圖像感興趣區(qū)域顯示優(yōu)化的方法和裝置系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種圖像感興趣區(qū)域顯示優(yōu)化的方法和裝置系統(tǒng)，用來增強(qiáng)圖像感興趣區(qū)域的對比度和增加圖像感興趣區(qū)域的動態(tài)范圍，并可以調(diào)整圖像明暗度，增強(qiáng)顯示效果，還能夠適應(yīng)感興趣區(qū)域動態(tài)改變的顯示優(yōu)化。其中所述方法主要包括：感興趣區(qū)域關(guān)鍵像素值的選擇步驟，用于獲取圖像感興趣區(qū)域的關(guān)鍵像素值；優(yōu)化曲線的構(gòu)造步驟，用于構(gòu)造圖像對比度增強(qiáng)和動態(tài)范圍增加的曲線；對比度增強(qiáng)和動態(tài)范圍增加的控制步驟，根據(jù)圖像上具體的對比度增強(qiáng)和動態(tài)范圍增加的效果，根據(jù)需要動態(tài)控制對比度增強(qiáng)和動態(tài)范圍增加的參數(shù)，改進(jìn)對比度增強(qiáng)和動態(tài)范圍增加的效果。按照本發(fā)明實(shí)施例的方法與裝置實(shí)現(xiàn)簡單，能夠?qū)D像感興趣區(qū)域進(jìn)行有效的對比度增強(qiáng)和動態(tài)范圍增加。
【專利說明】圖像感興趣區(qū)域顯示優(yōu)化的方法和裝置系統(tǒng)
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種圖像處理技術(shù)，特別是涉及一種圖像感興趣區(qū)域顯示優(yōu)化的方法
與裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]現(xiàn)代化圖像設(shè)備獲取的原始圖像數(shù)據(jù)具有很寬的動態(tài)范圍。特別是數(shù)字放射影像設(shè)備具有獲取高達(dá)16比特?cái)?shù)據(jù)動態(tài)范圍的能力。簡單地顯示這些動態(tài)范圍很寬的所有圖像信息，會導(dǎo)致各個區(qū)域?qū)Ρ榷群艿?，信息區(qū)分度很窄，甚至無法很好地區(qū)分，特別地針對感興趣區(qū)域。理論上講，圖像顯示的動態(tài)范圍與其對比度是矛盾的，即具有很寬動態(tài)范圍的圖像其對比度是很低的，而高對比度的圖像展示的動態(tài)范圍往往比較窄。特別地對于醫(yī)學(xué)圖像來講，在實(shí)際臨床應(yīng)用中，只有具有一定對比度的圖像才有診斷價(jià)值。在實(shí)際醫(yī)學(xué)圖像應(yīng)用中，為了提高感興趣區(qū)域的對比度，可以通過調(diào)整圖像的窗寬窗位來實(shí)現(xiàn)，但是調(diào)整圖像的窗寬窗位有明顯的不足，因?yàn)樵跐M足特定組織區(qū)域具有較高對比度的情況，同時導(dǎo)致了其他組織區(qū)域的更低對比度，使之更無法區(qū)分，降低了整體顯示組織區(qū)域信息的豐富性。
[0003]研究表明，圖像中很多有價(jià)值的信息，或者感興趣區(qū)域的圖像信息，其實(shí)往往占有較少的動態(tài)范圍，而大量的動態(tài)范圍被不感興趣區(qū)域或者無有用價(jià)值信息所占有。例如，醫(yī)學(xué)數(shù)字影像中的DR數(shù)字影像，具有診斷信息的體位曝光區(qū)像素獲取較低的像素灰度值，通常地，其像素灰度值可能在5000以內(nèi)，而空曝光區(qū)域的像素能獲得超過15000甚至更高達(dá)60000以上的像素灰度值。特別的情況，常見于大體位，身形較為厚重的病人DR曝光攝影情況，這個時候必然采取曝光攝影參數(shù)較大，空曝光區(qū)域的像素灰度值已經(jīng)臨界飽和甚至已經(jīng)飽和，而含有解剖體位的曝光區(qū)剛剛達(dá)到能夠穿透的劑量值，此時該位置獲取的像素灰度值很低。導(dǎo)致臨床感興趣區(qū)域一解剖體位區(qū)域，即含有有效診斷信息的區(qū)域只占有很窄的灰度動態(tài)范圍，而整個影像的灰度同動態(tài)范圍接近或達(dá)到最大值。
