專利名稱：用于自動調(diào)整圖像的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種醫(yī)學(xué)影像的處理方法，尤其是對來源于X-ray影像設(shè)備，包括XA，DSA，CT，CR，DR等的檢查圖像，提供一種實時、動態(tài)，便捷的調(diào)節(jié)方法。選取影像設(shè)備對于同一檢查區(qū)域上生成的單幅圖像或者在時間上連續(xù)的多幅圖像中的特定幀，利用本發(fā)明提供的圖像調(diào)整方法，可以獲得不同興趣區(qū)域的高清晰度診斷圖像。
背景技術(shù)：
隨著科技的飛速發(fā)展，醫(yī)學(xué)影像學(xué)從傳統(tǒng)的放射診斷學(xué)發(fā)展成具有CT、介入放射學(xué)等諸多門類的學(xué)科。臨床醫(yī)生對于疾病的診斷和治療越發(fā)依賴于影像設(shè)備的檢查結(jié)果，圖像質(zhì)量的差異，在很大程度上影響著最終的疾病判別和治療。
影像的數(shù)字化處理是現(xiàn)代醫(yī)學(xué)影像技術(shù)發(fā)展的主要趨勢。醫(yī)學(xué)影像的數(shù)字化，與傳統(tǒng)的屏—膠系統(tǒng)比較，具備了圖像動態(tài)范圍大，線性好，影像層次豐富，信息量大等多種優(yōu)勢，可以為醫(yī)生的臨床診斷提供定性及定量的依據(jù)。
由于各種影像設(shè)備的成像機理不同，加之人體是由不同器官、組織及成分構(gòu)成及病人的個體差異，生成的診斷圖像質(zhì)量不盡相同；同時，醫(yī)學(xué)影像的空間分辨率(象素數(shù))從256×256到2048×2056，灰階深度(bits)從8到24，單幅圖像的數(shù)據(jù)容量從0.16M到12M，甚至更大數(shù)據(jù)量的單幅圖像也屢見不鮮。不同類型圖像之間的差異較大，不同成像個體、部位(組織)及不同臨床關(guān)注要求的差別，使得基于單幅或者序列圖像進行的數(shù)字化診斷對醫(yī)生的實踐經(jīng)驗提出了較高的要求，也對目前常用的數(shù)字影像的顯示系統(tǒng)提出了更高的要求。
目前，調(diào)整、改進圖像質(zhì)量的方法主要包括1、利用CRT或者LCD制成的醫(yī)療專用圖像顯示系統(tǒng)；2、專業(yè)化的數(shù)字影像處理技術(shù)數(shù)字醫(yī)學(xué)影像主要通過顯示屏觀察影像，即通過“軟閱讀”(softcopy-reading)方式得到豐富的診斷信息。當(dāng)今醫(yī)療專用的顯示系統(tǒng)從成像原理上分為CRT和LCD，在空間分辨率上可分為1M、2M、3M、4M、5M，基本可以滿足醫(yī)學(xué)影像空間分辨率從256×256到2048×2056范圍的變化。其中可分辨灰階(JND)與顯示屏亮度的特性關(guān)系大致成反對數(shù)比例。顯示屏亮度越大，JND也就較高，影像效果越好。簡而言之，醫(yī)療專用的顯示系統(tǒng)是一種特殊的高亮度、高空間分辨率的黑白顯示系統(tǒng)。鑒于目前醫(yī)院中常用顯示系統(tǒng)多為分辨率小于或者等于1M的彩色顯示系統(tǒng)，對于超出其空間分辨率和亮度范圍的數(shù)字圖像，不能全部顯示影像中的有效信息，需要一些方法彌補硬件性能上的不足，豐富臨床診斷用信息。
利用醫(yī)學(xué)影像技術(shù)上特定的窗技術(shù)手工調(diào)節(jié)每幅圖像，是醫(yī)生觀察圖像，確定病變之前的常見操作。例如，CT檢查過程中，由于各種組織結(jié)構(gòu)或病變部位具有不同的CT值，因此欲顯示特定組織結(jié)構(gòu)細節(jié)時，應(yīng)選擇適合觀察該組織或病變的窗寬和窗位，以獲得最佳顯示。如果調(diào)節(jié)不當(dāng)，可能出現(xiàn)圖像全白、全黑、灰度差別減小等多種圖像表征，無法提供有效的輔助診斷信息。另外，現(xiàn)有的一些圖像調(diào)節(jié)方法，需要使用者依據(jù)經(jīng)驗預(yù)先設(shè)置不同解剖部位、組織等的調(diào)節(jié)參數(shù)信息。