專利名稱：圖像處理設(shè)備和方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本公開涉及圖像處理領(lǐng)域，具體而言，涉及能夠?qū)哂兄丿B區(qū)域的兩個圖像(如醫(yī)學(xué)圖像)進(jìn)行拼接的圖像處理設(shè)備和方法。
背景技術(shù)：
圖像拼接是圖像處理領(lǐng)域的一個重要課題，具有廣泛的應(yīng)用前景。舉例而言，在醫(yī)學(xué)圖像處理中，由于醫(yī)學(xué)成像設(shè)備自身的尺寸所限，有時難以對成像對象進(jìn)行一次性成像；例如，當(dāng)利用核磁共振成像設(shè)備對患者的脊柱進(jìn)行掃描時，一次掃描通常只能獲得脊柱的部分圖像，在這種情況下，需要將多次掃描得到的圖像進(jìn)行拼接，才能得到整個脊柱的圖像。

發(fā)明內(nèi)容
在下文中給出關(guān)于本公開的一些方面的簡要概述，以便提供對于本公開的基本理解。該概述并非意圖確定本公開的關(guān)鍵或重要部分，也不是意圖限定本公開的范圍。其目的僅僅是以簡化的形式給出某些概念，以此作為稍后論述的更詳細(xì)描述的前序。根據(jù)本公開的一個方面，提供了一種圖像處理設(shè)備，能夠?qū)⒕哂兄丿B區(qū)域的兩個輸入圖像拼接為輸出圖像，該圖像處理設(shè)備可以包括第一配準(zhǔn)裝置，用于將所述兩個輸入圖像中的第一輸入圖像作為基準(zhǔn)圖像，對所述兩個輸入圖像中的第二輸入圖像進(jìn)行第一配準(zhǔn)，找到與所述基準(zhǔn)圖像中的位于所述重疊區(qū)域中的每個第一像素匹配的、屬于所述第二輸入圖像的第二像素；輸出像素位置確定裝置，用于基于所述第一像素和第二像素的位置來計算輸出圖像中位于所述重疊區(qū)域的、與該第一像素對應(yīng)的輸出像素的位置，其中，對所述第一像素和第二像素的位置分別賦予權(quán)重，并且所述第一像素距所述基準(zhǔn)圖像的非重疊區(qū)域的最短距離越小，該第一像素的位置的權(quán)重越大，而該第二像素的位置的權(quán)重越小；以及輸出像素值確定裝置，用于根據(jù)該第一像素和該第二像素中的至少一個的像素值來計算該輸出像素的像素值。根據(jù)本公開的一個方面，提供了一種圖像處理方法，用于將具有重疊區(qū)域的兩個輸入圖像拼接為輸出圖像，該圖像處理方法可以包括將所述兩個輸入圖像中的第一輸入圖像作為基準(zhǔn)圖像，對所述兩個輸入圖像中的第二輸入圖像進(jìn)行第一配準(zhǔn)，找到與所述基準(zhǔn)圖像中的位于所述重疊區(qū)域中的每個第一像素匹配的、屬于所述第二輸入圖像的第二像素；基于所述第一像素和第二像素的位置來計算輸出圖像中位于所述重疊區(qū)域的、與該第一像素對應(yīng)的輸出像素的位置，其中，對所述第一像素和第二像素的位置分別賦予權(quán)重，并且所述第一像素距所述基準(zhǔn)圖像的非重疊區(qū)域的最短距離越小，該第一像素的位置的權(quán)重越大，而該第二像素的位置的權(quán)重越?。灰约案鶕?jù)該第一像素和該第二像素中的至少一個的像素值來計算該輸出像素的像素值。另外，本公開的實施例還提供了用于實現(xiàn)上述方法的計算機程序。此外，本公開的實施例還提供了至少計算機可讀介質(zhì)形式的計算機程序產(chǎn)品，其上記錄有用于實現(xiàn)上述方法的計算機程序代碼。


參照下面結(jié)合附圖對本公開實施例的說明，會更加容易地理解本公開的以上和其它目的、特點和優(yōu)點。附圖中的部件只是為了示出本公開的原理。在附圖中，相同的或類似的技術(shù)特征或部件將采用相同或類似的附圖標(biāo)記來表示。圖I是示出根據(jù)本公開的一個實施例的圖像處理設(shè)備的結(jié)構(gòu)的示意性框圖；圖2是示出根據(jù)該實施例的圖像處理方法的示意性流程圖；圖3是示出根據(jù)一個具體實施例的確定輸出圖像中輸出像素的位置的方法的示意性流程圖； 圖4是示出根據(jù)一個具體實施例的確定輸出圖像中的輸出像素的像素值的方法的示意性流程圖；圖5是示出根據(jù)另一實施例的圖像處理設(shè)備的結(jié)構(gòu)的示意性框圖；圖6是示出根據(jù)另一實施例的圖像處理方法的示意性流程圖；圖7是根據(jù)一個具體實施例的對兩個圖像進(jìn)行剛體配準(zhǔn)的方法的示意性流程圖；圖8和圖9分別示意性示出了具有重疊部分的兩個圖像；以及圖10是示出可以實現(xiàn)本公開的實施例/示例的計算機的結(jié)構(gòu)的示例性框圖。