[0004]綜上所述，可行的辦法是增強(qiáng)蘊(yùn)含豐富診斷信息的那部分?jǐn)?shù)據(jù)范圍的對比度，同時降低不太重要的數(shù)據(jù)范圍的對比度。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明的目的是為了克服現(xiàn)有技術(shù)存在的缺陷，提供一種不依賴于輔助手段而自動實(shí)現(xiàn)圖像感興趣區(qū)域顯示優(yōu)化的方法與裝置以及其系統(tǒng)。為了實(shí)現(xiàn)這一目的，本發(fā)明所采取的技術(shù)方案如下。
[0006]按照本發(fā)明實(shí)施例的第一方面，提供一種圖像感興趣區(qū)域顯示優(yōu)化的方法，包括:選擇步驟，感興趣區(qū)域關(guān)鍵像素值的選擇步驟，用于獲取圖像感興趣區(qū)域的關(guān)鍵像素值；構(gòu)造步驟，優(yōu)化曲線的構(gòu)造步驟，用于構(gòu)造圖像對比度增強(qiáng)和動態(tài)范圍增加的曲線；控制步驟，對比度增強(qiáng)和動態(tài)范圍增加的控制步驟，用于控制感興趣區(qū)域?qū)Ρ榷仍鰪?qiáng)和動態(tài)范圍增加的效果，用于控制感興趣區(qū)域，以及用于控制圖像顯示的明暗度。
[0007]按照本發(fā)明實(shí)施例的第二方面，提供一種圖像感興趣區(qū)域顯示優(yōu)化的裝置，包括:選擇模塊，用于獲取圖像感興趣區(qū)域的關(guān)鍵像素值；構(gòu)造模塊，用于構(gòu)造圖像對比度增強(qiáng)和動態(tài)范圍增加的曲線；控制模塊，用于控制感興趣區(qū)域?qū)Ρ榷仍鰪?qiáng)和動態(tài)范圍增加的效果，用于控制感興趣區(qū)域，以及用于控制圖像顯示的明暗度。
[0008]按照本發(fā)明實(shí)施例的第三方面，提供一種圖像感興趣區(qū)域顯示優(yōu)化的系統(tǒng)，包括按照本發(fā)明實(shí)施例第二方面的圖像感興趣區(qū)域顯示優(yōu)化的裝置，并且利用圖像感興趣區(qū)域顯示優(yōu)化裝置對圖像顯示優(yōu)化進(jìn)行控制。
[0009]按照本發(fā)明實(shí)施例的方法與裝置實(shí)現(xiàn)簡單，能夠?qū)D像感興趣區(qū)域進(jìn)行顯示優(yōu)化。
[0010]下面將結(jié)合附圖并通過具體的實(shí)施例對本發(fā)明進(jìn)行進(jìn)一步說明。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0011]圖1是按照本發(fā)明實(shí)施例的圖像感興趣區(qū)域顯示優(yōu)化的方法的主要流程圖。
[0012]圖2是按照本發(fā)明實(shí)施例的選擇步驟中所述技術(shù)方法的示意圖。
[0013]圖3是按照本發(fā)明實(shí)施例的控制步驟中所述改變參數(shù)
S時曲線示意圖。
[0014]圖4是按照本發(fā)明實(shí)施例的控制步驟中所述改變參數(shù)C時曲線示意圖。
[0015]圖5是按照本發(fā)明實(shí)施例的控制步驟中所述改變參數(shù)時曲線示意圖。
[0016]圖6是按照本發(fā)明實(shí)施例的控制步驟中所述改變參數(shù)￡時曲線示意圖。
[0017]圖7是按照本發(fā)明實(shí)施例的控制步驟中所述控制模型示意圖。
【具體實(shí)施方式】 [0018]如圖1所示，按照本實(shí)施例的圖像感興趣區(qū)域顯示優(yōu)化的方法主要包括選擇步驟102、構(gòu)造步驟103、以及控制步驟104。采用按照本實(shí)施例的圖像感興趣區(qū)域顯示優(yōu)化的方法對圖像進(jìn)行處理的具體過程如下描述。
[0019]首先，輸入需要顯示優(yōu)化的圖像(步驟101)。
[0020]其次，進(jìn)入選擇步驟環(huán)節(jié)(步驟102)，對所輸入的圖像進(jìn)行分析。獲取圖像的像素
