專利名稱：膠片數(shù)字化系統(tǒng)及方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及膠片數(shù)字化系統(tǒng)及方法，特別涉及X光膠片數(shù)字化系統(tǒng)及方法。
背景技術(shù)：
盡管數(shù)字放射線攝影系統(tǒng)，如計(jì)算機(jī)X光攝影系統(tǒng)(CR)或數(shù)字化X光攝影系統(tǒng) (DR)已經(jīng)為大多數(shù)城市醫(yī)院所采用，但在經(jīng)濟(jì)條件相對(duì)落后的鄉(xiāng)村醫(yī)院中仍然廣泛使用膠片式的X光攝影系統(tǒng)。為了醫(yī)療資源共享，現(xiàn)在已經(jīng)建立起遠(yuǎn)程診斷機(jī)制，大多數(shù)區(qū)域都可以通過(guò)網(wǎng)絡(luò)來(lái)實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程診斷。遠(yuǎn)程診斷的一個(gè)重要依據(jù)就是病人的X光圖像。因此，就需要將膠片上記錄的圖像進(jìn)行數(shù)字化后輸入計(jì)算機(jī)，以便于通過(guò)網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行傳送，從而實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程診斷。一種可以采用的膠片數(shù)字化的方案是使用掃描儀對(duì)膠片上的圖像進(jìn)行掃描，并將掃描得到的數(shù)字化圖像輸入至計(jì)算機(jī)。市場(chǎng)上的商用膠片掃描儀通常采用線掃描技術(shù)。然而，使用線掃描技術(shù)的掃描儀由于其機(jī)械結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜，且通常需要有價(jià)格昂貴的高靈敏度圖像檢測(cè)裝置，因此造價(jià)不菲。城市等經(jīng)濟(jì)比較發(fā)達(dá)地區(qū)的醫(yī)院可以使用這種采用線掃描技術(shù)的掃描儀對(duì)膠片進(jìn)行精細(xì)掃描，但對(duì)于鄉(xiāng)村等經(jīng)濟(jì)相對(duì)落后地區(qū)的醫(yī)院來(lái)說(shuō)，使用線掃描技術(shù)的掃描儀就太過(guò)昂貴。因此，使用線掃描技術(shù)的掃描儀不利于在鄉(xiāng)村醫(yī)院中推另一種可以采用的膠片數(shù)字化的方案是使用數(shù)碼照相裝置，如數(shù)碼相機(jī)或數(shù)碼攝像機(jī)，對(duì)膠片進(jìn)行拍照，并將數(shù)碼照片輸入計(jì)算機(jī)。這種技術(shù)屬于面掃描技術(shù)。然而，由于數(shù)碼相機(jī)的動(dòng)態(tài)范圍(有效位數(shù)通常是8比特)小于膠片的動(dòng)態(tài)范圍，在將膠片上的圖像轉(zhuǎn)換為數(shù)碼照片的過(guò)程中會(huì)導(dǎo)致一些細(xì)節(jié)信息丟失。US 4652735及US 5221848專利文獻(xiàn)中公開(kāi)了在線掃描技術(shù)中，采用不同靈敏度的傳感單元獲得多幅數(shù)字圖像來(lái)合成最終的數(shù)字圖像的改進(jìn)性方案，然而這些方案仍舊以線掃描技術(shù)為基礎(chǔ)，因而成本很高，不利于在鄉(xiāng)村醫(yī)院中實(shí)施。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明實(shí)施例提供膠片數(shù)字化系統(tǒng)和方法，具有成本低且獲得的數(shù)字化圖像動(dòng)態(tài)范圍大的優(yōu)點(diǎn)本發(fā)明實(shí)施例提供一種膠片數(shù)字化系統(tǒng)，包括光源，位于需要進(jìn)行數(shù)字化的膠片的一側(cè)，用于對(duì)所述膠片進(jìn)行照明；數(shù)碼照相裝置，位于所述膠片的另一側(cè)，用于獲取所述膠片的數(shù)字化圖像；控制處理裝置，用于對(duì)所述光源的亮度和所述數(shù)碼照相裝置進(jìn)行控制， 以使得所述數(shù)碼照相裝置在不同亮度照明條件下分別獲取所述膠片的數(shù)字化圖像，并且將在不同亮度照明條件下分別獲取的數(shù)字化圖像進(jìn)行合成，以獲得最終的數(shù)字化圖像。在一具體實(shí)施例中，所述控制處理裝置可以包括主單元，用于對(duì)所述光源的亮度和所述數(shù)碼照相裝置進(jìn)行控制，以使得所述數(shù)碼照相裝置在不同的亮度照明條件下分別獲取所述膠片的數(shù)字化圖像；存儲(chǔ)器，用于存儲(chǔ)在不同亮度照明條件下分別獲取的數(shù)字化圖像；以及現(xiàn)場(chǎng)可編程門(mén)陣列，用于將在不同亮度照明條件下分別獲取的數(shù)字化圖像進(jìn)行合成，以獲得最終的數(shù)字化圖像。所述數(shù)碼照相裝置是數(shù)碼相機(jī)或數(shù)碼攝像機(jī)。所述膠片記錄有通過(guò)X光拍攝獲得的圖像。根據(jù)本發(fā)明一實(shí)施例的膠片數(shù)字化系統(tǒng)還包括暗盒，用于將所述光源、所述膠片以及所述數(shù)碼照相裝置密封，使得環(huán)境光線不能進(jìn)入密封后的所述光源、所述膠片以及所述數(shù)碼照相裝置所在的空間。