等到對實際的檢查圖像進行調(diào)節(jié)時，可以根據(jù)興趣區(qū)域的具體情況，選擇應(yīng)用不同的預(yù)置數(shù)值，達到調(diào)整圖像質(zhì)量的效果。這種方法操作相對復(fù)雜，需要醫(yī)生在診斷前、后多次操作，而且對于不同部位、器官、組織等的參考圖像數(shù)據(jù)進行歸納和保存，整個過程具備了相當(dāng)?shù)墓ぷ髁俊?br> 為解決常規(guī)圖像顯示系統(tǒng)不能滿足高分辨率圖像的要求，不能體現(xiàn)出數(shù)字化影像的優(yōu)勢，無法顯示圖像包含的全部有效信息的問題；同時，簡化現(xiàn)有醫(yī)學(xué)圖像的調(diào)節(jié)過程中的復(fù)雜操作，降低對于醫(yī)生臨床經(jīng)驗的要求。本發(fā)明提供了一種基于X-ray影像的圖像調(diào)節(jié)方法，可以對同一檢查區(qū)域上生成的單幅圖像或者在時間上連續(xù)的多幅圖像中的特定幀進行操作，調(diào)節(jié)影像的清晰程度，獲得高品質(zhì)圖像質(zhì)量，有利于醫(yī)生的臨床診斷。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明提供的自動圖像調(diào)節(jié)方法，可以提高診斷圖像，尤其是X-ray影像的顯示質(zhì)量；同時，簡化醫(yī)生圖像調(diào)節(jié)過程中的手工操作，彌補常規(guī)顯示系統(tǒng)對于數(shù)字化、高分辨率圖像顯示信息(灰階范圍和最小像素)的不足，豐富臨床診斷用的組織細節(jié)信息。應(yīng)用本方法進行調(diào)節(jié)，相當(dāng)于對原有圖像中的興趣區(qū)域進行了再透視的效果；通過這種透視，也可以達到部分彌補攝影劑量的偏差，增加診斷的準(zhǔn)確性，看到以前看不到的圖像細節(jié)的效果。
本發(fā)明提供的自動圖像調(diào)節(jié)方法，其特點在于，包括如下步驟選取步驟，選擇單幅圖像或者在時間上連續(xù)的多幅圖像中的特定幀；定義興趣區(qū)域，在選定的圖像中，標(biāo)記出需要調(diào)整的區(qū)域；像素處理，逐點處理興趣區(qū)域內(nèi)的每個像素；效果顯示，多窗口并存，顯示調(diào)節(jié)后的圖像效果。
上述自動圖像調(diào)節(jié)方法，其特點在于，適用于所有X-ray影像設(shè)備生成的圖像；上述自動圖像調(diào)節(jié)方法，其特點在于，適用于單幅圖像或者多幅時間上連續(xù)圖像中的一幅；上述自動圖像調(diào)節(jié)方法，其特點在于，圖像中興趣區(qū)域的位置可以任意選取，區(qū)域的面積大小可以調(diào)整；上述自動圖像調(diào)節(jié)方法，其特點在于，根據(jù)選定圖像興趣區(qū)域的范圍，自動進行區(qū)域內(nèi)像素的逐點分離，參照區(qū)域內(nèi)部解剖組織特點重新加權(quán)計算并均衡影像；上述自動圖像調(diào)節(jié)方法，其特點在于，調(diào)節(jié)后的圖像效果可以實時顯示在定義的興趣區(qū)域內(nèi)；上述自動圖像調(diào)節(jié)方法，其特點在于，在每一幅圖像中，興趣區(qū)域可以連續(xù)選擇，調(diào)節(jié)后的圖像效果隨著區(qū)域的變換可以實時顯示；上述自動圖像調(diào)節(jié)方法，其特點在于，在每一幅應(yīng)用自動調(diào)節(jié)方法的圖像中，可以同時顯示出被部分遮擋的原始圖像和調(diào)節(jié)后的興趣區(qū)域效果。
本發(fā)明的功效在于1、彌補了常規(guī)顯示系統(tǒng)對于數(shù)字化、高分辨率圖像顯示信息(灰階范圍和最小像素)的不足，可以發(fā)揮出醫(yī)學(xué)數(shù)字影像的信息優(yōu)勢，豐富臨床診斷用的組織細節(jié)信息；2、簡化現(xiàn)有圖像調(diào)節(jié)過程中繁瑣的手工操作，降低醫(yī)生的工作量，提高工作效率；3、可以部分彌補攝影劑量的偏差，改善圖像質(zhì)量，提供臨床診斷的準(zhǔn)確性。以下結(jié)合附圖和具體實施例對本發(fā)明進行詳細描述，但不作為對本發(fā)明的限定。