最大值和最小值，假設(shè)圖像像素最大值和最小值分別為和。如圖2所
示，對圖輸入圖像進(jìn)行相關(guān)分析，分析圖像前可以根據(jù)需要將圖像縮放為原來影像的1/2、1/4或者1/8等，以加快計(jì)算速度，并不影響后續(xù)技術(shù)實(shí)現(xiàn)的效果。運(yùn)用如圖2所示提及的
分析方法中一種或者綜合運(yùn)用多種分析方法，獲取感興趣區(qū)域關(guān)鍵像素值C。例如使用分
割的方法分離圖像中感興趣區(qū)域，對感興趣區(qū)域進(jìn)行求像素值中值或者均值，也可是累計(jì)直方圖中的一定比例的像素值，例如50%累計(jì)直方圖位置的像素值。在此需要強(qiáng)調(diào)的是，此處舉例說明以分割感興趣區(qū)域方法為例，不選用分割感興趣區(qū)域方法，而采取用其他方法，例如如圖2所述的方法中一種或者若干種綜合同樣可以說明該步驟的實(shí)施。
[0021]在進(jìn)行選擇步驟環(huán)節(jié)(步驟102)，所提及的圖像分割方法可能涉及的圖像分割算法包括但不限于:基于閾值的分割方法、基于區(qū)域的分割方法(區(qū)域生長、區(qū)域分裂合并)、基于邊緣的分割方法、基于特定理論的分割方法(基于聚類分析的圖像分割方法、基于模糊集理論的分割方法、基于水平集理論的分割方法)、基于基因編碼的分割方法、基于小波變換的分割方法。
[0022]再次，進(jìn)入構(gòu)造步驟環(huán)節(jié)(步驟103)，通過進(jìn)行選擇步驟環(huán)節(jié)后，獲取圖像像素最大值和最小值分別為PixeLMax和,以及關(guān)鍵像素。利用這些參數(shù)構(gòu)造優(yōu)化曲線。曲線構(gòu)造方法，具體地如下描述:
根據(jù)S-形曲線特點(diǎn)，構(gòu)造曲線。假設(shè)圖像像素最左點(diǎn)為i = PixeLMin ,最右點(diǎn)
B = Ρ!ΚΜα:ν那么對于圖像上任意一點(diǎn):，向左平移后有，，其中。假設(shè)通過計(jì)算獲得感
興趣區(qū)域關(guān)鍵像素值在為C。構(gòu)造函數(shù):
【權(quán)利要求】
1.圖像感興趣區(qū)域?qū)Ρ榷仍鰪?qiáng)和動態(tài)范圍增加的方法，其特征在于，包括: 選擇步驟，感興趣區(qū)域關(guān)鍵像素值的選擇步驟，用于獲取圖像感興趣區(qū)域的關(guān)鍵像素值； 構(gòu)造步驟，優(yōu)化曲線的構(gòu)造步驟，用于構(gòu)造圖像對比度增強(qiáng)和動態(tài)范圍增加的曲線； 控制步驟，對比度增強(qiáng)和動態(tài)范圍增加的控制步驟，用于控制感興趣區(qū)域?qū)Ρ榷仍鰪?qiáng)和動態(tài)范圍增加的效果，用于控制感興趣區(qū)域，以及用于控制圖像顯示的明暗度。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的圖像感興趣區(qū)域顯示優(yōu)化的方法，其特征在于: 感興趣區(qū)域關(guān)鍵像素點(diǎn)可以事先確定，也可以通過控制步驟獲取。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的圖像感興趣區(qū)域顯示優(yōu)化的方法，其特征在于: 既可以用于增強(qiáng)圖像感興趣范圍的對比度，又可以用于增加圖像感興趣區(qū)域的動態(tài)范圍。
4.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的圖像感興趣區(qū)域顯示優(yōu)化的方法，其特征在于: 選取的感興趣區(qū)域關(guān)鍵像素值可以通過圖像分割獲取感興趣區(qū)域像素值統(tǒng)計(jì)學(xué)方法獲??；也可以通過對圖像的直方圖分析統(tǒng)計(jì)方法獲??；還可以是預(yù)先設(shè)定輸入，包括但不限于在圖像上直接選取像素線分布或者像素點(diǎn)獲取像素值。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的圖像感興趣區(qū)域顯示優(yōu)化的方法，其特征在于: 通過控制步驟既可以改善感興趣區(qū)域?qū)Ρ榷仍鰪?qiáng)和動態(tài)范圍增加的效果，也可以通過控制步驟用于相對于原設(shè)定感興趣區(qū)域而言的不感興趣區(qū)域的對比度增強(qiáng)和動態(tài)范圍增加。