本發(fā)明實(shí)施例提供一種膠片數(shù)字化方法，該方法包括在需要進(jìn)行數(shù)字化的膠片的一側(cè)布置光源，用于對(duì)所述膠片進(jìn)行照明，在所述膠片的另一側(cè)布置數(shù)碼照相裝置，用于獲取所述膠片的數(shù)字化圖像；對(duì)所述光源的亮度和所述數(shù)碼照相裝置進(jìn)行控制，使得所述數(shù)碼照相裝置在不同亮度照明條件下分別獲取所述膠片的數(shù)字化圖像；以及將在不同亮度照明下分別獲取的所述膠片的數(shù)字化圖像進(jìn)行合成，以獲得最終的數(shù)字化圖像。在一具體實(shí)施例中，將在不同亮度照明條件下分別獲取的數(shù)字化圖像進(jìn)行合成可以包括將在不同亮度照明條件下分別獲取的各幅數(shù)字化圖像中的各個(gè)相應(yīng)像素的值分別乘以加權(quán)系數(shù)后相加，得到最終的數(shù)字化圖像的相應(yīng)像素的值。在一具體實(shí)施例中，對(duì)所述光源的亮度和所述數(shù)碼照相裝置進(jìn)行控制，使得所述數(shù)碼照相裝置在不同亮度照明條件下分別獲取的數(shù)字化圖像可以包括控制所述光源，使其發(fā)出的光具有一亮度，并且設(shè)置所述數(shù)碼照相裝置的參數(shù)，使其在該亮度照明條件下獲取所述膠片的一幅數(shù)字化圖像；判斷是否已獲得全部需要的數(shù)字化圖像，如果是，則對(duì)獲得的數(shù)字化圖像進(jìn)行合成，否則，繼續(xù)控制所述光源，使其發(fā)出的光具有另一不同的亮度，并且設(shè)置所述數(shù)碼照相裝置的參數(shù)，使其在在另一不同的亮度照明條件下獲取所述膠片的另一幅數(shù)字化圖像。在一種情況下，所獲得的數(shù)字化圖像中至少有一副數(shù)字化圖像包括膠片上最暗部分的細(xì)節(jié)信息。在另一種情況下，所獲得的數(shù)字化圖像中至少有一副數(shù)字化圖像包括膠片上最亮部分的細(xì)節(jié)信息。在又一種情況下，所獲得的數(shù)字化圖像中至少有一副數(shù)字化圖像包括膠片上中間亮度部分的細(xì)節(jié)信息。在一具體實(shí)施例中，該膠片數(shù)字化的方法可以進(jìn)一步包括為合成最終的數(shù)字化圖像所使用的各幅數(shù)字化圖像的獲取設(shè)定光源的參數(shù)和數(shù)碼照相裝置的參數(shù)。例如，可以根據(jù)膠片上記錄的圖像的類型，確定光源的基準(zhǔn)亮度以及數(shù)碼照相裝置的基準(zhǔn)參數(shù)；控制所述數(shù)碼照相裝置使用所述基準(zhǔn)參數(shù)在基準(zhǔn)亮度照明條件下獲取膠片的基準(zhǔn)數(shù)字化圖像；對(duì)所述基準(zhǔn)數(shù)字化圖像進(jìn)行分析，根據(jù)分析結(jié)果為合成最終的數(shù)字化圖像所使用的各幅數(shù)字化圖像的獲取確定光源的參數(shù)以及數(shù)碼照相裝置的參數(shù)。在一具體實(shí)施例中，對(duì)所述基準(zhǔn)數(shù)字化圖像進(jìn)行分析，根據(jù)分析結(jié)果為合成最終的數(shù)字化圖像所使用的各幅數(shù)字化圖像的獲取設(shè)定光源的參數(shù)和數(shù)碼照相裝置的參數(shù)可以包括確定所述基準(zhǔn)數(shù)字化圖像的整體的對(duì)比度和亮度，然后根據(jù)所述的整理對(duì)比度和亮度為合成最終的數(shù)字化圖像所使用的各幅數(shù)字化圖像的獲取確定光源參數(shù)和數(shù)碼照相裝置的參數(shù)。
在另一具體實(shí)施例中，對(duì)所述基準(zhǔn)數(shù)字化圖像進(jìn)行分析，根據(jù)分析結(jié)果為合成最終的數(shù)字化圖像所使用的各幅數(shù)字化圖像的獲取設(shè)定光源的參數(shù)和數(shù)碼照相裝置的參數(shù)可以包括對(duì)感興趣區(qū)域進(jìn)行識(shí)別，確定感興趣區(qū)域的對(duì)比度和亮度，然后根據(jù)所述的感興趣區(qū)域的對(duì)比度和亮度為合成最終的數(shù)字化圖像所使用的各幅數(shù)字化圖像的獲取確定光源參數(shù)和數(shù)碼照相裝置的參數(shù)。在一具體實(shí)施例中，所述光源的參數(shù)包括光源的亮度要被調(diào)節(jié)的次數(shù)和每次要調(diào)節(jié)到的亮度水平；所述數(shù)碼照相裝置的參數(shù)包括光圈大小、快門(mén)速度和感光度。根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的膠片數(shù)字化系統(tǒng)和方法，采用數(shù)碼照相裝置如數(shù)碼相機(jī)和數(shù)碼攝像機(jī)來(lái)執(zhí)行膠片的數(shù)字化，與使用線掃描技術(shù)的掃描儀相比，極大地降低了數(shù)字化的成本，因此，這種技術(shù)有利于在經(jīng)濟(jì)不發(fā)達(dá)地區(qū)的醫(yī)院中進(jìn)行推廣。通過(guò)調(diào)整光源的亮度， 獲得膠片在不同亮度照明條件下的數(shù)字化圖像，并對(duì)其進(jìn)行合成，可以得到動(dòng)態(tài)范圍大的最終的數(shù)字化圖像。因此，利用本發(fā)明的膠片數(shù)字化系統(tǒng)和方法，可以在較低成本的同時(shí)保證得到的數(shù)字化圖像具有大動(dòng)態(tài)范圍。進(jìn)一步，根據(jù)本發(fā)明的膠片數(shù)字化的方法可以通過(guò)預(yù)拍攝獲得基準(zhǔn)數(shù)字化圖像，根據(jù)對(duì)基準(zhǔn)數(shù)字化圖像的分析確定接下來(lái)要使用的參數(shù)。這樣可以更有針對(duì)性、更容易地得到膠片上記錄的關(guān)鍵信息不丟失的數(shù)字化圖像。


