的系統(tǒng)組件的一致的測(cè)量。于是，本發(fā)明的關(guān)鍵之一是產(chǎn)生并使用極其高質(zhì)量的數(shù)字基準(zhǔn)圖象。
在本發(fā)明所述的所有例子中，底片，靶或者仿真模型的數(shù)目在表現(xiàn)為兩個(gè)的同時(shí)可以為任何數(shù)目。總是希望限制仿真模型的數(shù)目以便減少采集以至整體質(zhì)量評(píng)估所需的時(shí)間。
幾何基準(zhǔn)底片的產(chǎn)生圖5是用于測(cè)試電子成象系統(tǒng)的幾何精度的參照?qǐng)D象的一例。圖5的幾何基準(zhǔn)底片500對(duì)應(yīng)于用來(lái)測(cè)試高對(duì)比度幾何結(jié)構(gòu)和MTF(調(diào)制傳遞函數(shù))的基準(zhǔn)底片或靶404。數(shù)字基準(zhǔn)底片或靶404在較佳實(shí)施例中是應(yīng)用諸如對(duì)于印刷電路在線圖所使用的那種普通光刻系統(tǒng)生產(chǎn)的。在這一方式中，易于產(chǎn)生延伸長(zhǎng)達(dá)1米而偏差小到0.1mm的理想平行線用于測(cè)得理想的尺寸精度。
圖5的基準(zhǔn)底片包含若干足以測(cè)量表1的每一個(gè)幾何特征的高對(duì)比度項(xiàng)目。有兩組沿圖象的垂直和水平軸線延伸的單頻率條509和510。通過(guò)下述的度量分析法分析這些條，以便測(cè)試條的寬度和相鄰條之間的間隔的均勻性判斷在這個(gè)方向上的掃描速度的一致性。分析使用了從對(duì)條圖案的行程計(jì)算所導(dǎo)出的統(tǒng)計(jì)量。與先前所存儲(chǔ)的條圖案間距的已知信息關(guān)聯(lián)的這些統(tǒng)計(jì)量導(dǎo)致象素尺寸和長(zhǎng)寬比的直接計(jì)算。矩形邊條511以及細(xì)的垂直和水平線505和506，允許判斷掃描均勻性和激光束晃動(dòng)統(tǒng)計(jì)量的開(kāi)始和結(jié)束。還包含了延伸圖象的全寬502和全長(zhǎng)503的精確直邊，矩形501，對(duì)角線504，水平分辨率試樣505，垂直分辨率試樣506，對(duì)角線分辨率試樣507，水平單頻率條509，垂直單頻率條510，等等。
對(duì)于基準(zhǔn)底片500的要求需要幾何特征以精確的位置精度放置到底片上并僅需是雙灰度。圖象的特征是在圖形技術(shù)繪圖機(jī)上產(chǎn)生的，諸如用于生成原始圖象的格波爾科學(xué)繪圖機(jī)。應(yīng)用為印刷電路板布線圖工業(yè)研制的相同的設(shè)備將圖象轉(zhuǎn)移到底片。諸如格波爾科學(xué)公司的平板分步曝光機(jī)很適合幾何基準(zhǔn)底片404的生產(chǎn)403。
灰度基準(zhǔn)底片的產(chǎn)生為了產(chǎn)生灰度基準(zhǔn)底片405，應(yīng)用了連續(xù)色調(diào)成象過(guò)程。較佳的方法是首先產(chǎn)生主梯級(jí)楔，其中未曝光的x-光底片以一定微秒數(shù)的多次曝光以在x-光底片上生成光學(xué)圖象密度曝光的階梯圖案。這樣，一小條的未曝光的x-光底片曝光一個(gè)固定的時(shí)間周期。曝光停止并且x-光底片的遞增下一條線曝光，然后對(duì)先前已經(jīng)曝光增量和現(xiàn)在曝光的增量再增加曝光量曝光。于是這一步驟和反復(fù)過(guò)程使得最初第一條線多次曝光而最后的線僅曝光一次。結(jié)果便是沒(méi)有人造掃描線的階梯狀灰度?；叶戎骰鶞?zhǔn)底片405的清晰度是由用來(lái)產(chǎn)生該主片的邊緣的鮮明性和蔽光性決定的。
密度對(duì)灰度圖象的階梯位置的關(guān)系必須很仔細(xì)地控制，因?yàn)橹鲌D象將用于生產(chǎn)多個(gè)其它的x-光底片。這是通過(guò)在另一個(gè)未曝光的x-光底片之上放置該主片并應(yīng)用接觸曝光過(guò)程使其曝光于均勻的照明而實(shí)現(xiàn)的。這產(chǎn)生的結(jié)果是帶有曝光區(qū)域的均勻密度梯級(jí)的主片的復(fù)制。由于光密度是對(duì)數(shù)函數(shù)，故原件的曝光特性和感光度是非線性的。這樣，首先產(chǎn)生的主片上的密度梯級(jí)不是線性的。為了產(chǎn)生底片的線性光密度階梯狀函數(shù)，底片的速度特性和曝光時(shí)間必須適當(dāng)?shù)赜?jì)算以產(chǎn)生線性結(jié)果。所得的用于灰度梯級(jí)楔的基準(zhǔn)底片405為單調(diào)密度階梯函數(shù)。
用來(lái)檢測(cè)灰度而產(chǎn)生的基準(zhǔn)底片405是應(yīng)用諸如圖6所示的梯級(jí)楔圖模形成的。梯級(jí)楔主底片600用來(lái)產(chǎn)生如上述的接觸副本。然后副本用于電子數(shù)字成象系統(tǒng)的質(zhì)量保證的測(cè)試。在本發(fā)明的較佳實(shí)施例中，副本分別為測(cè)量14英寸寬×17英寸高(35cm×43cm)參考字母A和B的x-光圖象底片。兩張乳膠底片使用每一個(gè)水平直穿整個(gè)底片寬度的32個(gè)梯級(jí)楔組合成圖。如圖6所示，第一梯級(jí)(梯級(jí)0)具有小于或者等于0.2的光密度。最后的梯級(jí)(梯級(jí)32)密度應(yīng)當(dāng)大于或者等于3.6。其間每一標(biāo)稱的密度梯級(jí)應(yīng)當(dāng)是近似于0.11。橫跨底片寬度的梯級(jí)均勻性應(yīng)當(dāng)為正負(fù)0.1。標(biāo)稱梯級(jí)高度為0.53英寸或者1.35cm(跨底片的高度測(cè)量)。
描述符文件當(dāng)基準(zhǔn)底片404和405制成并準(zhǔn)備用于輸入到電子成象系統(tǒng)時(shí)，一個(gè)說(shuō)明性的文件形成用來(lái)對(duì)基準(zhǔn)底片404和405校準(zhǔn)。每一說(shuō)明文件406與407包含作為該特定電子成象系統(tǒng)校準(zhǔn)部分的基準(zhǔn)底片404和405的特征。這是必須的，因?yàn)橹髌瑪?shù)字基準(zhǔn)圖象通過(guò)轉(zhuǎn)移過(guò)程403向分別產(chǎn)生基準(zhǔn)底片404和405的轉(zhuǎn)移不總是均勻的。底片顯影過(guò)程的溫度，不同批次之間的底片的具體的敏感性，以及對(duì)于這種底片的很高光學(xué)密度的要求將必然產(chǎn)生參照底片之間的差異。因?yàn)檫@些差異，必須對(duì)具體的系統(tǒng)校準(zhǔn)各個(gè)基準(zhǔn)底片404和405并產(chǎn)生相應(yīng)的說(shuō)明性文件406和407。說(shuō)明性文件407對(duì)于梯級(jí)楔基準(zhǔn)底片405說(shuō)明每一梯級(jí)的密度，梯級(jí)的寬度和每一梯級(jí)的均勻性。產(chǎn)生基準(zhǔn)底片的幾個(gè)度量，并且將基準(zhǔn)底片上這些不同點(diǎn)的數(shù)值陣列存儲(chǔ)在基準(zhǔn)文件之中。
對(duì)于測(cè)量高對(duì)比度，幾何結(jié)構(gòu)和MTF的基準(zhǔn)底片404的說(shuō)明性文件406，并不是要校準(zhǔn)幾何結(jié)構(gòu)或者M(jìn)TF靶。所包含的是代之以對(duì)應(yīng)于定義401對(duì)基準(zhǔn)底片上的任何特征的條形圖模間距，寬度和尺寸的說(shuō)明。這借助于特征的XY位置而不是諸如在用于基準(zhǔn)底片404的說(shuō)明性文件407中所發(fā)現(xiàn)的灰度信息的密度測(cè)量。
生成基準(zhǔn)底片404和405以及分別對(duì)應(yīng)的說(shuō)明性文件406和407的步驟一次完成并將基準(zhǔn)底片和說(shuō)明性文件存儲(chǔ)起來(lái)用于以后校準(zhǔn)和測(cè)量電子圖象系統(tǒng)的性能。校準(zhǔn)電子成象系統(tǒng)在工廠裝配，校準(zhǔn)和測(cè)試。初始測(cè)試數(shù)據(jù)被保存用于以后的趨勢(shì)跟蹤(預(yù)防性維護(hù))?；鶞?zhǔn)底片404和405及其對(duì)應(yīng)的說(shuō)明性文件406和407總是隨特定的電子成象系統(tǒng)保留作質(zhì)量測(cè)試和校準(zhǔn)之用。使用底片數(shù)字化器408將基準(zhǔn)底片輸入系統(tǒng)，該底片數(shù)字化器在本發(fā)明的較佳實(shí)施例中是Lumisys的LS-150型底片數(shù)字化器。然后在任何測(cè)試和標(biāo)準(zhǔn)時(shí)間期間基準(zhǔn)圖象404和405可被掃描進(jìn)去并被數(shù)字化以便在系統(tǒng)的壽命過(guò)程中通過(guò)使用圖象質(zhì)量度量分析軟件系統(tǒng)411測(cè)量數(shù)字化器408的性能，以便產(chǎn)生分析結(jié)果文件412，如同以下更為詳細(xì)的說(shuō)明，該文件來(lái)示數(shù)字化器的性能。
圖象質(zhì)量度量分析411用來(lái)測(cè)量與上面結(jié)合圖1和2敘述的電子成象系統(tǒng)的組件，即圖象采集裝置10，圖象顯示裝置20，圖象存儲(chǔ)裝置30，和圖象硬拷貝裝置40。電子成象系統(tǒng)的所有四個(gè)組件可被測(cè)量，并且這些組件的圖象質(zhì)量和性能的下降可被分析。
空間分辨率測(cè)試特性空間分辨率是圖象操縱組件保持圖象清晰性的能力的一個(gè)測(cè)度。也被稱為點(diǎn)擴(kuò)散函數(shù)，或者在頻域中被稱為調(diào)制傳遞函數(shù)(MTF)。前者是著名的系統(tǒng)的二維脈沖響應(yīng)，而后者則是點(diǎn)擴(kuò)散函數(shù)的付利葉(Fourier)變換幅度。這些是表示圖象清晰度的等價(jià)方法，但是MTF是最頻繁使用的測(cè)度。MTF是系統(tǒng)的對(duì)比度對(duì)空間頻率的范圍的響應(yīng)的連續(xù)測(cè)度。實(shí)際上，MTF通過(guò)計(jì)算一組離散的空間頻率的對(duì)比度響應(yīng)而采樣。使用包含若干如圖5所示單頻率條圖模509、510的一組測(cè)試圖模，通過(guò)觀察在每一條頻率周?chē)蓸拥闹狈綀D特征可以獲得對(duì)比度響應(yīng)。這時(shí)所獲得的數(shù)字集合是連續(xù)的MTF的稀疏樣本，質(zhì)量評(píng)估可以通過(guò)檢驗(yàn)MTF的對(duì)比度滾降(roll-off)特征作出。