具體實施例方式下面參照附圖來說明本公開的實施例。在本公開的一個附圖或一種實施方式中描述的元素和特征可以與一個或更多個其它附圖或?qū)嵤┓绞街惺境龅脑睾吞卣飨嘟Y(jié)合。應(yīng)當(dāng)注意，為了清楚的目的，附圖和說明中省略了與本公開無關(guān)的、本領(lǐng)域普通技術(shù)人員已知的部件和處理的表示和描述。本公開的一些實施例提供了用于對具有重疊區(qū)域的兩個或更多個輸入圖像進(jìn)行拼接的圖像處理設(shè)備和方法。應(yīng)理解，根據(jù)本公開的實施例的設(shè)備和方法可用于拼接各種類型的圖像。例如，根據(jù)本公開的實施例的設(shè)備和方法可用于醫(yī)學(xué)圖像的拼接。這里所述的醫(yī)學(xué)圖像可以是根據(jù)利用醫(yī)療診斷成像裝置獲得的被檢測者的數(shù)據(jù)而形成的圖像。這里所述的醫(yī)療診斷裝置包括但不限于x射線成像診斷裝置、超聲波(UL)診斷成像裝置、計算機斷層掃描(CT)裝置、磁共振成像(MRI)診斷成像裝置、正電子發(fā)射斷層掃描(Positron Emission Tomography,PET)裝置等。具體地，根據(jù)本公開的實施例的設(shè)備和方法所拼接的輸入圖像可以是利用醫(yī)學(xué)成像設(shè)備對同一部位的不同部分進(jìn)行掃描而獲得的、具有重疊部分的醫(yī)學(xué)圖像，如利用核磁共振成像設(shè)備對患者的脊柱的不同部分進(jìn)行掃描而獲得的、具有重疊部分的核磁共振圖像，等等，這里不一一列舉。另外，下文中，為了簡潔，以對兩個具有重疊部分的輸入圖像進(jìn)行拼接為例。但是，應(yīng)理解，本公開的方法和設(shè)備能夠用于對兩個以上的具有重疊部分的輸入圖像進(jìn)行拼接。圖I是示出根據(jù)本公開的一個實施例的圖像處理設(shè)備的結(jié)構(gòu)的示意性框圖，而圖2是示出根據(jù)該實施例的圖像處理方法的示意性流程圖。在對具有重疊區(qū)域的兩個輸入圖像進(jìn)行拼接時，兩個輸入圖像的非重疊區(qū)域可以分別映射到拼接得到的輸出圖像的相應(yīng)部分。例如，假設(shè)兩個輸入圖像中的一個用iR來表示，另一個用iF來表示，兩個輸入圖像的重疊區(qū)域用iO來表示，則兩者拼接后得到的輸出圖像用iS可用下式來表示
權(quán)利要求
1.一種圖像處理設(shè)備，能夠?qū)⒕哂兄丿B區(qū)域的兩個輸入圖像拼接為輸出圖像，該圖像處理設(shè)備包括 第一配準(zhǔn)裝置，用于將所述兩個輸入圖像中的第一輸入圖像作為基準(zhǔn)圖像，對所述兩個輸入圖像中的第二輸入圖像進(jìn)行第一配準(zhǔn)，找到與所述基準(zhǔn)圖像中的位于所述重疊區(qū)域中的每個第一像素匹配的、屬于所述第二輸入圖像的第二像素； 輸出像素位置確定裝置，用于基于所述第一像素和第二像素的位置來計算輸出圖像中位于所述重疊區(qū)域的、與該第一像素對應(yīng)的輸出像素的位置，其中，對所述第一像素和第二像素的位置分別賦予權(quán)重，并且所述第一像素距所述基準(zhǔn)圖像的非重疊區(qū)域的最短距離越小，該第一像素的位置的權(quán)重越大，而該第二像素的位置的權(quán)重越??；以及 輸出像素值確定裝置，用于根據(jù)該第一像素和該第二像素中的至少一個的像素值來計算該輸出像素的像素值。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的圖像處理設(shè)備，其中，所述第一像素的位置的權(quán)重與所述第一像素距所述基準(zhǔn)圖像的非重疊區(qū)域的最短距離成非線性函數(shù)的關(guān)系。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的圖像處理設(shè)備，其中，所述第一像素距所述基準(zhǔn)圖像的非重疊區(qū)域的最短距離或距所述第二輸入圖像的非重疊區(qū)域的最短距離越小，所述權(quán)重的變化梯度越小。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的圖像處理設(shè)備，其中，所述輸出像素位置確定裝置被進(jìn)一步配置為使用下式或者基于該式的數(shù)學(xué)變換計算該第二像素的位置的權(quán)重,并使用G作為該第一像素的位置的權(quán)重 ,,吝、 f, [ dR{X)-7i: I b{X)-a-<\-cos---— > ldR{X) + dF{X)\ 其中，i表示該第一像素的位置，a為常數(shù)，狀(i)表示該第一像素與所述基準(zhǔn)圖像的非重疊區(qū)域之間的最短距離，辦表示該第一像素與所述第二輸入圖像的非重疊區(qū)域之間的最短距離。