下面將通過(guò)參照附圖詳細(xì)描述本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例，使本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員更清楚本發(fā)明的上述及其它特征和優(yōu)點(diǎn)，相同的標(biāo)號(hào)表示相同的部件，附圖中圖1是根據(jù)本發(fā)明一實(shí)施例的膠片數(shù)字化系統(tǒng)示意圖；圖2是根據(jù)本發(fā)明一實(shí)施例的控制處理裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；圖3是根據(jù)本發(fā)明一實(shí)施例的膠片數(shù)字化方法的流程圖；圖4是根據(jù)本發(fā)明一實(shí)施例的在不同亮度照明條件下獲取多幅數(shù)字化圖像的流程圖；圖5是根據(jù)本發(fā)明一實(shí)施例的通過(guò)預(yù)拍攝確定拍攝參數(shù)的方法流程圖；并且圖6是示出了根據(jù)本發(fā)明一實(shí)施例的將在不同亮度照明條件下獲得的膠片數(shù)字化圖像合成為最終數(shù)字化圖像的示意圖。
具體實(shí)施例方式為了使本發(fā)明的技術(shù)方案及優(yōu)點(diǎn)更加清楚明白，以下結(jié)合附圖及實(shí)施例，對(duì)本發(fā)明進(jìn)行進(jìn)一步詳細(xì)說(shuō)明。應(yīng)當(dāng)理解，此處所描述的具體實(shí)施例僅僅用以解釋本發(fā)明，并不用于限定本發(fā)明。為了降低膠片數(shù)字化的成本，本發(fā)明采用能夠拍攝數(shù)碼照片的數(shù)碼照相裝置，例如數(shù)碼相機(jī)或數(shù)碼攝像機(jī)等對(duì)膠片進(jìn)行拍攝以實(shí)現(xiàn)膠片的數(shù)字化。為了改善使用數(shù)碼照相裝置所獲取的圖像的質(zhì)量，特別是圖像的動(dòng)態(tài)范圍，本發(fā)明在不同亮度的照明條件下為同一膠片拍攝多幅圖像。然后，將在不同亮度照明條件下獲得的圖像進(jìn)行合成，獲得最終的數(shù)字化圖像。圖1是根據(jù)本發(fā)明一實(shí)施例的膠片數(shù)字化的系統(tǒng)示意圖。參見(jiàn)圖1，該膠片數(shù)字化系統(tǒng)用于對(duì)膠片10進(jìn)行數(shù)字化，其中包括光源20、數(shù)碼照相裝置30、控制處理裝置40以及暗盒50。膠片10例如為X光膠片，其上記錄了利用X光拍攝的病人的醫(yī)學(xué)圖像。這種膠片是半透明的，允許光透過(guò)。光源20位于膠片10的一側(cè)，用于對(duì)膠片10進(jìn)行照明。光源20可以包括燈箱21， 燈箱21中安裝有一個(gè)或多個(gè)燈泡，例如LED燈泡。燈箱21具有與膠片的尺寸相適應(yīng)的平面，用于對(duì)光進(jìn)行發(fā)散以使得照到膠片各個(gè)位置的光量相等或基本相等。光源20還可以包括亮度控制電路22，亮度控制電路22可以響應(yīng)于控制處理裝置40發(fā)送的控制信號(hào)對(duì)供給燈箱21中的燈泡的電壓進(jìn)行控制，從而控制燈箱21的發(fā)光亮度。亮度控制電路22的具體實(shí)現(xiàn)對(duì)本領(lǐng)域技術(shù)人員來(lái)說(shuō)是已知的。例如，目前市面上很多的照明設(shè)備都具有亮度調(diào)節(jié)電路。數(shù)碼照相裝置30位于膠片10的另一側(cè)，用于獲取被光源20照亮的膠片10的數(shù)字化圖像，并將所獲取的數(shù)字化圖像輸出至控制處理裝置40進(jìn)行后續(xù)處理。控制處理裝置40用于對(duì)光源20的發(fā)光亮度和數(shù)碼照相裝置30進(jìn)行控制。例如， 控制處理裝置40向光源20的亮度控制電路22發(fā)送控制信號(hào)，以通過(guò)亮度控制電路22調(diào)節(jié)供給燈箱21中的燈泡的供電電壓，將燈箱21的發(fā)光亮度控制在一定水平，例如低水平、 中等水平或高水平?？刂铺幚硌b置40還控制數(shù)碼照相裝置30在不同亮度照明條件下分別獲取膠片的數(shù)字化圖像。具體地，控制處理裝置40可以對(duì)數(shù)碼照相裝置30的光圈大小、快門(mén)速度、感光度(ISO參數(shù))、鏡頭焦距以及拍攝時(shí)間等進(jìn)行設(shè)定。例如，控制處理裝置40可以先設(shè)置好光圈大小、快門(mén)速度、感光度(ISO參數(shù))、鏡頭焦距這些參數(shù)，并在將光源20的發(fā)光亮度調(diào)節(jié)到一定水平后，向數(shù)碼照相裝置30發(fā)送拍攝指令，使其執(zhí)行拍攝?？刂铺幚硌b置40還從數(shù)碼照相裝置30接收其所拍攝獲得的圖像，例如，在本實(shí)施中為同一膠片在不同的亮度照明條件下拍攝獲得的多幅數(shù)字化圖像?？刂铺幚硌b置40對(duì)所獲得的數(shù)字化圖像進(jìn)行合成，得到最終的數(shù)字化圖像，并將最終的數(shù)字化圖像輸入到計(jì)算機(jī)，以用于顯示、打印、遠(yuǎn)程傳輸?shù)??？