在本發(fā)明的較佳實(shí)施例中，MTF必須從對(duì)應(yīng)于圖象傳輸(而不是密度)的象素?cái)?shù)值的一個(gè)集合計(jì)算。這一轉(zhuǎn)換發(fā)生在上面結(jié)合圖4A和4B敘上述的特征抽取過(guò)程期間。用于這一測(cè)度的較佳測(cè)試特征表示為圖5所示的三組多頻率條圖模505，506和507。多頻率條圖模指向垂直，水平和與坐標(biāo)軸成45度。這允許系統(tǒng)在三個(gè)最重要的旋轉(zhuǎn)角度對(duì)MTF進(jìn)行采樣，在這些角度掃描的圖象裝置最容易引起MTF損失。
象素?cái)?shù)值完整性測(cè)試特征為了測(cè)試象素?cái)?shù)值的完整性，需要一個(gè)包含寬密度范圍的圖象，諸如上面結(jié)合圖6敘述的對(duì)應(yīng)于以上參照?qǐng)D4A和4B所述的基準(zhǔn)底片405的圖象。需要基準(zhǔn)底片405上的足夠數(shù)目的樣本點(diǎn)以暴露輸入數(shù)值小范圍上的任何非線性。為了測(cè)量響應(yīng)的一致性，等密度的輸入?yún)^(qū)域應(yīng)當(dāng)盡可能一致。用于這一形式的質(zhì)量監(jiān)視的測(cè)試特征是應(yīng)用上面結(jié)合圖6所述的梯級(jí)楔圖模實(shí)現(xiàn)的。圖6的梯級(jí)楔具有等于或者超過(guò)被測(cè)試組件的動(dòng)態(tài)范圍。帶有32個(gè)梯級(jí)及最大密度至少為3.6OD的楔用在本發(fā)明的較佳實(shí)施例之中。
為了降低絕對(duì)精度要需求和梯級(jí)楔制造過(guò)程的可重復(fù)性，每一基準(zhǔn)底片405必須獨(dú)立地表征。然后這一信息被傳送到上面參照?qǐng)D4A和4B敘述的獨(dú)立描述符文件407中的度量計(jì)算程試。描述符文件407*對(duì)于每一基準(zhǔn)底片是唯一的并伴隨每一基準(zhǔn)底片存儲(chǔ)在供本發(fā)明的較佳實(shí)施例使用的存儲(chǔ)器中。
圖象質(zhì)量度量分析例子作為舉例(但不是限制)，本發(fā)明能夠測(cè)量基于激光的底片數(shù)字化器中的“激光束晃動(dòng)”。在這種數(shù)字化器中，當(dāng)?shù)灼诖怪庇诩す鈷呙璺较虻耐分羞\(yùn)動(dòng)時(shí)，激光光斑橫掠底片連續(xù)掃描。理論上，激光光斑橫掠底片的軌跡應(yīng)當(dāng)是直線。然而，用來(lái)掃描激光束的光學(xué)-機(jī)械系統(tǒng)可能使得軌跡有點(diǎn)不是直線。這種偏離可能由于諸如反光鏡表面變形、反光鏡弓形錯(cuò)位(如果使用旋轉(zhuǎn)多面反光鏡)、透鏡變形和運(yùn)動(dòng)組件中的軸承磨損或振動(dòng)等物理現(xiàn)象而發(fā)生。結(jié)果將是基準(zhǔn)圖象中的直線邊緣在所檢測(cè)的或者打印的圖象中變?yōu)榍€。為了量化這一失真，本發(fā)明的較佳實(shí)施例產(chǎn)生了來(lái)自度量分析的單數(shù)字輸出，該輸出是由于這一效應(yīng)在樣本圖象中對(duì)直線性的總偏離的一個(gè)測(cè)度。
在本發(fā)明的較佳實(shí)施例中，這一度量首先孤立從取向平行于如圖4A和4B的邊界所示基準(zhǔn)圖象的掃描方向的一條理想直線或者邊緣的掃描所得到的樣本圖象中的所有邊緣象素。結(jié)果是建立起一個(gè)包括垂直梯度、閾值、形態(tài)上的膨脹和縮變的圖象處理過(guò)程。該結(jié)果將是連結(jié)描繪激光掃描軌跡的二進(jìn)制邊緣象素的一個(gè)集合。系統(tǒng)從這一象素陣列抽取每一象素的Y-坐標(biāo)集合。然后稱為線性回歸的經(jīng)典的統(tǒng)計(jì)分析過(guò)程用于這一坐標(biāo)集合。這一過(guò)程推導(dǎo)出具有按最小均方差判定法估計(jì)擬合優(yōu)度的最佳逼近軌跡通路的直線的參數(shù)。這一過(guò)程還自動(dòng)計(jì)算基準(zhǔn)底片被掃描時(shí)可能出現(xiàn)的任何旋轉(zhuǎn)。結(jié)果，統(tǒng)計(jì)量“標(biāo)準(zhǔn)誤差”即是樣本總體中對(duì)最佳逼近度的總偏差的RMS(均方根)測(cè)度。然后就預(yù)設(shè)的閾值測(cè)試這一數(shù)值以便對(duì)于可能存在的激光束晃動(dòng)的可接受性給出行/不行判斷。
在電子成象系統(tǒng)的采集和打印功能期間，同一技術(shù)用于掃描幾何度量以及密度響應(yīng)線性度量的開(kāi)始/結(jié)束。對(duì)于另外兩個(gè)幾何度量的統(tǒng)計(jì)度量的應(yīng)用不同于圖象質(zhì)量度量分析之處僅僅在于對(duì)于回歸分析所用的量值，諸如象素坐標(biāo)或者象素?cái)?shù)值。
其它以下更為充分說(shuō)明的度量，使用了某些形式的統(tǒng)計(jì)測(cè)度諸如均值、標(biāo)準(zhǔn)偏差、或者方差。在所有的情形下，結(jié)果是可用在簡(jiǎn)單的行/不行測(cè)試判斷以進(jìn)行整個(gè)系統(tǒng)操縱的圖象質(zhì)量評(píng)價(jià)的一小組數(shù)字。
圖象采集質(zhì)量度量分析再次參見(jiàn)圖2和3，圖象采集裝置10用來(lái)向系統(tǒng)輸入數(shù)字化的圖象?；鶞?zhǔn)底片404和405由數(shù)字化器408掃描以分別產(chǎn)生數(shù)字樣本圖象409和410。數(shù)字樣本圖象409和410由圖象質(zhì)量度量軟件分析以便確定感興趣的具體區(qū)域并計(jì)算每一感興趣區(qū)域的測(cè)度。然后將該測(cè)度每一感興趣區(qū)域存儲(chǔ)的閾值比較以判斷該系統(tǒng)是否在適當(dāng)?shù)男阅芩焦ぷ鳌?br> 幾何/MTF基準(zhǔn)底片404的一個(gè)例子以基準(zhǔn)底片500的形式示于圖5中。這底片包含若干感興趣的區(qū)域，該區(qū)域的位置和描述在說(shuō)明性文件406中說(shuō)明。圖象質(zhì)量度量分析軟件411首先確定登記靶508以計(jì)算偏移向量用來(lái)確定被掃描數(shù)字樣本圖象409的定界矩形和其它感興趣區(qū)域。分析軟件411使用標(biāo)準(zhǔn)的特征識(shí)別程序知道在圖象中心開(kāi)始尋找小的黑色方塊登記靶508。一個(gè)大的感興趣區(qū)域被規(guī)定在數(shù)字圖象409的中心，并抽取和尋求直方圖以確定谷值在哪一個(gè)雙峰直方圖中。谷值表示將暗的登記靶與其周?chē)拿髁帘尘胺珠_(kāi)的最佳密度。谷值的這一密度被定為鑒別登記靶象素的閾值。定閾值的結(jié)果是一個(gè)要進(jìn)一步被分析以抽取靶508的矩心的二進(jìn)制圖象。這是使用反復(fù)腐蝕或行/列限幅實(shí)現(xiàn)的。
數(shù)字樣本圖象409的二進(jìn)制圖象中的靶508的矩心的X和Y坐標(biāo)用來(lái)映射到如說(shuō)明性文件407中所描述的原始圖象404中的真正的中心。這一映射首先告訴分析軟件411多少圖象向左或者向右移動(dòng)并允許分析軟件411為圖象409中的其它感興趣區(qū)域的位置指定偏移向量(變形)。確定其它感興趣區(qū)域是對(duì)每一感興趣區(qū)域計(jì)算掃描器408性能的度量使得表1的度量被計(jì)算的前奏。
有可能物理基準(zhǔn)底片404在其被底片數(shù)字化器408掃描時(shí)被稍微旋轉(zhuǎn)，結(jié)果在其被數(shù)字化為數(shù)字樣本圖象409時(shí)產(chǎn)生圖象500的一個(gè)旋轉(zhuǎn)。由于度量被設(shè)計(jì)為在旋轉(zhuǎn)存在時(shí)運(yùn)算并計(jì)算它們與旋轉(zhuǎn)無(wú)關(guān)的相應(yīng)結(jié)果，這一旋轉(zhuǎn)不大重要。例如，在度量底片數(shù)字化器或者掃描器408的性能時(shí)統(tǒng)計(jì)技術(shù)之一是測(cè)量基于直線502、503和504的線性掃描的能力。掃描線502、503和504的端點(diǎn)象素被定位在圖象文件409中，并且關(guān)于象素位置進(jìn)行最佳擬合線性回歸。例如對(duì)于垂直線503，最佳擬合線性回歸是關(guān)于象素位置的Y坐標(biāo)陣列進(jìn)行的。然后該度量分析軟件對(duì)使得分析與旋轉(zhuǎn)無(wú)關(guān)的數(shù)據(jù)集合完成最佳擬合線。
對(duì)于內(nèi)掃描或者橫向掃描方向中的行程的分析，分別應(yīng)用特性510和509。在條狀空間區(qū)域內(nèi)定義了一個(gè)很長(zhǎng)又很窄的感興趣區(qū)域使得該感興趣區(qū)域完全保持在這些特征之內(nèi)。在這些感興趣區(qū)域中，不關(guān)心旋轉(zhuǎn)，因?yàn)閮H分析表示特征510和509之內(nèi)的直線的峰值和諸峰之間的標(biāo)準(zhǔn)偏差。標(biāo)準(zhǔn)偏差將表示在被分析的方向上掃描速度的線性。
試樣505，506和507內(nèi)的調(diào)制傳遞函數(shù)也是旋轉(zhuǎn)無(wú)關(guān)的。505、506和507這些試樣用來(lái)測(cè)試底片數(shù)字化器408的分辨能力并被類似于上述分析行程的技術(shù)進(jìn)行分析。感興趣的定界區(qū)域完全位于試樣之內(nèi)以進(jìn)行關(guān)于試樣505、506和507分辨率條的直方圖分析。對(duì)于試樣505、506和507的條紋511、512和513之間的間隔是故意放置的，以便允許小的感興趣區(qū)域可被放置在分辨率圖模之間。例如，分辨率圖模514指定用來(lái)測(cè)量試樣505中每mm 0.2線對(duì)的垂直分辨率。分辨率圖模516指定用來(lái)測(cè)量試樣505中每mm 0.4線對(duì)的垂直分辨率。分辨率圖模514與516之間的間隔515指定用來(lái)允許感興趣的區(qū)域僅覆蓋分辨率圖模514的水平條的一部分而不包含分辨率圖模516的任何部分或者試樣505的邊緣。這樣，基準(zhǔn)底片500的測(cè)試圖模特征就被專門(mén)設(shè)計(jì)為旋轉(zhuǎn)無(wú)關(guān)的。然而，如果旋轉(zhuǎn)的測(cè)量是感興趣的度量，則特征501、502和503可用來(lái)根據(jù)定義文件說(shuō)明406測(cè)量旋轉(zhuǎn)量。