5.根據(jù)權(quán)利要求1-4中任一項所述的圖像處理設(shè)備，其中，所述輸出像素值確定裝置被配置為計算第一像素和第二像素的像素值的加權(quán)和，作為該輸出像素的像素值，其中，該輸出像素與所述基準(zhǔn)圖像的非重疊區(qū)域之間的最短距離越小，則第一像素的像素值的權(quán)重越大，而該輸出像素與所述第二輸入圖像的非重疊區(qū)域之間的距離越小，則第二像素的像素值的權(quán)重越大。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的圖像處理設(shè)備，其中，所述第一像素和第二像素的像素值的權(quán)重與該輸出像素與所述基準(zhǔn)圖像的非重疊區(qū)域之間的最短距離之間為非線性函數(shù)的關(guān)系，該輸出像素距所述基準(zhǔn)圖像的非重疊區(qū)域的最短距離或距所述第二輸入圖像的非重疊區(qū)域的最短距離越小，所述權(quán)重的變化梯度越小。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的圖像處理設(shè)備，其中，所述輸出像素值確定裝置被進(jìn)一步配置為使用下式或者基于該式的數(shù)學(xué)變換計算該第二像素的像素值的權(quán)重6( ,并使用(I-6( )作為該第一像素的像素值的權(quán)重
8.根據(jù)權(quán)利要求1-4中任一項所述的圖像處理設(shè)備，其中，所述第一配準(zhǔn)裝置被配置為采用非剛體配準(zhǔn)方法進(jìn)行所述第一配準(zhǔn)。
9.根據(jù)權(quán)利要求1-4中任一項所述的圖像處理設(shè)備，其中，所述圖像處理設(shè)備還包括 剛體配準(zhǔn)裝置，用于在所述第一配準(zhǔn)裝置進(jìn)行所述第一配準(zhǔn)之前，以所述基準(zhǔn)圖像為基準(zhǔn)，對所述第二輸入圖像進(jìn)行剛體配準(zhǔn)，并將經(jīng)過剛體配準(zhǔn)的第二輸入圖像輸出到所述第一配準(zhǔn)裝置， 其中，所述第一配準(zhǔn)裝置以所述基準(zhǔn)圖像為基準(zhǔn)對經(jīng)過剛體配準(zhǔn)的所述第二輸入圖像進(jìn)行所述第一配準(zhǔn)。
10.一種圖像處理方法，用于將具有重疊區(qū)域的兩個輸入圖像拼接為輸出圖像，該圖像處理方法包括 將所述兩個輸入圖像中的第一輸入圖像作為基準(zhǔn)圖像，對所述兩個輸入圖像中的第二輸入圖像進(jìn)行第一配準(zhǔn)，找到與所述基準(zhǔn)圖像中的位于所述重疊區(qū)域中的每個第一像素匹配的、屬于所述第二輸入圖像的第二像素； 基于所述第一像素和第二像素的位置來計算輸出圖像中位于所述重疊區(qū)域的、與該第一像素對應(yīng)的輸出像素的位置，其中，對所述第一像素和第二像素的位置分別賦予權(quán)重，并且所述第一像素距所述基準(zhǔn)圖像的非重疊區(qū)域的最短距離越小，該第一像素的位置的權(quán)重越大，而該第二像素的位置的權(quán)重越?。灰约? 根據(jù)該第一像素和該第二像素中的至少一個的像素值來計算該輸出像素的像素值。
11.根據(jù)權(quán)利要求10所述的圖像處理方法，其中，所述第一像素的位置的權(quán)重與所述第一像素距所述基準(zhǔn)圖像的非重疊區(qū)域的最短距離成非線性函數(shù)的關(guān)系。
全文摘要
本公開提供了圖像處理設(shè)備和方法。圖像處理設(shè)備可包括第一配準(zhǔn)裝置，用于將具有重疊部分的兩個輸入圖像中的第一輸入圖像作為基準(zhǔn)圖像，對第二輸入圖像進(jìn)行第一配準(zhǔn)，找到第二輸入圖像中與基準(zhǔn)圖像中的位于重疊區(qū)域中的每個第一像素匹配的第二像素；輸出像素位置確定裝置，用于基于第一像素和第二像素的位置來計算輸出圖像中與第一像素對應(yīng)的輸出像素的位置，其中，對第一像素和第二像素的位置分別賦予權(quán)重，并且第一像素距基準(zhǔn)圖像的非重疊區(qū)域的最短距離越小，第一像素的位置的權(quán)重越大；及輸出像素值確定裝置，用于根據(jù)第一像素和第二像素中的至少一個的像素值來計算輸出像素的像素值。
文檔編號G06T5/50GK102855613SQ20111019274
公開日2013年1月2日 申請日期2011年7月1日 優(yōu)先權(quán)日2011年7月1日
發(fā)明者白璐, 萬軍, 戴婧, 王少彬, 吉姆·派珀, 科斯塔斯·普拉卡斯 申請人:株式會社東芝, 東芝醫(yī)療系統(tǒng)株式會社