刂铺幚硌b置40還可以在為合成最終的數(shù)字化圖像拍攝所需的多幅數(shù)字化圖像之前，根據(jù)膠片上記錄的圖像類型設(shè)置基準(zhǔn)拍攝參數(shù)，包括光源的基準(zhǔn)發(fā)光亮度和數(shù)碼照相裝置的基準(zhǔn)參數(shù)，根據(jù)所確定的基準(zhǔn)拍攝參數(shù)獲取膠片的基準(zhǔn)數(shù)字化圖像?？刂铺幚硌b置40可以對(duì)基準(zhǔn)數(shù)字化圖像進(jìn)行分析，以確定接下來(lái)要使用的后續(xù)拍攝參數(shù)。這在以下將會(huì)更詳細(xì)地描述。根據(jù)本實(shí)施例的膠片數(shù)字化系統(tǒng)還包括暗盒50。暗盒50將膠片10、光源20、數(shù)碼照相裝置30密封，使得環(huán)境光線不能進(jìn)入膠片10、光源20以及數(shù)碼照相裝置30所在的空間。這樣，可以避免環(huán)境光線的干擾，從而減少數(shù)碼照相裝置30拍攝的數(shù)字化圖像中的噪聲。暗盒50優(yōu)選由不反光的黑色材料制成。本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解，暗盒50并不是必需的。在不使用暗盒50的情況下，通過(guò)獲取同一膠片在不同亮度照明條件下的多幅數(shù)字化圖像，得到的最終的數(shù)字化圖像也具有較大的動(dòng)態(tài)范圍。雖然以上沒(méi)有描述，但本領(lǐng)域技術(shù)人員可以理解，為了便于后續(xù)將多次拍攝的數(shù)字化圖像進(jìn)行合成，在多次拍攝中，膠片與數(shù)碼照相裝置的位置優(yōu)選保持不變。例如，膠片和/或數(shù)碼照相裝置均被固定。優(yōu)選地，燈箱也被固定。圖2示出了根據(jù)本發(fā)明一實(shí)施例的控制處理裝置40的結(jié)構(gòu)示意圖。如圖2所示，控制處理裝置40可以包括主單元41和存儲(chǔ)器42。主單元41可以實(shí)現(xiàn)為微處理單元/數(shù)字信號(hào)處理器(MCU/DSP)。主單元41用于執(zhí)行以上所述的確定基準(zhǔn)拍攝參數(shù)和/或后續(xù)拍攝參數(shù)、控制光源20的發(fā)光亮度、設(shè)置數(shù)碼照相設(shè)備30的參數(shù)、控制數(shù)碼照相設(shè)備30的拍攝、將多幅數(shù)字化圖像合成為一幅數(shù)字化圖像等功能。存儲(chǔ)器42可以是隨機(jī)存取存儲(chǔ)器(RAM)，用于存儲(chǔ)數(shù)碼照相裝置所獲得的數(shù)字化圖像數(shù)據(jù)。存儲(chǔ)器42還可以用于存儲(chǔ)基準(zhǔn)拍攝參數(shù)和/或后續(xù)拍攝參數(shù)以及主單元 41在執(zhí)行處理或控制時(shí)產(chǎn)生的中間過(guò)程數(shù)據(jù)等。在一實(shí)施例中，控制處理裝置40還可以包括協(xié)助處理單元43。例如，協(xié)助處理單元43可以為現(xiàn)場(chǎng)可編程門(mén)陣列(FPGA)。該FPGA可以專用于執(zhí)行對(duì)多幅數(shù)字化圖像的合成。在這種情況下，不需要在主單元41中進(jìn)行數(shù)字化圖像的合成，從而能夠節(jié)省主單元41 的運(yùn)算資源。由于FPGA可以同時(shí)對(duì)多幅數(shù)字化圖像中的全部相應(yīng)像素進(jìn)行合成，因此可以提高數(shù)字化圖像的合成速度?？刂铺幚硌b置40還可以連接至計(jì)算機(jī)，將所合成的最終的數(shù)字化圖像呈現(xiàn)給用戶，并可以用于后續(xù)的網(wǎng)絡(luò)傳輸、打印等。雖然根據(jù)上述實(shí)施例，控制處理裝置40以硬件電路來(lái)實(shí)現(xiàn)。但本領(lǐng)域技術(shù)人員可以理解，控制處理裝置40也可利用計(jì)算機(jī)中的軟件實(shí)現(xiàn)。在這種情況下，數(shù)碼照相裝置30 以及亮度控制電路均連接到計(jì)算機(jī)，通過(guò)計(jì)算機(jī)中的軟件來(lái)實(shí)現(xiàn)上述的控制處理裝置40 的功能。以下結(jié)合圖3至圖5對(duì)根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的膠片數(shù)字化的方法進(jìn)行詳細(xì)描述。圖3示出了根據(jù)本發(fā)明一實(shí)施例的膠片數(shù)字化的方法流程圖。參見(jiàn)圖3，方法Ml 包括在需要進(jìn)行數(shù)字化的膠片的一側(cè)布置光源，用于對(duì)所述膠片進(jìn)行照明，在所述膠片的另一側(cè)布置數(shù)碼照相裝置，用于獲取所述膠片的數(shù)字化圖像，即步驟100 ；在不同亮度照明條件下分別獲取膠片的數(shù)字化圖像，即步驟110 ；將所獲得的多幅數(shù)字化圖像進(jìn)行合成，得到最終的數(shù)字化圖像，即步驟120。其中，將所獲得的多幅數(shù)字化圖像進(jìn)行合成可以有多種實(shí)現(xiàn)方式。舉例來(lái)說(shuō)，由于多次拍攝時(shí)膠片和相機(jī)的位置不變，因此得到的多幅數(shù)字化圖像中的相應(yīng)像素對(duì)應(yīng)的是膠片上的同一個(gè)點(diǎn)。