條紋檢驗(yàn)過(guò)程作為對(duì)灰度梯級(jí)楔基準(zhǔn)底片405所進(jìn)行的象素?cái)?shù)值完整性測(cè)試的一個(gè)先導(dǎo)，首先進(jìn)行條紋檢測(cè)程序。用于數(shù)字化器或者激光成象器測(cè)試的灰度梯級(jí)基準(zhǔn)底片的一個(gè)例子以基準(zhǔn)底片600的形式示于圖6中。這個(gè)底片對(duì)象包含底沿底片的垂直軸線向下逐漸增加密度的若干水平校直的均勻密度梯級(jí)。條紋分析處理是用來(lái)檢測(cè)在所獲得的或者打印的圖象中任何垂直指向的擾動(dòng)。這些擾動(dòng)的引起是由于幾個(gè)問(wèn)題1)用于激光束掃描的底片數(shù)字化器或者計(jì)算機(jī)X光照相系統(tǒng)中的折疊反光鏡的污染；
2)用于基于CCD的底片數(shù)字化器中的直線式照明器的污染或者障礙物；3)用于基于CCD的底片數(shù)字化器中的CCD上的誤校準(zhǔn)或者象素錯(cuò)位；4)用于傳送底片通過(guò)底片數(shù)字化器、激光成象器或者底片處理器的滾軸的污染；5)底片由于毛刺或者脫離用于底片傳送通路中的準(zhǔn)直機(jī)械導(dǎo)軌或者導(dǎo)向器而發(fā)生的機(jī)械損傷(劃痕)。
所有這些條紋源以連續(xù)的或者周期的垂直(或者近似垂直)線的形式產(chǎn)生可檢測(cè)到的不正常的可能比周?chē)尘鞍敌┗蛄列┑拿芏取Ｌ幚淼哪康氖且袛噙@種條紋是否存在(檢測(cè))，并且如果存在則借助于其在圖象上的寬度、位置以及它們高于或者低于背景電平而將它們分類。任何條紋的出現(xiàn)通常將由引起條紋分析嚴(yán)重錯(cuò)誤的過(guò)程辨認(rèn)出，其中在產(chǎn)生條紋原因消除之前不得進(jìn)行后面的象素?cái)?shù)值測(cè)試或者校準(zhǔn)。用來(lái)對(duì)條紋分類的信息可由確定條紋來(lái)源的高級(jí)軟件(諸如基于規(guī)則的AI程序)或者由熟練的技術(shù)人員使用。
視采集模態(tài)類型的不同，使用條紋檢驗(yàn)的兩個(gè)不同的方法。這兩種方法都應(yīng)用了背景估計(jì)和相減的概念來(lái)產(chǎn)生圖象對(duì)象，然后對(duì)該圖象分析看是否存在具有某些沿圖象的y-軸最小程度的垂直異常。背景抽取算法應(yīng)用了傳統(tǒng)的線性卷積和/或形態(tài)濾波。
第一條紋檢測(cè)算法使用了雙道二維背景估計(jì)，而第二個(gè)算法使用了列求和歸結(jié)為一維問(wèn)題，從而顯著節(jié)省了處理時(shí)間。后一方法固然比較快，但如果在底片數(shù)字化時(shí)被測(cè)試的底片有相當(dāng)大的旋轉(zhuǎn)，則可能不能檢出條紋。這一方法被限制僅用于事先知道所獲得的圖象中的最大旋轉(zhuǎn)很小的底片數(shù)字化器中。對(duì)于CR，或者在采集過(guò)程中旋轉(zhuǎn)控制較小(因而較慢)但是旋轉(zhuǎn)獨(dú)立的系統(tǒng)，則必須應(yīng)用二維背景相減處理。
應(yīng)用對(duì)背景上的象素?cái)?shù)值偏差或者瞬時(shí)斜率(水平梯度)的測(cè)試而判斷候選的異常區(qū)域時(shí)，首先在灰度梯級(jí)楔的每一梯級(jí)內(nèi)檢測(cè)異常。測(cè)量每一候選區(qū)域的總的y值和潛在的條紋的寬度，及其相應(yīng)于圖象背景的“顏色”或者極性。所有這個(gè)條紋分類信息，包括所遇到的條紋的總數(shù)，均作為上述目的的結(jié)果而保存。不滿足最小長(zhǎng)度標(biāo)準(zhǔn)的異常被認(rèn)為是離散的異常。這些計(jì)數(shù)也被作為基準(zhǔn)底片中的整體清潔度和隨機(jī)劃痕內(nèi)容的指數(shù)保存，以使基準(zhǔn)質(zhì)量可被監(jiān)視并在離散異常計(jì)數(shù)超過(guò)預(yù)定的閾值時(shí)替換該基準(zhǔn)。
登記MRI圖象的例子當(dāng)采集模態(tài)為通用的3維立體成象系統(tǒng)諸如MRI，CT或等等時(shí)，標(biāo)識(shí)坐標(biāo)空間中的任何旋轉(zhuǎn)的登記過(guò)程對(duì)于預(yù)定感興趣區(qū)域處理的成功應(yīng)用是特別關(guān)鍵的。為了完成這一任務(wù)，可以依靠或者是市售的仿真模型中的可識(shí)別靶的存在(諸如來(lái)自Cone儀器公司的仿真模型)或者最好是設(shè)計(jì)成定制的仿真模型3維對(duì)象，當(dāng)成象時(shí)該對(duì)象產(chǎn)生可改成這里討論的自動(dòng)圖象處理和特征抽取的形式的象素集合。用于MTF和幾何變形測(cè)量的典型的MRI仿真模型通常將具有若干圍繞圓柱體軸線成輻射狀放置的圓形插頭。每一插頭具有若干葉片或觸針，其分布模仿不同的空間頻率。在這樣所獲得的圖象中的未知數(shù)是圓柱體的轉(zhuǎn)角。誠(chéng)然，用于登記的對(duì)象可嵌入到具有與測(cè)試對(duì)象顯著不同的結(jié)構(gòu)的感興趣容量的平面中。例如，如果MTF測(cè)試圖模使用圓形元素，則登記靶應(yīng)當(dāng)是矩形(或者至少是直線圍成的)對(duì)象。它還應(yīng)當(dāng)是尺寸或者密度不同使得當(dāng)適當(dāng)?shù)南笏財(cái)?shù)值或者形態(tài)(形狀敏感的)濾波器施加到結(jié)果的圖象時(shí)，得出登記靶和測(cè)試特征之間的清楚的辨別。一旦登記靶的象素坐標(biāo)已經(jīng)確定，則測(cè)試特征的指向可應(yīng)用仿真模型中的所有的特征之間的空間關(guān)系的先驗(yàn)知識(shí)導(dǎo)出。登記過(guò)程的輸出將又是一個(gè)偏移向量而(現(xiàn)在是一個(gè)3元組)，該向量用來(lái)調(diào)整為進(jìn)一步的質(zhì)量測(cè)試所感興趣的任何預(yù)設(shè)區(qū)域。
圖象硬拷貝質(zhì)量度量分析再次參見(jiàn)圖2和3，圖象硬拷貝裝置40用來(lái)輸出系統(tǒng)的數(shù)字化的圖象。圖象質(zhì)量度量分析測(cè)試硬拷貝裝置40的特性，該裝置在本發(fā)明的較佳實(shí)施例中為一個(gè)激光成象器207。參見(jiàn)圖4A和4B，激光成象器417(對(duì)應(yīng)于圖2的激光成象器207)的性能測(cè)試是一個(gè)需要使用底片數(shù)字化器408的閉環(huán)分析。因此，在測(cè)量激光成象器417的性能之前必須校準(zhǔn)底片數(shù)字化器并且測(cè)量其性能。
為了測(cè)試激光數(shù)字化器417的輸出，所存儲(chǔ)的對(duì)應(yīng)于文件401和402中所定義的期望圖象的數(shù)字基準(zhǔn)圖象被從圖象服務(wù)器413檢索(對(duì)應(yīng)于圖2的圖象存儲(chǔ)裝置30的盤(pán)存儲(chǔ)系統(tǒng)204)。激光成象器413將分別產(chǎn)生在定義文件401和402中所定義的期望基準(zhǔn)圖象的打印機(jī)樣本底片420和421。激光成象器使得x-光底片等等曝光并通過(guò)底片處理器418處理底片，該處理器是圖象硬拷貝裝置40的一個(gè)組成部分。打印機(jī)樣本底片420允許用于激光成象器的MTF和幾何特性測(cè)量。打印機(jī)樣本底片421允許用于激光成象器417的灰度特性的測(cè)量。應(yīng)用底片數(shù)字化器408以圖3中所示的閉環(huán)方式將樣本圖象420和421掃描回系統(tǒng)中。底片數(shù)字化器309在打印機(jī)樣本底片圖象420和421中掃描以用于輸入到圖象質(zhì)量度量分析411。分析的結(jié)果存儲(chǔ)在分析結(jié)果文件412中。
圖象質(zhì)量度量的數(shù)值是針對(duì)預(yù)定的閾值被測(cè)試的以確定在硬拷貝產(chǎn)生過(guò)程中是否已經(jīng)有任何下降。如果數(shù)字化器被首先校準(zhǔn)并且在測(cè)試激光成象器417的性能之前測(cè)量其性能，則僅僅由于底片數(shù)字化器引起的分別對(duì)應(yīng)于打印機(jī)樣本文件420和421的數(shù)字化圖象409和410的下降在圖象質(zhì)量度量分析411期間被補(bǔ)償。
圖象顯示質(zhì)量度量分析圖象觀察站415的CRT監(jiān)視器的測(cè)試相應(yīng)于圖2的圖象觀察站212a-212c。CRT監(jiān)視器的性能的測(cè)量由于熒光降低、線性、水平相位、寬度、垂直尺寸、枕形失真圖案和環(huán)路的大范圍的變化而非常困難。由于CRT監(jiān)視器415的幾何性能的大范圍的變化，完全的性能測(cè)量很困難。在電子成象系統(tǒng)的使用實(shí)際中，測(cè)量這種CRT監(jiān)視器415的灰度性能比測(cè)量其幾何特性更為重要。于是在本發(fā)明的較佳實(shí)施例中，只進(jìn)行CRT監(jiān)視器的灰度性能測(cè)量。這基本是由于CRT監(jiān)視器415的幾何顯示特性在慢速線性方式中不會(huì)下降。CRT監(jiān)視器和幾何特性的下降常常是大范圍的以致突然出現(xiàn)收縮或者變形。這一般是由于CRT監(jiān)視器內(nèi)的電子組件失效所致。CRT監(jiān)視器幾何特性的較微小的變化特別是在醫(yī)務(wù)中是不大關(guān)心的，因?yàn)楸O(jiān)視器很少用來(lái)表示它們顯示的圖象的實(shí)際物理尺寸。甚至圖象各部分相對(duì)尺寸測(cè)量一般也不靠它。對(duì)于圖象各部分的相對(duì)尺寸測(cè)量，生產(chǎn)了硬拷貝x-光圖象等等。
光度計(jì)414用來(lái)測(cè)量CRT監(jiān)視器415的灰度特性。光度計(jì)414設(shè)置在CRT監(jiān)視器面板上預(yù)先設(shè)定的位置以便測(cè)量灰度性能。光度計(jì)414的光度讀數(shù)結(jié)果被量化并存儲(chǔ)在亮度樣本數(shù)據(jù)文件416中供圖象質(zhì)量度量分析程序411用來(lái)與預(yù)定的將數(shù)字?jǐn)?shù)值轉(zhuǎn)為亮度的函數(shù)比較。這一比較的結(jié)果可用來(lái)判斷CRT監(jiān)視器415灰度域中的性能，并且這一分析結(jié)果存儲(chǔ)在分析結(jié)果文件412中。該結(jié)果還用來(lái)通過(guò)使用顯示LUT(查找表)進(jìn)行顯示系統(tǒng)的校準(zhǔn)。
硬件查找表說(shuō)明查找表用在本發(fā)明的電子成象系統(tǒng)中將輸入象素?cái)?shù)據(jù)集合轉(zhuǎn)換為輸出象素?cái)?shù)據(jù)集合以達(dá)到所希望的用于特定系統(tǒng)組件的傳遞函數(shù)。這樣，達(dá)到包括校準(zhǔn)、匹配和適應(yīng)象素?cái)?shù)值表示多樣性的多種目的。例如，CRT顯示LUT(查找表)用來(lái)匹配CRT對(duì)比度和亮度到原始底片的底片密度。打印機(jī)CLUT(對(duì)比度查找表)用來(lái)匹配被打印的底片密度到原始底片密度。數(shù)字化器LUT一般用來(lái)細(xì)調(diào)裝置的校準(zhǔn)并除去(通常的)密度到密度傳遞函數(shù)中的任何非線性。