6.根據(jù)權(quán)利要求1或4所述的圖像感興趣區(qū)域顯示優(yōu)化的方法，其特征在于: 像素值統(tǒng)計(jì)分析、直方圖分析或者像素線分析也用于已分割的感興趣區(qū)域圖像上，特別地這樣可以降低感興趣區(qū)域分割的準(zhǔn)確度。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的圖像感興趣區(qū)域顯示優(yōu)化的方法，其特征在于，所述的優(yōu)化曲線標(biāo)準(zhǔn)型為:
8.根據(jù)權(quán)利要求1至5其中之一所述的圖像感興趣區(qū)域顯示優(yōu)化的方法，其特征在于:在所述感興趣區(qū)域分割中，包括但不限于:基于閾值的分割方法、基于區(qū)域的分割方法(區(qū)域生長、區(qū)域分裂合并)、基于邊緣的分割方法、基于特定理論的分割方法(基于聚類分析的圖像分割方法、基于模糊集理論的分割方法、基于水平集理論的分割方法)、基于基因編碼的分割方法、基于小波變換的分割方法。
9.根據(jù)權(quán)利要求1或7所述的圖像感興趣區(qū)域顯示優(yōu)化的方法，其特征在于: 在所述控制步驟中，可以控制不同的圖像顯示效果，更具體地，通過控制參數(shù)5可以控制感興趣區(qū)域的對比度和動態(tài)范圍；通過控制參數(shù)C可以選擇感興趣區(qū)域；通過控制參數(shù)R和L可以控制顯示效果的明亮度。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的圖像感興趣區(qū)域顯示優(yōu)化的方法，其特征在于: 可以動態(tài)的改變圖像感興趣區(qū)域，不斷地優(yōu)化感興趣區(qū)域的顯示。
11.根據(jù)權(quán)利要求1至9其中之一所述的圖像感興趣區(qū)域顯示優(yōu)化的方法，其特征在于: 該方法可以作為用來優(yōu)化圖像顯示的通用裝置，而不局限于感興趣區(qū)域，也可以作用于全局顯不。
12.根據(jù)權(quán)利要求1或9或10所述的圖像感興趣區(qū)域顯示優(yōu)化的方法，其特征在于: 該方法可以作為用來優(yōu)化圖像顯示的通用裝置，而不局限于感興趣區(qū)域的比度增強(qiáng)和 動態(tài)范圍增加，還在于控制圖像顯示的明暗度。
13.一種圖像感興趣區(qū)域顯示優(yōu)化的裝置，其特征在于，包括: 選擇模塊，用于獲取圖像感興趣區(qū)域的關(guān)鍵像素值； 構(gòu)造模塊，用于構(gòu)造圖像對比度增強(qiáng)和動態(tài)范圍增加的曲線； 控制模塊，用于控制感興趣區(qū)域?qū)Ρ榷仍鰪?qiáng)和動態(tài)范圍增加的效果，用于控制感興趣區(qū)域，以及用于控制圖像顯示的明暗度。
14.根據(jù)權(quán)利要求12所述的圖像感興趣區(qū)域顯示優(yōu)化的裝置，其特征在于: 選擇模塊，包含了圖像分割模塊、圖像直方圖分析模塊、圖像像素分析模塊等，以及其單獨(dú)或者組合的系統(tǒng)。
15.根據(jù)權(quán)利要求12所述的圖像感興趣區(qū)域顯示優(yōu)化的裝置，其特征在于，還包括: 顯示模塊，用于包含圖像輸入和輸出的顯示。
16.一種圖像感興趣區(qū)域顯示優(yōu)化的系統(tǒng)，其特征在于，包括權(quán)利要求13至15任一項(xiàng)所述的圖像感興趣區(qū)域顯示優(yōu)化的裝置。
【文檔編號】G06T7/00GK103971358SQ201310045261
【公開日】2014年8月6日 申請日期:2013年2月5日 優(yōu)先權(quán)日:2013年2月5日
【發(fā)明者】饒玉明 申請人:深圳市深圖醫(yī)學(xué)影像設(shè)備有限公司