并假設(shè)進(jìn)行了三次拍攝，設(shè)相應(yīng)像素點(diǎn)的值分別為xl、x2、x3。則合成的圖像中相應(yīng)像素點(diǎn)的值可以通過(guò)下式計(jì)算χ = f 1 (xl) +f2 (x2) +f3 (x3)其中，fl()、f2()、f3()是函數(shù)，該函數(shù)可以根據(jù)各次拍攝中設(shè)定的數(shù)碼照相裝置的參數(shù)以及所得到的數(shù)字化圖像的特點(diǎn)確定。例如，一個(gè)簡(jiǎn)單的例子是，fl(x) =χ/3, f2 (χ) = χ/3且f3 (χ) = χ/3，在這種情況下，χ = xl/3+x2/3+x3/3，也就是說(shuō)，對(duì)于三幅數(shù)字化圖像中的像素點(diǎn)乘以相同的系數(shù)，并且對(duì)于同一幅數(shù)字化圖像中的所有像素點(diǎn)乘以相同的系數(shù)。在實(shí)際應(yīng)用中，fl()、f2()、f3()還可以根據(jù)不同的應(yīng)用需求進(jìn)行設(shè)置，例如，將所獲得的多幅數(shù)字化圖像進(jìn)行非線性合成，使得在合成時(shí)對(duì)圖像中的感興趣區(qū)域賦予更高的權(quán)重，而對(duì)于圖象中的其他區(qū)域賦予較低的權(quán)重；并且，對(duì)于同一幅數(shù)字化圖像中的不同像素所選用的函數(shù)也可以不相同。具體可以采用的圖像合成算法是已有技術(shù)，在此不再詳述。圖4示出了在不同亮度照明條件下獲取多幅數(shù)字化圖像的具體示例。
在步驟112中，確定拍攝參數(shù)。拍攝參數(shù)包括對(duì)同一膠片進(jìn)行拍攝的次數(shù)，每次拍攝時(shí)光源的發(fā)光亮度以及數(shù)碼照相裝置30的參數(shù)。數(shù)碼照相裝置30的參數(shù)主要包括光圈大小、快門(mén)速度、感光度(ISO參數(shù))以及鏡頭焦距。在步驟114中，控制光源的發(fā)光亮度。例如，控制處理裝置40可以根據(jù)所確定的拍攝參數(shù)，如期望的光源的發(fā)光亮度，向光源發(fā)送亮度控制信號(hào)，通過(guò)光源的亮度控制電路控制供給光源的燈箱中的燈泡的電壓，從而控制燈箱的亮度。在步驟116中，控制數(shù)碼照相裝置獲取膠片的數(shù)字化圖像。舉例來(lái)說(shuō)，控制處理裝置40可以在向光源20發(fā)送了亮度控制信號(hào)之后，向數(shù)碼照相裝置30發(fā)送拍攝指令，使得數(shù)碼照相裝置30在當(dāng)前亮度照明條件下拍攝到膠片的數(shù)字化圖像。在向光源20發(fā)送亮度控制信號(hào)與向數(shù)碼照相裝置30發(fā)送拍攝指令之間可以間隔一定的時(shí)間，以使得光源20已經(jīng)根據(jù)亮度控制信號(hào)將亮度調(diào)整到了需要的水平。另舉例來(lái)說(shuō)，向光源20發(fā)送亮度控制信號(hào)以及向數(shù)碼照相裝置30發(fā)送拍攝指令可以同步執(zhí)行。在這種情況下，數(shù)碼照相裝置30 可以具有定時(shí)拍攝功能，在收到指令之后經(jīng)過(guò)預(yù)定時(shí)間后進(jìn)行拍攝，以便確保能夠在所期望的亮度照明條件下獲得膠片的數(shù)字化圖像。因此，發(fā)送亮度控制信號(hào)與發(fā)送拍攝指令并沒(méi)有必然的時(shí)間順序，只要能夠保證數(shù)碼照相裝置能夠在期望的亮度照明條件下獲得膠片的數(shù)字化圖像即可。在步驟118中，判斷拍攝次數(shù)是否小于預(yù)定次數(shù)，即判斷是否已獲得了需要的全部數(shù)字化化圖像。預(yù)定次數(shù)即在步驟112中確定的要對(duì)同一幅膠片進(jìn)行拍攝的次數(shù)。如果否，則可以進(jìn)行后續(xù)處理，例如將多幅數(shù)字化圖像進(jìn)行合成。如果是，則向光源發(fā)送另一亮度控制信號(hào)，以將光源的亮度調(diào)節(jié)至另一水平，并控制數(shù)碼照相裝置在該另一亮度照明條件下獲得膠片的另一幅數(shù)字化照片?？梢愿鶕?jù)先前確定的拍攝次數(shù)以及每次拍攝時(shí)期望的光源發(fā)光亮度重復(fù)執(zhí)行步驟114和步驟116。在一實(shí)施例中，對(duì)同一膠片進(jìn)行的多次拍攝所采用的數(shù)碼照相裝置30的參數(shù)均相同，即在對(duì)同一膠片進(jìn)行多次拍攝時(shí)，各次拍攝所采用的快門(mén)速度、光圈、ISO參數(shù)以及焦距等都相同，都是預(yù)先設(shè)置好的參數(shù)。在這種情況下，多次拍攝中唯一不同的是光源的發(fā)光亮度。也就是說(shuō)，僅通過(guò)調(diào)整光源的發(fā)光亮度來(lái)調(diào)整所拍攝到的數(shù)字化圖像的亮度以及所獲得的細(xì)節(jié)信息。在這種情況下，僅需要在第一次拍攝之前設(shè)置好數(shù)碼照相裝置30的參數(shù)，之后就只需要調(diào)節(jié)光源的亮度并發(fā)送拍攝指令。在另一實(shí)施例中，對(duì)同一膠片進(jìn)行的多次拍攝所采用的數(shù)碼照相裝置30的參數(shù)可以有所不同。例如，對(duì)同一膠片進(jìn)行多次拍攝時(shí)，至少有兩次拍攝所采用的快門(mén)速度不相同。在這種情況下，是通過(guò)調(diào)整光源亮度和數(shù)碼照相裝置的快門(mén)速度來(lái)調(diào)整拍攝得到的數(shù)字化圖像的亮度以及所獲得的細(xì)節(jié)信息。