圖7表示用于本發(fā)明系統(tǒng)的較佳實(shí)施例的自動(dòng)化圖象質(zhì)量控制系統(tǒng)的相關(guān)部分，其中LUT用來(lái)變換象素量。在該基本系統(tǒng)中有三個(gè)LUTLUT A601，LUT B608和LUT C606。用來(lái)說(shuō)明LUT輸入與輸出數(shù)值的專門(mén)用語(yǔ)示于表2之中。
表2LUT輸入和輸出專門(mén)用語(yǔ)輸入 LUT 輸出 位置MOD
LUT AMPV
底片數(shù)字化器輸出級(jí)MPV
LUT BDPL
CRT圖形控制器MPV
LUT CIPE
成象器輸入模塊LUT A601合并在盧密賽斯(Lumisys)底片數(shù)字化器210中。LUT A接收一個(gè)對(duì)應(yīng)于盧密賽斯裝置的A/D轉(zhuǎn)換器輸出的被測(cè)光密度的12位置MOD
。這一數(shù)值由盧密賽斯校準(zhǔn)直接將底片密度表示為毫OD(.001OD)單位的等價(jià)數(shù)字，具有相當(dāng)于3.6 OD的最大可用輸出3600(見(jiàn)圖8)。作為一個(gè)12位的無(wú)符號(hào)整數(shù)，MOD的數(shù)值可達(dá)到4095。對(duì)于被測(cè)量的象素?cái)?shù)值，LUT A的輸出也是表示為MPV
的12位整數(shù)。于是，由MPV整數(shù)陣列所組成的圖象是存儲(chǔ)在系統(tǒng)的圖象服務(wù)器30內(nèi)的圖象。應(yīng)當(dāng)注意的是，LUT A也可能是任何其它圖象采集裝置的一個(gè)等效部分，諸如CR或者M(jìn)RI機(jī)。
LUT B608位于圖象查看站212的顯示驅(qū)動(dòng)/幀緩沖器硬件中。其輸入是來(lái)自圖象服務(wù)器的MPV
陣列，而輸出為用DPL
所表示的顯示象素亮度。LUT B 608一般由圖2的控制CPU213更新。LUT B簡(jiǎn)單地壓縮12位輸入數(shù)據(jù)為8位CRT發(fā)光強(qiáng)度。LUT B的內(nèi)容將決定顯示數(shù)據(jù)的窗口和電平，以及這數(shù)據(jù)如何映射為CRT灰度系數(shù)以及所感受到的亮度電平。
其它輸入模態(tài)可用于使用LUT表的本發(fā)明的較佳實(shí)施例中。例如，輸入模態(tài)610可以是磁共振成象(MRI)，計(jì)算機(jī)層析x光攝影(CT)，計(jì)算機(jī)X光照相(CR)，超聲波(US)等等。和這些模態(tài)一起使用的LUT(A)611如上所述，并通過(guò)模態(tài)控制CPU 612以相同的方式操作。
LUT C606一般歸屬于激光成象器207。它用來(lái)映射特定的數(shù)字圖象模態(tài)象素?cái)?shù)值為適當(dāng)?shù)牡灼毓鈹?shù)值。于是，輸入到LUT C的是陣列MPV
，而其輸出是表示為IPE
的另一12位成象象素曝光數(shù)值。它也可以作為圖2的控制CPU 201的一部分由硬件或者軟件實(shí)現(xiàn)。
應(yīng)當(dāng)注意，盧密賽斯底片數(shù)字化器(被選擇用于本發(fā)明的較佳實(shí)施例)會(huì)遭到某種非線性底片密度響應(yīng)所產(chǎn)生的某些校準(zhǔn)漂移。圖8示出盧密賽斯LS150型的典型密度響應(yīng)曲線。該裝置對(duì)于最高可達(dá)±6％左右的密度非線性具有稍微超過(guò)一點(diǎn)的增益。底片數(shù)字化器408中的LUT A 601以圖9所示的數(shù)值加載以提供對(duì)任何給定裝置中的殘余非線性進(jìn)行補(bǔ)償。LUT A 601是在校準(zhǔn)期間算出的(如下更為充分的說(shuō)明)并具有圖9所示的一般形式。圖9中LUT A的這個(gè)型式保持模態(tài)的自然象素表示法(毫OD單位)。
與圖9的LUT相配合，將需要LUT B如圖10中所示。圖10的LUT B是根據(jù)被測(cè)量的CRT灰度系數(shù)特性，源的象素?cái)?shù)值表示以及所需的CRT亮度至源識(shí)別的變換在CRT校準(zhǔn)期間計(jì)算出來(lái)的。
在圖11中，對(duì)于作為輸入模態(tài)的底片數(shù)字化器描述了LUT C的一般形式。注意，LUT C主要用于將源象素?cái)?shù)值映射為被打印的底片密度。在其最一般的形式中，LUT C也對(duì)于不同的底片速度和對(duì)比度特性，降低的底片密度動(dòng)態(tài)范圍以及對(duì)于來(lái)自所需的傳遞函數(shù)的底片處理器誘發(fā)的偏差進(jìn)行補(bǔ)償。
軟件功能說(shuō)明本發(fā)明包括在計(jì)算機(jī)上運(yùn)行以測(cè)量電子數(shù)字化成象系統(tǒng)的所有組件性能的軟件。本發(fā)明監(jiān)視整個(gè)系統(tǒng)的圖象質(zhì)量以測(cè)出范圍廣泛的潛在的圖象質(zhì)量下降源。使用自動(dòng)化系統(tǒng)測(cè)量整個(gè)電子成象系統(tǒng)的圖象質(zhì)量為在測(cè)量系統(tǒng)性能中的遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于和超過(guò)傳統(tǒng)的直觀或者交互診斷過(guò)程的準(zhǔn)確性創(chuàng)造了條件。通過(guò)在電子成象系統(tǒng)中設(shè)置圖象質(zhì)量度量，實(shí)現(xiàn)了整個(gè)系統(tǒng)圖象質(zhì)量當(dāng)前水平的自動(dòng)評(píng)估。通過(guò)使用一組幾乎不用操作者幫助而自動(dòng)計(jì)算的一致統(tǒng)計(jì)圖象質(zhì)量度量獲得了圖象質(zhì)量的一種可度量水平。這一軟件系統(tǒng)的結(jié)果是完全客觀的、可重復(fù)的過(guò)程，這一過(guò)程可由這系統(tǒng)的使用者以比現(xiàn)場(chǎng)工程師在周期地巡查用戶現(xiàn)場(chǎng)所能提供的高得多的頻率調(diào)用。
本發(fā)明的較佳實(shí)施例的圖象質(zhì)量控制軟件將一個(gè)內(nèi)容廣泛的圖象質(zhì)量度量集合應(yīng)用到電子成象系統(tǒng)的圖象采集以及圖象打印功能(激光成象器)上。由于應(yīng)用自動(dòng)數(shù)據(jù)收集方法只有亮度測(cè)量在經(jīng)濟(jì)上可行，故只有這些度量的一個(gè)子集適用于圖象顯示。因而諸如聚焦，變形，或者空間分辨率等這些CRT的幾何誤差不能被測(cè)量。假設(shè)大部分CRT顯示器是足夠可靠的，以至它們的幾何或者空間分辨率的質(zhì)量在現(xiàn)場(chǎng)維護(hù)人員相對(duì)不頻繁的巡視間隙期內(nèi)都是穩(wěn)定的。
在圖4A和4B所示的電子數(shù)字成象系統(tǒng)的自動(dòng)化圖象質(zhì)量控制系統(tǒng)中最關(guān)鍵的位置是圖象采集處，例如在對(duì)應(yīng)于圖2的圖象采集裝置10的數(shù)字化器210的底片數(shù)字化器408。確定質(zhì)量控制硬件和軟件功能最合乎邏輯的點(diǎn)是在存儲(chǔ)器中首先可獲得數(shù)字化圖象之處。圖2的底片數(shù)字化器210當(dāng)然是附屬于一個(gè)主計(jì)算機(jī)209。本發(fā)明的較佳實(shí)施例中的主計(jì)算機(jī)是一臺(tái)基于Unix的以浮點(diǎn)硬件支持圖象處理操作的工作站。計(jì)算機(jī)209中需要的足夠的存儲(chǔ)器以保存樣本圖象409及410，以及用于處理圖象度量的臨時(shí)圖象處理緩存器。這一軟件系統(tǒng)還具有在圖象服務(wù)器201上執(zhí)行的組件，它也是基于Unix的工作站。此外，在使用光度計(jì)414的亮度測(cè)試期間在圖象觀察站422上將需要一個(gè)數(shù)據(jù)收集遠(yuǎn)程程序從測(cè)試中的監(jiān)視器415收集亮度數(shù)據(jù)。
本發(fā)明的較佳實(shí)施例中的軟件是用C/C++開(kāi)發(fā)的，并擬使用平臺(tái)無(wú)關(guān)的(除了浮點(diǎn)硬件支持以外)UNIX操作系統(tǒng)操作。業(yè)內(nèi)專業(yè)人士將容易看出，由于本發(fā)明的較佳實(shí)施例的源代碼是以“C”代碼實(shí)現(xiàn)的，這對(duì)于使用諸如DOS、Macintosh等其它操作系統(tǒng)提供了平臺(tái)無(wú)關(guān)性。
自動(dòng)化圖象質(zhì)量控制軟件組件圖12是對(duì)于本發(fā)明的較佳實(shí)施例自動(dòng)化圖象質(zhì)量控制軟件組件的整體流程圖。圖象質(zhì)量控制用戶界面701與用戶在高層次進(jìn)行通信。軟件的這一管理者組件處理過(guò)程控制，參數(shù)設(shè)定，用戶查詢，及狀態(tài)提示。一個(gè)數(shù)據(jù)庫(kù)維持著保存來(lái)自由軟件702的圖象質(zhì)量控制用戶界面組件701所管理的自動(dòng)化質(zhì)量控制處理的所有的結(jié)果711。
用戶具有通過(guò)圖象采集站軟件715至自動(dòng)化圖象質(zhì)量控制軟件組件的直接通道。事件/資源管理器713是一個(gè)低層次資源管理器，由圖象采集站軟件715用以在低層次控制軟件系統(tǒng)702的資源703、704、705、706、707、708、709、710。這樣，從控制輸入模態(tài)的諸如圖象數(shù)字化器的底片數(shù)字化站軟件715所接收的信息就置于圖象質(zhì)量控制用戶界面701的直接控制之下。
本發(fā)明的較佳實(shí)施例的關(guān)鍵組件是圖象質(zhì)量度量分析核心軟件702(用C代碼寫(xiě)成并包含低層次控制)，用以進(jìn)行對(duì)于系統(tǒng)整體性和性能測(cè)試所需的各種圖象質(zhì)量度量分析?；鶞?zhǔn)對(duì)象描述符文件703，打印機(jī)測(cè)試圖象描述符文件704，配置數(shù)據(jù)文件705，及測(cè)試參數(shù)文件706作為常量輸入到這一軟件分析核702用于測(cè)量從電子數(shù)字成象系統(tǒng)所觀察到的實(shí)際數(shù)值。