在該實(shí)施例中，需要在某兩次拍攝之間調(diào)整數(shù)碼照相裝置30的快門(mén)速度。如果僅通過(guò)調(diào)整數(shù)碼照相裝置30的參數(shù)，例如快門(mén)速度、光源和ISO參數(shù)來(lái)獲得不同曝光度的多幅數(shù)字化圖像，則對(duì)動(dòng)態(tài)范圍的改善很有限。原因在于要想獲得較亮的數(shù)字化圖像，則需要長(zhǎng)時(shí)間曝光，這會(huì)增加圖像中的噪聲，進(jìn)而縮小了動(dòng)態(tài)范圍。因此，本發(fā)明提出結(jié)合光源亮度和數(shù)碼照相裝置的參數(shù)兩方面來(lái)獲得膠片的不同亮度的數(shù)字化圖像，從而獲得動(dòng)態(tài)范圍大的最終的數(shù)字化圖像。通過(guò)設(shè)置每次拍攝時(shí)光源的發(fā)光亮度以及數(shù)碼照相裝置的參數(shù)，可以使得獲得的同一膠片的多幅數(shù)字化圖像中至少一副圖像包括所述膠片的最暗部分的細(xì)節(jié)信息、最亮部分的細(xì)節(jié)信息或者中等亮度部分的細(xì)節(jié)信息。以上描述了在不同亮度照明條件下獲取膠片的多幅數(shù)字化圖像的方法。根據(jù)本發(fā)明的上述實(shí)施例，拍攝參數(shù)，即數(shù)碼照相裝置的參數(shù)以及光源的調(diào)節(jié)參數(shù)可以是預(yù)先設(shè)定好的。在本發(fā)明的一實(shí)施例中，還可以在拍攝合成最終的數(shù)字化圖像所使用的數(shù)字化圖像之前先進(jìn)行一次預(yù)拍攝。根據(jù)預(yù)拍攝得到的數(shù)字化圖像來(lái)確定接下來(lái)正式拍攝時(shí)的拍攝參數(shù)。圖5示出了通過(guò)預(yù)拍攝確定拍攝參數(shù)的方法流程圖。參見(jiàn)圖5，通過(guò)預(yù)拍攝確定拍攝參數(shù)的方法M2包括根據(jù)膠片記錄的圖像類型確定預(yù)拍攝采用的基準(zhǔn)拍攝參數(shù)，即步驟202 ；根據(jù)基準(zhǔn)拍攝參數(shù)獲取膠片的基準(zhǔn)數(shù)字化圖像，即步驟204 ；以及對(duì)基準(zhǔn)數(shù)字化圖像進(jìn)行分析，確定后續(xù)拍攝參數(shù)，即步驟206。在步驟202中，預(yù)拍攝所采用的基準(zhǔn)拍攝參數(shù)包括光源的發(fā)光亮度以及數(shù)碼照相裝置的快門(mén)速度、光圈、ISO參數(shù)及焦距等。其中，數(shù)碼照相裝置的焦距可以根據(jù)數(shù)碼照相裝置與膠片之間的距離預(yù)先確定，其它參數(shù)可以依據(jù)膠片上記錄的圖像類型來(lái)確定。例如， 胸片與外周片(如四肢骨骼的X光片)的平均亮度、對(duì)比度、細(xì)節(jié)信息等都不相同?？梢愿鶕?jù)經(jīng)驗(yàn)為記錄了不同類型的信息的膠片設(shè)定好不同的基準(zhǔn)參數(shù)。在步驟204中，根據(jù)基準(zhǔn)拍攝參數(shù)設(shè)定光源的亮度和數(shù)碼照相裝置的參數(shù)，向數(shù)碼照相裝置發(fā)送拍攝指令，在基準(zhǔn)亮度照明條件下獲得膠片的基準(zhǔn)數(shù)字化圖像。在步驟206中，對(duì)基準(zhǔn)數(shù)字化圖像進(jìn)行分析，確定其對(duì)比度和亮度，根據(jù)對(duì)比度和亮度確定接下來(lái)要使用的拍攝參數(shù)。例如，在膠片上記錄的信息是病人四肢骨骼的X光圖像的情況下，可以對(duì)感興趣的區(qū)域進(jìn)行識(shí)別，確定感興趣區(qū)域的對(duì)比度和亮度，然后根據(jù)所確定的感興趣區(qū)域的對(duì)比度和亮度確定拍攝參數(shù)。再例如，在膠片上記錄的信息是病人胸部的X光圖像的情況下，可以確定所獲得的基準(zhǔn)數(shù)字化圖像整體的對(duì)比度和亮度，根據(jù)所確定的整體的對(duì)比度和亮度確定接下來(lái)要使用的拍攝參數(shù)，而不進(jìn)行感興趣區(qū)域的識(shí)別。 例如，如果預(yù)拍攝得到的基準(zhǔn)數(shù)字化圖像的對(duì)比度較大，則可以確定需要拍攝的次數(shù)較多， 如果對(duì)比度較小，則可以確定需要拍攝的次數(shù)較少。然后，再根據(jù)預(yù)拍攝得到的基準(zhǔn)數(shù)字化圖像的亮度確定每次拍攝需要的光源發(fā)光亮度及數(shù)碼照相裝置的參數(shù)，如快門(mén)速度、光圈、 ISO參數(shù)等。例如，如果基準(zhǔn)數(shù)字化圖像的亮度較大，則可以將光源的發(fā)光亮度設(shè)置得較小， 快門(mén)速度設(shè)置的較快，如果亮度較小，則可以將光源的亮度設(shè)置得較大，快門(mén)速度設(shè)置的較慢。如前所述，數(shù)碼照相裝置的參數(shù)可以針對(duì)多次拍攝設(shè)置成相同，在后續(xù)拍攝中，不需要重復(fù)設(shè)定數(shù)碼照相裝置的參數(shù)，但也可以針對(duì)每次拍攝設(shè)置不同的光源亮度和數(shù)碼照相裝置的參數(shù)，如快門(mén)速度。通過(guò)預(yù)拍攝來(lái)確定用于合成最終的數(shù)字化圖像所使用的數(shù)字化圖像的拍攝參數(shù)可以使得參數(shù)的設(shè)定更有針對(duì)性，能夠獲得與膠片上記錄的信息更接近的數(shù)字化圖像，因此可以最大限度地避免在數(shù)字化過(guò)程中丟失某些細(xì)節(jié)信息、特別是感興趣區(qū)域的細(xì)節(jié)信肩、ο圖6示出了以三種不同的亮度水平Li、L2、L3對(duì)X光膠片(胸片)進(jìn)行照射并分別獲取的三幅數(shù)字化圖像A1、A2、A3，以及合成后的最終的數(shù)字化圖像A的示意圖。其中Al 是在較低亮度Ll照明條件下拍攝的，A2是在中等亮度L2照明條件下拍攝的，A3是在較高亮度L3照明條件下拍攝的。
由于本發(fā)明使用的諸如數(shù)碼相機(jī)或數(shù)碼攝像機(jī)等數(shù)碼照相裝置相比于采用線掃描技術(shù)的掃描儀來(lái)說(shuō)成本大大降低，因此有利于在經(jīng)濟(jì)相對(duì)落后地區(qū)的醫(yī)院中進(jìn)行推廣。 由于在不同亮度照明條件下獲得的圖像的動(dòng)態(tài)范圍不同，所能識(shí)別的圖像細(xì)節(jié)也不相同， 例如，在高亮度照明條件下獲取的圖像亮度較高，較亮部分的細(xì)節(jié)可能會(huì)丟失，但較暗的部分的細(xì)節(jié)會(huì)被保留，而在低亮度照明條件下獲取的圖像亮度較低，較暗部分的細(xì)節(jié)可能會(huì)丟失，但較亮部分的細(xì)節(jié)會(huì)被保留，因此通過(guò)將不同亮度照明條件下獲得的圖像進(jìn)行合成， 就可以得到即包含亮部細(xì)節(jié)又包含暗部細(xì)節(jié)的大動(dòng)態(tài)范圍的數(shù)字化圖像。另外，通過(guò)針對(duì)不同的圖像類型用不同的基準(zhǔn)參數(shù)進(jìn)行預(yù)拍攝，根據(jù)預(yù)拍攝獲得的基準(zhǔn)數(shù)字化圖像確定后續(xù)合成最終的數(shù)字化圖像所使用的各幅數(shù)字化圖像的拍攝參數(shù)，可以使得參數(shù)的設(shè)定更有針對(duì)性，更容易得到膠片上記錄的信息、特別是感興趣區(qū)域的信息不丟失的數(shù)字化圖像。以上所述僅為本發(fā)明的較佳實(shí)施例而已，并不用以限制本發(fā)明，凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)所作的任何修改、等同替換和改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種膠片數(shù)字化系統(tǒng)，包括光源，位于需要進(jìn)行數(shù)字化的膠片的一側(cè)，用于對(duì)所述膠片進(jìn)行照明； 數(shù)碼照相裝置，位于所述膠片的另一側(cè)，用于獲取所述膠片的數(shù)字化圖像； 控制處理裝置，用于對(duì)所述光源的亮度和所述數(shù)碼照相裝置進(jìn)行控制，以使得所述數(shù)碼照相裝置在不同亮度照明條件下分別獲取所述膠片的數(shù)字化圖像，并且將在不同亮度照明條件下分別獲取的數(shù)字化圖像進(jìn)行合成，以獲得最終的數(shù)字化圖像。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其中，所述控制處理裝置包括主單元，用于對(duì)所述光源的亮度和所述數(shù)碼照相裝置進(jìn)行控制，以使得所述數(shù)碼照相裝置在不同的亮度照明條件下分別獲取所述膠片的數(shù)字化圖像；存儲(chǔ)器，用于存儲(chǔ)在不同亮度照明條件下分別獲取的數(shù)字化圖像；以及， 現(xiàn)場(chǎng)可編程門(mén)陣列，用于將在不同亮度照明條件下分別獲取的數(shù)字化圖像進(jìn)行合成， 以獲得最終的數(shù)字化圖像。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其中，所述數(shù)碼照相裝置是數(shù)碼相機(jī)或數(shù)碼攝像機(jī)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其中，所述膠片記錄有通過(guò)X光拍攝獲得的圖像。
5.根據(jù)權(quán)利要求1至4中任一項(xiàng)所述的系統(tǒng)，進(jìn)一步包括暗盒，用于將所述光源、所述膠片以及所述數(shù)碼照相裝置密封，使得環(huán)境光線不能進(jìn)入密封后的所述光源、所述膠片以及所述數(shù)碼照相裝置所在的空間。
6.一種膠片數(shù)字化方法，該方法包括在需要進(jìn)行數(shù)字化的膠片的一側(cè)布置光源，用于對(duì)所述膠片進(jìn)行照明，在所述膠片的另一側(cè)布置數(shù)碼照相裝置，用于獲取所述膠片的數(shù)字化圖像；對(duì)所述光源的亮度和所述數(shù)碼照相裝置進(jìn)行控制，使得所述數(shù)碼照相裝置在不同亮度照明條件下分別獲取所述膠片的數(shù)字化圖像；以及，將在不同亮度照明條件下分別獲取的數(shù)字化圖像進(jìn)行合成，以獲得最終的數(shù)字化圖像。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的方法，其中，將在不同亮度照明條件下分別獲取的數(shù)字化圖像進(jìn)行合成包括將在不同亮度照明條件下分別獲取的各幅數(shù)字化圖像中的各個(gè)相應(yīng)像素的值分別乘以加權(quán)系數(shù)后相加，得到最終的數(shù)字化圖像的相應(yīng)像素的值。