圖象質(zhì)量度量分析的結(jié)果是各種輸出文件，諸如CRT顯示LUT(查找表)文件707，打印機(jī)CLUT(對(duì)比度查找表)文件708，數(shù)字化器一類的模態(tài)輸出，LUT文件709和出錯(cuò)文件710。這些度量分析的結(jié)果被存儲(chǔ)在圖象分析結(jié)果數(shù)據(jù)庫(kù)711供以后由有資格的現(xiàn)場(chǎng)人員在確定和識(shí)別系統(tǒng)中的下降源時(shí)使用及查看。
圖象質(zhì)量度量分析核702還依靠一些第三圖象處理宏程序庫(kù)712諸如業(yè)內(nèi)專業(yè)人員所熟知的DIP站或者IP Lab Spectrum。如同以上參照表1所述，本發(fā)明的較佳實(shí)施例能夠進(jìn)行范圍廣泛的圖象質(zhì)量度量以便分析有關(guān)該系統(tǒng)的性能的特性和統(tǒng)計(jì)量詞。以下說(shuō)明用于本發(fā)明的較佳實(shí)施例的各個(gè)度量分析軟件程序。
自動(dòng)化圖象質(zhì)量控制過(guò)程狀態(tài)圖13是表示本發(fā)明的較佳實(shí)施例的自動(dòng)化圖象質(zhì)量控制過(guò)程狀態(tài)圖。這一質(zhì)量控制過(guò)程以系統(tǒng)用戶在圖12的圖象質(zhì)量控制用戶界面701進(jìn)行質(zhì)量控制菜單選擇開(kāi)始。進(jìn)行質(zhì)量控制菜單選擇通過(guò)提出一個(gè)將配置文件定義的有關(guān)測(cè)試或校準(zhǔn)的建議順序提示給用戶的屏幕進(jìn)行。僅有的選項(xiàng)是繼續(xù)，或者使得選擇錯(cuò)誤或者選擇可被取消的工作流程要求。能夠由操作者執(zhí)行的過(guò)程的完整的集合包括底片數(shù)字化器校準(zhǔn)852，底片數(shù)字化器密度測(cè)定測(cè)試853，底片數(shù)字化器幾何測(cè)試854，激光成象器校準(zhǔn)855，激光成象器密度測(cè)定測(cè)試856，激光成象器幾何測(cè)試857，以及圖象存儲(chǔ)和通信測(cè)試858。這些過(guò)程的執(zhí)行順序由以下更為充分說(shuō)明的各種因素所控制。
CRT校準(zhǔn)和測(cè)試過(guò)程通常是由現(xiàn)場(chǎng)服務(wù)工程師使用光度計(jì)完成測(cè)試的。以下參照?qǐng)D22說(shuō)明這一測(cè)試。
圖13表示用于在底片數(shù)字化器站209上執(zhí)行的自動(dòng)化圖象質(zhì)量控制過(guò)程的完整的集合。業(yè)內(nèi)專業(yè)人員容易看出，對(duì)于本發(fā)明的較佳實(shí)施例的電子成象系統(tǒng)的計(jì)算X光照相接口將需要一個(gè)類似于測(cè)試圖象采集裝置的質(zhì)量的過(guò)程狀態(tài)圖。圖13示出可能出現(xiàn)在過(guò)程完整集合的各種步驟之間的狀態(tài)轉(zhuǎn)移通路。圖13的過(guò)程狀態(tài)圖的實(shí)線801、802、808、811、814、819、823、826、828、及829表示對(duì)于在可接受的限度內(nèi)系統(tǒng)操作的過(guò)程的各種狀態(tài)之間成功結(jié)果的通路。狀態(tài)圖其余的通路是在過(guò)程中出錯(cuò)(諸如無(wú)效的校準(zhǔn)結(jié)果)或者圖象質(zhì)量度量已經(jīng)超出“致命”的電平閾值的情形下所取的，以便終止該過(guò)程。
圖13還定義了報(bào)告每一過(guò)程在哪里以記錄文件的形式存儲(chǔ)著其自己的結(jié)果以在它們遇到時(shí)以出錯(cuò)文件的形式另外產(chǎn)生警告或者致命水平的錯(cuò)誤信息的原則。對(duì)于每一度量類型所示的該方法僅產(chǎn)生一種類型的出錯(cuò)信息(警告或者致命的)。并不認(rèn)為度量的警告水平超過(guò)數(shù)是一個(gè)負(fù)面結(jié)果，除非它可由較高水平的軟件用來(lái)產(chǎn)生自動(dòng)服務(wù)提示在具體的范疇中對(duì)于這一組件不久可能出現(xiàn)問(wèn)題(預(yù)測(cè)性服務(wù))。自動(dòng)化圖象質(zhì)量控制應(yīng)用的正常用戶將永遠(yuǎn)不會(huì)看到警告水平的提示。而是這一范疇的出錯(cuò)將僅出現(xiàn)在用作信息目的的系統(tǒng)管理員控制臺(tái)上。對(duì)于每一測(cè)試比較，復(fù)原狀態(tài)被適當(dāng)?shù)馗隆?br> 在每一過(guò)程的終結(jié)時(shí)，信息顯示在指示中斷結(jié)果狀態(tài)的底片數(shù)字化器站屏幕上(警告由于成功的結(jié)果而被掩蓋)。這時(shí)，結(jié)果還被保存。其它結(jié)果被保存用于性能跟蹤并作為幫助檢查組件故障。在完成每一過(guò)程之后，用戶屏幕指示將要執(zhí)行的下一過(guò)程并然后控制到該過(guò)程的通路。
在開(kāi)始狀態(tài)850開(kāi)始時(shí)，控制通過(guò)801到啟動(dòng)程序851。啟動(dòng)程序根據(jù)預(yù)先存儲(chǔ)的測(cè)試設(shè)置信息(該信息必要時(shí)可被修改)提示用戶要進(jìn)行什么測(cè)試。通常，數(shù)字化器校準(zhǔn)測(cè)試852被首先選擇。然而，用戶具有直接選擇數(shù)字化器密度測(cè)試853，激光成象器密度測(cè)試856，或者激光成象器校準(zhǔn)855的選擇余地。
通常的控制是通過(guò)802到數(shù)字化器校準(zhǔn)程序852。數(shù)字化器校準(zhǔn)的正常完成讓控制通過(guò)808到數(shù)字化器密度測(cè)試853。這一測(cè)試的失敗將控制或者是送到圖象存儲(chǔ)和通信測(cè)試858，或者送到致命出錯(cuò)時(shí)的結(jié)束測(cè)試859。
下面執(zhí)行數(shù)字化器密度測(cè)試853。這一測(cè)試的失敗也將控制或者在警告信息的情形下送到圖象存儲(chǔ)及通信測(cè)試，或者送到在這一檢測(cè)致命終結(jié)時(shí)的結(jié)束程序。
隨著數(shù)字化器密度測(cè)試853的正常完成，控制通過(guò)811到達(dá)數(shù)字化器幾何測(cè)試854。又，結(jié)束這一測(cè)試的警告信息將控制送到圖象存儲(chǔ)及通信測(cè)試858，或者在致命終結(jié)的情形下，控制通過(guò)818被送到完成程序859。在一定條件下，數(shù)字化器幾何測(cè)試854將跳過(guò)激光成象器校準(zhǔn)測(cè)試855并將控制送到激光成象器密度測(cè)定法測(cè)試856，或者如果用戶選擇不考慮激光成象器校準(zhǔn)測(cè)試855，則送到激光成象器幾何檢測(cè)857*。
這組測(cè)試的正常流程將控制從數(shù)字化器幾何測(cè)試854送到激光成象器校準(zhǔn)過(guò)程855。這是一個(gè)建議的通路，因?yàn)樾?zhǔn)激光成象器是激光成象器密度測(cè)定測(cè)試過(guò)程856和激光成象器幾何測(cè)試過(guò)程857的一個(gè)重要前奏。又，激光成象器校準(zhǔn)過(guò)程855的警告水平的終結(jié)將控制送到圖象存儲(chǔ)及通信測(cè)試過(guò)程858。激光成象器校準(zhǔn)過(guò)程855的致命終結(jié)將控制送到結(jié)束過(guò)程859。激光成象器校準(zhǔn)過(guò)程855的正常終結(jié)將控制送到激光成象器密度測(cè)定測(cè)試856。
激光成象器密度測(cè)定測(cè)試過(guò)程856能夠隨著警告信息將控制送到圖象存儲(chǔ)和通信測(cè)試過(guò)程858而終結(jié)。激光成象器密度測(cè)定測(cè)試過(guò)程856的致命終結(jié)將控制送到結(jié)束過(guò)程859。激光成象器密度測(cè)定測(cè)試過(guò)程856的正常完成將控制送到激光成象器幾何測(cè)試過(guò)程857。
激光成象器幾何測(cè)試過(guò)程857能夠隨著致命出錯(cuò)終結(jié)測(cè)試，向結(jié)束過(guò)程859直接發(fā)送控制。激光成象器幾何測(cè)試過(guò)程857的正常完成將控制送到圖象存儲(chǔ)和通信測(cè)試過(guò)程858。在所有的情形下，圖象存儲(chǔ)和通信測(cè)試過(guò)程的終結(jié)都將控制送到結(jié)束過(guò)程859，該過(guò)程最后結(jié)束處理而返回開(kāi)始過(guò)程850。
流程圖的詳細(xì)說(shuō)明從用戶的觀點(diǎn)來(lái)說(shuō)，提供一個(gè)最初的屏幕包含列出一個(gè)用于圖13的狀態(tài)圖中所示的測(cè)試過(guò)程的建議執(zhí)行通路。該列表將以對(duì)配置和狀態(tài)變量的最初的評(píng)價(jià)為基礎(chǔ)而不論結(jié)果變量如何。這一列表的目的是使用戶記住測(cè)試的順序。對(duì)用戶給出或者是繼續(xù)或者是完全取消自動(dòng)化圖象質(zhì)量控制處理的選擇。如果繼續(xù)的選項(xiàng)被選中，則啟動(dòng)過(guò)程將控制送到上述五個(gè)后續(xù)過(guò)程之一。圖13中所述的每一個(gè)過(guò)程下面以流程圖的形式更為充分地說(shuō)明。
自動(dòng)化圖象質(zhì)量處理控制流程圖14A是圖13的過(guò)程852,853,854,855,856，和857任何之一的處理流程圖。圖13的每一過(guò)程計(jì)算如圖14A所示數(shù)個(gè)度量。于是，圖13的每一過(guò)程計(jì)算上面參照表1所述的多個(gè)度量。
每一過(guò)程可能計(jì)算不同數(shù)目的度量(如圖14A所示從1到n)。在計(jì)算每一度量902，904，和906之后，進(jìn)行度量測(cè)試、記錄和狀態(tài)更新(TLSU)過(guò)程903，905，和906，該過(guò)程更為詳細(xì)在圖14B中示出。例如，在第一度量經(jīng)計(jì)算902之后，執(zhí)行TLSU處理903。在每一度量的每次計(jì)算之后進(jìn)行的TLSU處理確定什么類型的信息要在記錄文件中報(bào)告。如圖14B所示，如果度量計(jì)算超過(guò)第一閾值電平909，但是沒(méi)有超過(guò)第二閾值電平910，則產(chǎn)生一個(gè)警告信息911并被裝入信息記錄912。如果對(duì)于計(jì)算的度量第二閾值910被超過(guò)，則TLSU程序903將在記錄914中放入一個(gè)致命錯(cuò)誤信息913。于是，該記錄被以每一個(gè)所計(jì)算的度量更新并且度量計(jì)算的結(jié)果與閾值電平比較。