8.根據(jù)權(quán)利要求6所述的方法，其中，對(duì)所述光源的亮度和所述數(shù)碼照相裝置進(jìn)行控制，使得所述數(shù)碼照相裝置在不同亮度照明條件下分別獲取所述膠片的數(shù)字化圖像包括控制所述光源，使其發(fā)出的光具有一亮度，并且設(shè)置所述數(shù)碼照相裝置的參數(shù)，使其在該亮度照明條件下獲取所述膠片的一幅數(shù)字化圖像；判斷是否已獲得全部需要的數(shù)字化圖像，如果是，則對(duì)獲得的數(shù)字化圖像進(jìn)行合成，否則，繼續(xù)控制所述光源，使其發(fā)出的光具有另一不同的亮度，并且設(shè)置所述數(shù)碼照相裝置的參數(shù)，使其在在另一不同的亮度照明條件下獲取所述膠片的另一幅數(shù)字化圖像。
9.根據(jù)權(quán)利要求6至8中任一項(xiàng)所述的方法，其中，所獲得的數(shù)字化圖像中至少有一副數(shù)字化圖像包括所述膠片上最暗部分的細(xì)節(jié)信息。
10.根據(jù)權(quán)利要求6至8中任一項(xiàng)所述的方法，其中，所獲得的數(shù)字化圖像中至少有一副數(shù)字化圖像包括所述膠片上最亮部分的細(xì)節(jié)信息。
11.根據(jù)權(quán)利要求6至8中任一項(xiàng)所述的方法，其中，所獲得的數(shù)字化圖像中至少有一副數(shù)字化圖像包括所述膠片上中間亮度部分的細(xì)節(jié)信息。
12.根據(jù)權(quán)利要求6至8中任一項(xiàng)所述的方法，進(jìn)一步包括為合成最終的數(shù)字化圖像所使用的各幅數(shù)字化圖像的獲取設(shè)定光源的參數(shù)和數(shù)碼照相裝置的參數(shù)。
13.根據(jù)權(quán)利要求12所述的方法，其中，為合成最終的數(shù)字化圖像所使用的各幅數(shù)字化圖像的獲取設(shè)定光源的參數(shù)和數(shù)碼照相裝置的參數(shù)包括根據(jù)膠片上記錄的圖像的類型，確定光源的基準(zhǔn)亮度以及數(shù)碼照相裝置的基準(zhǔn)參數(shù)；控制所述數(shù)碼照相裝置使用所述基準(zhǔn)參數(shù)在基準(zhǔn)亮度照明條件下獲取膠片的基準(zhǔn)數(shù)字化圖像；對(duì)所述基準(zhǔn)數(shù)字化圖像進(jìn)行分析，根據(jù)分析結(jié)果為合成最終的數(shù)字化圖像所使用的各幅數(shù)字化圖像的獲取確定光源的參數(shù)和數(shù)碼照相裝置的參數(shù)。
14.根據(jù)權(quán)利要求13所述的方法，其中，對(duì)所述基準(zhǔn)數(shù)字化圖像進(jìn)行分析，根據(jù)分析結(jié)果為合成最終的數(shù)字化圖像所使用的各幅數(shù)字化圖像的獲取確定光源的參數(shù)和數(shù)碼照相裝置的參數(shù)包括確定所述基準(zhǔn)數(shù)字化圖像的整體對(duì)比度和亮度，然后根據(jù)所述的整體對(duì)比度和亮度為合成最終的數(shù)字化圖像所使用的各幅數(shù)字化圖像的獲取確定光源的參數(shù)和數(shù)碼照相裝置的參數(shù)。
15.根據(jù)權(quán)利要求13所述的方法，其中，對(duì)所述基準(zhǔn)數(shù)字化圖像進(jìn)行分析，根據(jù)分析結(jié)果為合成最終的數(shù)字化圖像所使用的各幅數(shù)字化圖像的獲取確定光源的參數(shù)和數(shù)碼照相裝置的參數(shù)包括對(duì)感興趣區(qū)域進(jìn)行識(shí)別，確定感興趣區(qū)域的對(duì)比度和亮度，然后根據(jù)所述的感興趣區(qū)域的對(duì)比度和亮度為合成最終的數(shù)字化圖像所使用的各幅數(shù)字化圖像的獲取確定光源的參數(shù)和數(shù)碼照相裝置的參數(shù)。
16.根據(jù)權(quán)利要求12至15中任一項(xiàng)所述的方法，其中，所述光源的參數(shù)包括所述光源的亮度要被調(diào)節(jié)的次數(shù)和每次要調(diào)節(jié)到的亮度水平；所述數(shù)碼照相裝置的參數(shù)包括光圈大小、快門(mén)速度和感光度。
全文摘要
本發(fā)明公開(kāi)了膠片數(shù)字化系統(tǒng)及方法。該系統(tǒng)包括光源，位于需要進(jìn)行數(shù)字化的膠片的一側(cè)，用于對(duì)所述膠片進(jìn)行照明；數(shù)碼照相裝置，位于所述膠片的另一側(cè)，用于獲取所述膠片的數(shù)字化圖像；控制處理裝置，用于對(duì)所述光源的亮度和所述數(shù)碼照相裝置進(jìn)行控制，以使得所述數(shù)碼照相裝置在不同亮度照明條件下分別獲取所述膠片的數(shù)字化圖像，并且將在不同亮度照明條件下分別獲取的膠片的數(shù)字化圖像進(jìn)行合成，以得到最終的數(shù)字化圖像。通過(guò)使用數(shù)碼照相裝置來(lái)執(zhí)行膠片數(shù)字化可以降低膠片數(shù)字化的成本。通過(guò)調(diào)整光源的亮度獲取同一膠片的多幅數(shù)字化圖像并將其合成，可以得到動(dòng)態(tài)范圍大的最終的數(shù)字化圖像。
文檔編號(hào)G03B15/03GK102263876SQ20101019271
公開(kāi)日2011年11月30日 申請(qǐng)日期2010年5月31日 優(yōu)先權(quán)日2010年5月31日
發(fā)明者劉寧, 曹佃松, 韋石 申請(qǐng)人:西門(mén)子公司