在完成了所有的度量和完成所有的TLSU過(guò)程之后，便執(zhí)行結(jié)果通報(bào)和下一個(gè)狀態(tài)處理(RMNS)程序908以確定圖13中哪一個(gè)狀態(tài)下一個(gè)要被執(zhí)行。結(jié)果通報(bào)和下一個(gè)狀態(tài)處理(RMNS)程序908示于圖14C中。如果例如說(shuō)在任何計(jì)算的度量中遇到一個(gè)致命的錯(cuò)誤，則RMNS程序?qū)⑹沟每刂品祷氐綀D13所示的完成或結(jié)束過(guò)程859。如果計(jì)算出警告信息，則圖13中的下一個(gè)狀態(tài)被計(jì)算并且將控制送到該程序。
底片數(shù)字化器校準(zhǔn)圖15是用于圖13的底片數(shù)字化器校準(zhǔn)過(guò)程的流程圖。數(shù)字化器校準(zhǔn)的目的是要保證被測(cè)量的密度誤差保持在預(yù)定允差之內(nèi)。所采取的方法是使用基準(zhǔn)梯級(jí)楔底片與線性滿標(biāo)數(shù)字化器輸出LUT結(jié)合而獲得原始的數(shù)字化器傳遞函數(shù)。由此，一個(gè)新的LUT被計(jì)算出，當(dāng)該新的LUT加載到數(shù)字化器時(shí)，應(yīng)當(dāng)在實(shí)際的和測(cè)得的密度之間產(chǎn)生預(yù)期的傳遞函數(shù)。對(duì)于Lumisys數(shù)字化器，這對(duì)應(yīng)于具有最低有效位為0.001光學(xué)密度的象素?cái)?shù)值和對(duì)于大于3.6光學(xué)密度的輸入的硬性限制。
這一處理詳示于圖15。首先，預(yù)先存儲(chǔ)的線性滿標(biāo)輸出LUT(即，無(wú)需通常將3600以上限制在3.6的限幅函數(shù))裝入到數(shù)字化器1002。然后該系統(tǒng)提示用戶在1003正確插入梯級(jí)楔底片。一經(jīng)確認(rèn)底片已經(jīng)進(jìn)入1004，底片就在1005被數(shù)字化。底片在1005數(shù)字化之后，梯級(jí)數(shù)字樣本圖象接著在1006被核實(shí)以檢驗(yàn)正確的底片及在正確的方位。失敗將控制送到1007。用戶在1007得到第二次機(jī)會(huì)糾正狀態(tài)。如果第二次不失敗，在1008向用戶給出一信息并在1004處理重新開(kāi)始。如果被指出糾正方位和糾正底片第二次失敗，則在1009記錄該失敗，在1010設(shè)置致命標(biāo)志，并且結(jié)果通報(bào)和下一個(gè)狀態(tài)處理程序在1011被調(diào)用以完成這一過(guò)程。
假設(shè)正確方位和正確底片已被輸入并數(shù)字化，則在1012檢查數(shù)字化樣本圖象是否有條紋。這對(duì)于確認(rèn)數(shù)字化器鏡片是清潔的以及沒(méi)有造成基準(zhǔn)底片明顯的劃痕這兩點(diǎn)是必要的。然后控制被傳送到度量測(cè)試記錄和狀態(tài)更新程序1013，并在1014計(jì)數(shù)條紋的數(shù)目。如果發(fā)現(xiàn)了任何條紋，則在1010記錄致命出錯(cuò)信息并且該過(guò)程在RMNS程序1011結(jié)束。如果沒(méi)有發(fā)現(xiàn)條紋，則控制被傳送到1015，在這里系統(tǒng)產(chǎn)生一個(gè)新的但是不一定是線性的輸出LUT。如果在圖15的這一校準(zhǔn)程序中沒(méi)有出錯(cuò)，則一個(gè)新的OLUT(輸出查找表)被存儲(chǔ)以備后用并裝入數(shù)字化器。
如果已經(jīng)出錯(cuò)或者如果用戶選擇了放棄，則出錯(cuò)狀態(tài)將被記錄并且最新的數(shù)字化器輸出LUT將再存入數(shù)字化器中。執(zhí)行下一個(gè)過(guò)程將如圖13的狀態(tài)圖中所示隨這一測(cè)試的結(jié)果的狀態(tài)而定。注意在這一過(guò)程中，以及在以下結(jié)合圖18A和18B所描述的激光成象器校準(zhǔn)過(guò)程中，不存在據(jù)以計(jì)算出用來(lái)評(píng)價(jià)結(jié)果的效能的單一度量。這些只是簡(jiǎn)單的校準(zhǔn)算法。
底片數(shù)字化器密度測(cè)試過(guò)程圖16A和16B說(shuō)明底片數(shù)字化器測(cè)試過(guò)程。底片數(shù)字化器的密度測(cè)定的測(cè)試通常在成功的校難過(guò)程之后進(jìn)行。這種情形下，系統(tǒng)正在檢驗(yàn)剛剛計(jì)算的輸出LUT產(chǎn)生所需的結(jié)果。這一過(guò)程可通過(guò)跳過(guò)數(shù)字化器校準(zhǔn)和使用現(xiàn)有的LUT調(diào)用。
底片數(shù)字化器密度測(cè)試在1101開(kāi)始時(shí)，提示用戶在1102插入或者也許是再插入基準(zhǔn)梯級(jí)楔底片。在通常的數(shù)字化和檢驗(yàn)之后，在1111如同對(duì)于數(shù)字化器校準(zhǔn)所作的那樣進(jìn)行條紋檢驗(yàn)。又，如果沒(méi)有檢測(cè)到條紋，則進(jìn)行一個(gè)四項(xiàng)測(cè)試的系列絕對(duì)密度誤差1114，最佳適配密度線性1116，對(duì)比度分辨率分析1118，及大面積一致性分析1120。
底片數(shù)字化器幾何測(cè)試過(guò)程流程圖17A和17B說(shuō)明對(duì)底片數(shù)字化器幾何測(cè)試的處理。如果用戶允許幾何測(cè)試，則這一過(guò)程在如圖17A所示在1201開(kāi)始流程。達(dá)到這一過(guò)程需要數(shù)字化器密度測(cè)試過(guò)程已經(jīng)如圖16A和16B所示成功地執(zhí)行。如同在這些程序中通常那樣，提示用戶在步驟1202將幾何測(cè)試底片404插入數(shù)字化器中。如同上述結(jié)合圖15所述那樣，允許帶有一次重試的類似檢驗(yàn)步驟。
幾何測(cè)試以登記由數(shù)字化1210所獲得的圖象的一個(gè)步驟開(kāi)始。因?yàn)樵S多要執(zhí)行的測(cè)試涉及如圖5的幾何/MTF基準(zhǔn)圖象上所示的小的感興趣區(qū)域的精確位置布局，故系統(tǒng)需要知道數(shù)字化時(shí)是否有圖象的任何x或y的平移。根據(jù)使用圖5的登記靶508的登記分析，確定出所有后面測(cè)試都使用的偏移。
在登記之后，如圖17B所示計(jì)算八個(gè)圖象特征抽取及性能度量序列。這八個(gè)方面是內(nèi)掃描速度均勻性分析1212，橫向掃描速度均勻性分析1214，象素大小及長(zhǎng)寬比分析1216，規(guī)范化眩光區(qū)域分析1218，在1220的水平及垂直MTF和若干頻率，周邊均勻性分析1221，掃描位置的開(kāi)始和結(jié)束一致性(跳動(dòng))分析1223，以及掃描晃動(dòng)(激光束晃動(dòng))分析1225。雖然分析將發(fā)現(xiàn)在若干頻率的MTF，實(shí)際上系統(tǒng)幾乎僅在單個(gè)頻率測(cè)試MTF數(shù)值作為性能度量。在本發(fā)明的較佳實(shí)施例中，將測(cè)試在1.0lp/mm或其附近的數(shù)值。
激光成象器校準(zhǔn)過(guò)程流程圖18A和18B是表示激光成象器校準(zhǔn)過(guò)程的流程圖。在本發(fā)明的較佳實(shí)施例中，選擇的激光成象器是從本發(fā)明的受讓人Minnesota Mining andManufocturing Company獲得的型號(hào)No.959或者969激光成象器。969型激光成象器內(nèi)部裝有閉環(huán)密度及對(duì)比度控制機(jī)構(gòu)。這一特性消除了由于密度測(cè)定重復(fù)精度的緣故而需要的定期校準(zhǔn)。然而較早的959型機(jī)器是“開(kāi)環(huán)”的，并由于化學(xué)、底片及激光功率變化的結(jié)果易產(chǎn)生相當(dāng)?shù)拿芏群蛯?duì)比度的變化。于是隨著在電子成象系統(tǒng)中所應(yīng)用的激光成象器類型的不同，由于在激光成象器內(nèi)和不同的激光成象器之間過(guò)分易變，本發(fā)明的較佳實(shí)施例的自動(dòng)化圖象質(zhì)量控制功能用于對(duì)激光成象器校準(zhǔn)和保持其適當(dāng)?shù)目刹僮餍允潜夭豢缮俚摹?br> 用于從樣本底片獲得打印的底片密度的反饋裝置是圖4A和4B的底片數(shù)字化器408。然而某些系統(tǒng)可能沒(méi)有底片數(shù)字化器408作為主要輸入模態(tài)。例如，計(jì)算機(jī)X光照相輸入模態(tài)可能取代數(shù)字化器。這種情形下，在系統(tǒng)中將裝有自掃描光點(diǎn)型密度計(jì)作為密度測(cè)定反饋裝置。
成象器校準(zhǔn)處理示于圖18A和18B中。首先在1302將標(biāo)稱密度設(shè)置和線性CLUT裝入到將要被校準(zhǔn)的成象器。然后在1303發(fā)出打印請(qǐng)求。待打印的樣本底片將取決于在圖4A和4B的系統(tǒng)中是否存在有數(shù)字化器。如果有，則在1309打印出梯級(jí)楔。否則將出一張帶有適于供密度計(jì)讀取的嵌入測(cè)試模圖的底片。用戶被提示在1310進(jìn)行處理或者檢索結(jié)果樣本底片并將它放置在適當(dāng)?shù)淖x取裝置中。如果在1309已經(jīng)制成梯級(jí)楔，則它在1312與1313被數(shù)字化并檢驗(yàn)正確方位，正好像在上面結(jié)合圖15敘述的數(shù)字化器校準(zhǔn)與測(cè)試過(guò)程一樣。在底片被檢驗(yàn)之后，在1314進(jìn)行條紋分析。如果系統(tǒng)在1304正在應(yīng)用密度計(jì)，則在1308進(jìn)行方位檢測(cè)。然而，在1314的條紋測(cè)試和分析將被跳過(guò)，因?yàn)檫@不能用光電閱讀裝置進(jìn)行。
然后，供成象器用的新的CLUT在1317產(chǎn)生。這一處理將檢查打印的底片Dmax(獲得的最大密度)并決定是否要需要作出任何密度調(diào)節(jié)。這時(shí)，要作一次檢驗(yàn)以看看是否完全獲得了理想的密度，或者是否必須作出折衷平衡處理。如果發(fā)現(xiàn)可以作出密度改變，則CLUT生成處理將結(jié)束而不必在1322置DONE標(biāo)志為真。它還將輸出將被使用的新的密度。在這點(diǎn)，一個(gè)新的樣本底片將產(chǎn)生并將重復(fù)該步驟。
CLUT生成算法將通過(guò)置DONE為真而發(fā)出完成信號(hào)。這時(shí)，它還將設(shè)置適當(dāng)?shù)木婊蛘咧旅鲥e(cuò)標(biāo)志指示所達(dá)到的校準(zhǔn)結(jié)果的類型。這種情形下的警告將被解釋為意味著只有在對(duì)所需的Dmax件出折衷平衡處理之后才能成功完成成象器校準(zhǔn)。當(dāng)發(fā)現(xiàn)甚至連折衷平衡處理的Dmax也不會(huì)獲得時(shí)則出現(xiàn)致命錯(cuò)誤。
最后，新的CLUT保存到圖象服務(wù)器的默認(rèn)LUT文件中供進(jìn)一步的打印請(qǐng)求之用。它還作為命名的結(jié)果文件保存起來(lái)供以后在將來(lái)出錯(cuò)時(shí)恢復(fù)。在校準(zhǔn)過(guò)程中所獲得的其它結(jié)果也在RMNS程序1323保存。然后處理過(guò)程的下一步由RMNS程序決定將圖13中所示的控制流程從激光成象器校準(zhǔn)過(guò)程855移動(dòng)到下一步。
激光成象器密度測(cè)試過(guò)程流程圖19A和19B說(shuō)明了激光成象器密度測(cè)試過(guò)程流程。激光成象器密度測(cè)試可以或者作為剛剛計(jì)算的CLUT的定標(biāo)后的檢驗(yàn)或者從如圖13中所示的數(shù)字化器測(cè)試序列直接進(jìn)入。在這兩種情形下，圖19A和19B的這一過(guò)程完全如同圖18A和18B中所示的激光成象器校準(zhǔn)那樣開(kāi)始。在打印適當(dāng)?shù)臉颖镜灼?，掃描及?shù)字化和檢驗(yàn)步驟之后，實(shí)際的密度測(cè)定測(cè)試在圖19B開(kāi)始。圖19B中的測(cè)試和圖18A與18B的數(shù)字化器密度測(cè)定測(cè)試中所作的測(cè)試之間的區(qū)別在于使用了不同的描述符文件與測(cè)試閾值集合。用于成象器測(cè)試的描述符文件是考慮到出現(xiàn)在打印時(shí)的圖象的縮小，以及在激光成象的底片中修改預(yù)期的密度特性。考慮到以前數(shù)字化的樣本圖象將包含由于成象器和數(shù)字化器兩者造成的下降的事實(shí)，測(cè)試結(jié)果文件將不同。于是，用于測(cè)試該結(jié)果的閾值將放寬到足以顧及所引起的級(jí)聯(lián)影響。還要注意，如果密度計(jì)被用來(lái)獲得數(shù)據(jù)，則均勻性429及對(duì)比度分辨率測(cè)試427這最后兩個(gè)步驟將被跳過(guò)。
激光成象器幾何測(cè)試過(guò)程圖20A和20B說(shuō)明了激光成象器幾何測(cè)試過(guò)程的流程。這一過(guò)程當(dāng)可行時(shí)，僅能夠與底片數(shù)字化器結(jié)合進(jìn)行，并將以同對(duì)于數(shù)字化器幾何測(cè)試過(guò)程類似的方式進(jìn)行，所不同之處在于對(duì)幾何樣本底片將參照不同的描述符文件。而且，用于各種MTF和幾何度量的測(cè)試閾值將不同于數(shù)字化器的情形，這是由于級(jí)聯(lián)下降，底片色彩的差別及激光成象器與底片數(shù)字化器之間一般不同性能表現(xiàn)的關(guān)系。
圖象存儲(chǔ)與通信檢測(cè)過(guò)程流程如上所述，圖象質(zhì)量下降的另一種形式是由于在圖象數(shù)據(jù)通過(guò)系統(tǒng)移動(dòng)時(shí)通信和存儲(chǔ)通路中的故障。在本發(fā)明的較佳實(shí)施例中，圖象通信錯(cuò)誤可能出現(xiàn)在數(shù)字化器和底片數(shù)字化器主機(jī)之間，從底片數(shù)字化器主機(jī)通過(guò)以太網(wǎng)到圖象服務(wù)器之間，以及從圖象服務(wù)器通過(guò)光纖到觀察站之間。在圖象觀察站中，故障也可能出現(xiàn)只是影響成象。圖象存儲(chǔ)錯(cuò)誤可能出現(xiàn)在底片成象器主機(jī)和圖象服務(wù)器中的盤(pán)上。
對(duì)于這類錯(cuò)誤的測(cè)試的一個(gè)方法是在系統(tǒng)的每一點(diǎn)處存儲(chǔ)同一測(cè)試圖象文件的多個(gè)復(fù)制件，并然后從點(diǎn)到點(diǎn)移動(dòng)復(fù)制件。在每一點(diǎn)在傳輸?shù)膱D象與存儲(chǔ)的圖象之間進(jìn)行比較。圖象的應(yīng)用不是嚴(yán)格要求的，但是從軟件的觀點(diǎn)而言可能是極為方便的。重要的是數(shù)據(jù)量類似于或者大于任何圖象文件的數(shù)據(jù)量，以及被轉(zhuǎn)移的數(shù)據(jù)集是以可預(yù)測(cè)的方式對(duì)圖象文件的所有位和所有可能的二進(jìn)制數(shù)值進(jìn)行。
對(duì)相應(yīng)于圖象尺寸的數(shù)據(jù)量的移動(dòng)要求起因于需要測(cè)試通信或存儲(chǔ)通路中的隨機(jī)或者偽隨機(jī)故障。通過(guò)增加進(jìn)行轉(zhuǎn)移或者存儲(chǔ)操作的時(shí)間，發(fā)現(xiàn)隨機(jī)出錯(cuò)故障的概率會(huì)更高些。
圖21示出進(jìn)行上述測(cè)試的一個(gè)處理過(guò)程。該處理過(guò)程順著從底片數(shù)字化器到顯示點(diǎn)的過(guò)程鏈上播下所存儲(chǔ)的圖象的復(fù)制件。在每一結(jié)點(diǎn)處，進(jìn)行圖象比較及錯(cuò)誤記錄。所有的錯(cuò)誤將集中到系統(tǒng)中，在系統(tǒng)中它們將被輸入到結(jié)果記錄文件里。測(cè)試的這一形式將對(duì)系統(tǒng)的所有的用戶提供額外的信任驗(yàn)證，使得確信圖象質(zhì)量控制是在所有的層次送達(dá)的。這不意味著用添加的診斷代替測(cè)試整個(gè)系統(tǒng)所應(yīng)用的主機(jī)內(nèi)的總線、CPU及存儲(chǔ)器。
自動(dòng)化圖象質(zhì)量控制結(jié)束過(guò)程在完成圖13中所需要和所述的所有過(guò)程時(shí)，或者從上述任何過(guò)程中放棄操作時(shí)，調(diào)用結(jié)束過(guò)程。在這過(guò)程中，一個(gè)簡(jiǎn)明的屏幕呈現(xiàn)給用戶，屏幕示出所有其它過(guò)程的完成狀態(tài)。這一屏幕是表示上述所有過(guò)程的最后狀態(tài)的一個(gè)簡(jiǎn)單格式。
圖象觀察站處理狀態(tài)圖22是表示用于圖象觀察站的自動(dòng)化圖象質(zhì)量控制系統(tǒng)的一個(gè)狀態(tài)圖。如上所述，該系統(tǒng)只是試圖提供被顯示圖象的亮度特性的控制。這是為了在兩個(gè)主要方面保證圖象質(zhì)量。
在第一方面，系統(tǒng)將調(diào)節(jié)從所獲得的象素?cái)?shù)值變到顯示亮度的傳遞函數(shù)，使得用戶所看到的軟復(fù)制圖象與同一用戶觀察光箱上的一個(gè)原件底片所看見(jiàn)的圖象“匹配”。當(dāng)然，CRT顯示器的絕對(duì)的亮度僅是光箱亮度的一部分，但是這里的目的是保持在所觀察的圖象中的相對(duì)對(duì)比度。軟拷貝與來(lái)源匹配的這一概念可被推廣到本發(fā)明的較佳實(shí)施例的其它模態(tài)，包括來(lái)自計(jì)算機(jī)X光照相術(shù)單元、MRI或者CT掃描的圖象。這些情形下，對(duì)象將或者與最初顯示給這些系統(tǒng)的操作者(他們?cè)?jīng)擁有窗口/水平的圖象)的圖象匹配，或者與在這些系統(tǒng)正常使用時(shí)所產(chǎn)生的硬拷貝匹配。在本發(fā)明的較佳實(shí)施例中，僅說(shuō)明CRT與原件x-光圖象的匹配。
在第二個(gè)主要方面，用在電子成象系統(tǒng)中的所有監(jiān)視器之間的亮度特性將被匹配。這一特性在用戶具有雙頭顯示的地方是特別嚴(yán)格的。主要是成對(duì)的圖象要以相同的對(duì)比度和亮度顯示給用戶供比較。這一處理還要消除一對(duì)監(jiān)視器之間的灰度系數(shù)特性的變化，有時(shí)要消除在給定的裝置中所有的監(jiān)視器之間的變化。
為了進(jìn)行這兩種匹配，執(zhí)行如圖22中所示的一系列過(guò)程。有三個(gè)主要功能過(guò)程，包括CRT校準(zhǔn)1703，CRT測(cè)試1704，以及監(jiān)視器匹配1707。CRT校準(zhǔn)過(guò)程獲得給定的監(jiān)視器的特性，并使用這一數(shù)據(jù)結(jié)合預(yù)定的由源變到被觀察圖象的變換函數(shù)產(chǎn)生一個(gè)新的的顯示LUT。
一旦新的顯示LUT產(chǎn)生，它就可被向下裝入并可對(duì)一系列已知的圖象測(cè)試以檢驗(yàn)硬件的功能。在這兩個(gè)過(guò)程中，通過(guò)在臨時(shí)基礎(chǔ)上用具有一系列數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)輸出的光度計(jì)擴(kuò)充系統(tǒng)而獲得亮度數(shù)據(jù)。一個(gè)來(lái)自Tekronics的型號(hào)為J17的這種裝置具有RS232端口，可與主機(jī)一同用來(lái)命令讀取和向主機(jī)加載亮度讀取。在本發(fā)明的較佳實(shí)施例中，現(xiàn)場(chǎng)工程師將連接光度計(jì)到用作被測(cè)試監(jiān)視器的圖象觀察站。這兩個(gè)過(guò)程提示用戶在哪里放置光度計(jì)讀取頭，并然后不要用戶介入就可取得全部數(shù)據(jù)。
圖22表示適于圖象觀察站的一頭和雙頭兩個(gè)模式的這些校準(zhǔn)和測(cè)試過(guò)程的排序。該系統(tǒng)提供了跳過(guò)測(cè)試和檢驗(yàn)顯示LUT硬件的選項(xiàng)。
一旦校準(zhǔn)階段完成，監(jiān)視器匹配過(guò)程1707就開(kāi)始。在這過(guò)程中，系統(tǒng)將試圖將改變剛剛產(chǎn)生的顯示LUT的比例尺度使得一個(gè)或者兩個(gè)當(dāng)前圖象觀察站監(jiān)視器或者彼此匹配或者與系統(tǒng)所有其余的監(jiān)視器匹配。確切的方法通過(guò)附加控制變量確定，這些變量規(guī)定是全部匹配，還是另一種匹配，比如說(shuō)“僅是成對(duì)匹配”。這樣，對(duì)于如何匹配系統(tǒng)監(jiān)視器用戶具有完全的靈活性。注意，如果系統(tǒng)正在匹配所有的監(jiān)視器，則這過(guò)程將整體地作用于所有監(jiān)視器的顯示LUT以改變它們的比例尺使之與剛剛確定的增加/降低亮度特性匹配。這是一個(gè)高度的遞歸處理過(guò)程。
CRT板準(zhǔn)過(guò)程圖23是表示CRT校準(zhǔn)過(guò)程的流程圖。在1802將以屏上對(duì)話和示出在被測(cè)試監(jiān)視器上何處放置光度計(jì)讀取頭的圖形提示維護(hù)人員。一旦放置被確認(rèn)，則在1803采集原始的CRT亮度數(shù)據(jù)。這一處理執(zhí)行一系列全屏幕填滿用光度計(jì)的亮度讀取采樣跟蹤的已知數(shù)字?jǐn)?shù)值。這產(chǎn)生對(duì)實(shí)際亮度命令數(shù)值的一個(gè)陣列，表征監(jiān)視器的灰度系數(shù)，熒光體，和最小/最大亮度設(shè)置。
在獲得了亮度數(shù)據(jù)之后，要對(duì)預(yù)先設(shè)置的最小和最大電平進(jìn)行核實(shí)以確定是否需要黑色電平和滿標(biāo)的亮度的人工調(diào)節(jié)。如果什么都不需要，則計(jì)算新的顯示LUT。LUT生成處理過(guò)程返回，新LUT的一個(gè)單度量最小被檢測(cè)斜率。這是新的顯示LUT的“良好性”的一個(gè)測(cè)度，并且如果發(fā)現(xiàn)它可接受，則將LUT數(shù)據(jù)用于后繼的測(cè)試和/或與其它監(jiān)視器的匹配。該系統(tǒng)還允許在亮度上強(qiáng)制超出當(dāng)前建立的限制。這一特性允許在由于電源電壓不足或者CRT老化而不能被調(diào)節(jié)的情形下對(duì)湊合著用的監(jiān)視器校準(zhǔn)。
CRT測(cè)試過(guò)程圖24描述了CRT測(cè)試過(guò)程的流程。以下的顯示LUT生成是檢驗(yàn)步驟，該步驟象在其它性能度量中那樣求出和測(cè)試亮度誤差統(tǒng)計(jì)量。在1902再次提示用戶保證光度計(jì)要正確地放置到被測(cè)試的CRT上。在確認(rèn)之后，顯示LUT硬件用剛剛在1903所計(jì)算出的LUT數(shù)據(jù)加載。下一步，起動(dòng)一個(gè)向被選擇的監(jiān)視器供給已知數(shù)值的圖象的采集處理過(guò)程。這一過(guò)程使得LUT硬件獲得變換的亮度數(shù)值。由于LUT硬件的測(cè)試能夠使用其它的，較少耗時(shí)的診斷進(jìn)行，故提供了一個(gè)繞過(guò)這一形式的顯示LUT檢驗(yàn)的選項(xiàng)。
監(jiān)視器匹配過(guò)程圖25是表示監(jiān)視器匹配過(guò)程的流程圖。這一過(guò)程僅當(dāng)用戶希望整體地匹配所有CRT時(shí)才被調(diào)用。一旦這一過(guò)程開(kāi)始，要進(jìn)行一個(gè)檢驗(yàn)以便看看是否只要求匹配監(jiān)視器對(duì)。第一步檢驗(yàn)至少要有兩個(gè)監(jiān)視器進(jìn)行匹配。這一步驟或者通過(guò)查看剛剛執(zhí)行的校準(zhǔn)的狀態(tài)，或者通過(guò)檢驗(yàn)系統(tǒng)中所有其它監(jiān)視器的狀態(tài)完成。一旦進(jìn)行了檢驗(yàn)，則在2005開(kāi)始匹配監(jiān)視器的處理。在這一處理中，找出帶有最大值亮度最低的監(jiān)視器。然后帶有較高亮度的所有監(jiān)視器的顯示LUT被改變比例尺度使得它們的最大亮度匹配先前所確定的最小上限。在這一處理過(guò)程中，需要利用對(duì)一個(gè)早些時(shí)得到的給定CRT以前所獲得原始特征數(shù)據(jù)。匹配處理過(guò)程本身不會(huì)產(chǎn)生任何誤差。相反，它返回改變了比例尺度的顯示LUT的得數(shù)以及指示哪一個(gè)被改變比例尺度哪一個(gè)用作為主裝置的CRT標(biāo)識(shí)數(shù)的一個(gè)集合。當(dāng)它不能找到至少兩個(gè)被作用的監(jiān)視器時(shí)，整個(gè)監(jiān)視器匹配過(guò)程僅產(chǎn)生一個(gè)致命電平的錯(cuò)誤。
圖象觀察站結(jié)束過(guò)程如同以上結(jié)合自動(dòng)圖象質(zhì)量控制FDS應(yīng)用的說(shuō)明，所有其他過(guò)程都通到用于圖22的圖象觀察站處理的結(jié)束過(guò)程1708。在處理過(guò)程中這點(diǎn)唯一的作用是確認(rèn)屏幕和退出測(cè)試程序。這時(shí)，有關(guān)這一圖象觀察站和任何其它受到影響的觀察站的狀態(tài)的信息被傳送并被顯示。結(jié)束的程序的概括屏幕將簡(jiǎn)單地顯示圖13中所示過(guò)程的最終狀態(tài)為成功，故障，未操作，放棄或者未被執(zhí)行。
結(jié)論雖然在此說(shuō)明和描述了特定的實(shí)施例，業(yè)內(nèi)一般專業(yè)人員將能夠理解，任何為了達(dá)到同一目的所作的計(jì)算安排可代替所示的該特定實(shí)施例。這一申請(qǐng)旨在覆蓋本發(fā)明的任何修改或者變例。因而，其明顯的意圖是本發(fā)明僅由權(quán)利要求及其等價(jià)說(shuō)明限定。
權(quán)利要求
1.一種自動(dòng)測(cè)量電子數(shù)字成象系統(tǒng)的功能組件性能的方法，包括步驟對(duì)于已知的良好系統(tǒng)的組件存儲(chǔ)度量閾值；從有關(guān)基準(zhǔn)對(duì)象采集樣本圖象以產(chǎn)生代表基準(zhǔn)對(duì)象的一組象素?cái)?shù)據(jù)；測(cè)量從該組象素?cái)?shù)據(jù)所選出的屬性并從中產(chǎn)生一組特征統(tǒng)計(jì)量；比較該組特征統(tǒng)計(jì)量與度量閾值；以及指出是否有該組特征統(tǒng)計(jì)量的任何一個(gè)落在任何一個(gè)度量閾值之下。
2.根據(jù)權(quán)利要求1的方法，還包括確定可能造成該組特性統(tǒng)計(jì)量任何一個(gè)落到度量閾值之下的特定功能組件的步驟。
3.根據(jù)權(quán)利要求2的方法，還包括指示引起該組特征統(tǒng)計(jì)量特定的一個(gè)落到對(duì)應(yīng)的度量閾值的特定的一個(gè)之下的特定功能組件故障原因的步驟。
4.根據(jù)權(quán)利要求1的方法，還包括步驟存儲(chǔ)對(duì)應(yīng)于該組特征統(tǒng)計(jì)量的在準(zhǔn)特征數(shù)據(jù)組；以及從基準(zhǔn)特征的數(shù)據(jù)組產(chǎn)生基準(zhǔn)對(duì)象用于測(cè)量電子數(shù)字成象系統(tǒng)的輸出模態(tài)。
5.根據(jù)權(quán)利要求1的方法，還包括通過(guò)調(diào)節(jié)查找表中的數(shù)值而對(duì)電子成象系統(tǒng)的功能組件校準(zhǔn)的步驟，查找表中每一個(gè)數(shù)值對(duì)應(yīng)于每一個(gè)系統(tǒng)組件。
6.根據(jù)權(quán)利要求1的方法，還包括從作為基準(zhǔn)對(duì)象的基準(zhǔn)底片采集樣本圖象的步驟。
7.根據(jù)權(quán)利要求1的方法，還包括從作為基準(zhǔn)對(duì)象的三維仿真模型采集樣本圖象的步驟。
8.根據(jù)權(quán)利要求6的方法，還包括從存儲(chǔ)的基準(zhǔn)特征的數(shù)據(jù)組產(chǎn)生基準(zhǔn)對(duì)象以便測(cè)量電子數(shù)字成象系統(tǒng)的輸出功能組件的步驟。
9.根據(jù)權(quán)利要求8的方法，還包括測(cè)量基準(zhǔn)對(duì)象中的行線性，包括分步驟用象素?cái)?shù)據(jù)的子集內(nèi)的象素?cái)?shù)據(jù)進(jìn)行感興趣區(qū)域的計(jì)算以產(chǎn)生一個(gè)一象素寬度的行；對(duì)一象素寬度的行計(jì)算出一個(gè)最佳擬合線；以及作為對(duì)電子數(shù)字成象系統(tǒng)的功能組件的線性幾何性能的一個(gè)度量，測(cè)量一象素寬度的行對(duì)最佳擬合線的最大偏差。
10.一種自動(dòng)圖象質(zhì)量控制系統(tǒng)，包括一個(gè)輸入模態(tài)；輸出模態(tài)；圖象存儲(chǔ)器；連接到圖象存儲(chǔ)器，輸入模態(tài)和輸出模態(tài)的并具有用于執(zhí)行以下步驟的裝置的一個(gè)處理器存儲(chǔ)對(duì)于已知良好系統(tǒng)組件的度量閾值；從一個(gè)基準(zhǔn)對(duì)象采集一個(gè)樣本圖象以產(chǎn)生表示物理基準(zhǔn)對(duì)象的一個(gè)象素?cái)?shù)據(jù)組；測(cè)量從該組象素?cái)?shù)據(jù)所選出的屬性并從中產(chǎn)生一組特征統(tǒng)計(jì)量；比較該組特征統(tǒng)計(jì)量與度量閾值；以及指出是否有該組特征統(tǒng)計(jì)量的任何一個(gè)落到任何一個(gè)度量閾值之下。
全文摘要
本發(fā)明是用于自動(dòng)檢測(cè)電子數(shù)字成象系統(tǒng)的功能部件的一個(gè)系統(tǒng)、裝置和方法。系統(tǒng)包括圖象采集、存儲(chǔ)、顯示，通信和打印裝置。本發(fā)明依靠閉環(huán)計(jì)算機(jī)分析以便通過(guò)自動(dòng)測(cè)量從分析包含在特定的基準(zhǔn)圖象中的特征的已知集合所推導(dǎo)出的一個(gè)圖象質(zhì)量度量集合來(lái)檢測(cè)系統(tǒng)部件。該度量與從被測(cè)系統(tǒng)組件的預(yù)期性能的先驗(yàn)信息所獲得的數(shù)值進(jìn)行比較。例如，閉環(huán)分析通過(guò)使用采集組件測(cè)量其輸入為參照?qǐng)D象的打印組件的輸出而測(cè)量系統(tǒng)的打印組件的質(zhì)量，然后測(cè)試從采得的樣本圖象所獲得的統(tǒng)計(jì)度量以確定系統(tǒng)下降源。圖象質(zhì)量度量稱為一個(gè)度量集合，它包含了有關(guān)圖象質(zhì)量下降的主要方式的檢測(cè)的綜合集合象素?cái)?shù)值完整性，象素位置完整性(幾何變形)和空間分辨率。度量集合是供自動(dòng)執(zhí)行大量的圖象質(zhì)量測(cè)量和將所得的檢測(cè)數(shù)據(jù)化簡(jiǎn)為可以管理的結(jié)果，使得可向系統(tǒng)操作者給出簡(jiǎn)單的行不行的結(jié)果。此外，度量集合可用于根據(jù)分析數(shù)據(jù)為現(xiàn)場(chǎng)服務(wù)人員指示和確定系統(tǒng)故障地點(diǎn)。
文檔編號(hào)H04N1/407GK1147889SQ95192943
公開(kāi)日1997年4月16日 申請(qǐng)日期1995年4月21日 優(yōu)先權(quán)日1994年5月13日
發(fā)明者羅納德·C·雷坦 申請(qǐng)人:明尼蘇達(dá)州采礦制造公司