圖1是根據(jù)本方法進行圖像調(diào)節(jié)的實施步驟流程2選定的原始待處理圖像圖3定義較大的興趣區(qū)域圖4調(diào)整定義較小的興趣區(qū)域圖5調(diào)節(jié)前的興趣區(qū)內(nèi)的圖像質(zhì)量圖6調(diào)節(jié)后的興趣區(qū)內(nèi)的圖像質(zhì)量圖7變換定義新的興趣區(qū)圖8應(yīng)用本方法的另一個效果圖具體實施方式
整個發(fā)明的實施方式可以圍繞圖1所示的流程圖來展開說明。選取步驟(101)，將一幅DR主機拍攝胸部影像作為待處理的原始圖像。這里舉例過程中使用的DR圖像只是X-ray影像中的一類，本自動圖像調(diào)節(jié)方法適用于所有的X-ray影像。原始DR圖像的顯示如圖2所示。由于人體胸部的復(fù)雜解剖學(xué)構(gòu)成，標(biāo)準(zhǔn)DR圖像中包含了雙肺紋理、胸壁軟組織、縱隔和肺門結(jié)構(gòu)、氣管，以及心后區(qū)和肺肝重疊處的肺紋理、肋骨、脊柱，胸椎等多種部位的眾多信息。在同一幅圖像上，若要同時清晰觀察上述各部位的結(jié)構(gòu)，需要反復(fù)調(diào)節(jié)窗寬、窗位，或者多次應(yīng)用不同的預(yù)置顯示參數(shù)，這樣的操作不夠方便，而且很難得到效果更佳的診斷圖像。
步驟二，定義興趣區(qū)(102)。根據(jù)醫(yī)生的關(guān)注點所在，可以在步驟一選定的原始圖像上任意標(biāo)記出興趣區(qū)域，定義需要應(yīng)用本發(fā)明自動調(diào)整的局部；定義過程中，可以根據(jù)實際要求，放大或者縮小區(qū)域范圍，顯示如圖3(定義較大的興趣區(qū)域)和圖4(定義較小的興趣區(qū)域)。區(qū)域選定的范圍通常為方形，但不局限于此。
步驟三，像素處理(103)。此步驟為自動進行。依據(jù)標(biāo)記出的興趣區(qū)域輪廓，應(yīng)用本方法自動進行以下運算處理逐點提取內(nèi)部的每個像素特征值，匯總所有特征值分布信息后自動計算出適用于輪廓線內(nèi)部區(qū)域的顯示范圍參數(shù)，并實時應(yīng)用于興趣區(qū)域的顯示中。
步驟四，效果顯示(104)。調(diào)整后局部圖像效果實時顯示如圖6，可以看到與圖5調(diào)節(jié)前定義的興趣區(qū)域內(nèi)的圖像存在明顯的不同。通過應(yīng)用本圖像調(diào)節(jié)方法，將原本看不到的右肺中的組織信息清晰化，就像在原興趣區(qū)域上疊加了一個“虛擬的透鏡”觀察圖像，“透鏡內(nèi)”影像得到優(yōu)化處理。
當(dāng)一幅圖像中存在多個需要處理的區(qū)域時，可以依據(jù)本流程反復(fù)、多次應(yīng)用自動調(diào)整方法。顯示如圖7，定義另外一個興趣區(qū)域，進行圖像的調(diào)節(jié)。
圖8所示為一幅腰椎圖像應(yīng)用本方法后的多窗口效果顯示。
權(quán)利要求
1.一種用于自動調(diào)整圖像的方法，其特征在于，包括如下步驟選取步驟，選擇單幅圖像或者在時間上連續(xù)的多幅圖像中的特定幀；定義興趣區(qū)域，在選定的圖像中，標(biāo)記出需要調(diào)整的區(qū)域；像素處理，逐點處理興趣區(qū)域內(nèi)的每個像素；效果顯示，多窗口并存，顯示調(diào)節(jié)后的圖像效果。
2.權(quán)利1要求的方法，其特征在于，適用于所有X-ray影像設(shè)備生成的圖像；
3.權(quán)利1要求的方法，其特征在于，適用于單幅圖像或者多幅時間上連續(xù)圖像中的一幅；
4.權(quán)利1要求的方法，其特征在于，圖像中興趣區(qū)域的位置可以任意選取，區(qū)域的面積大小可以調(diào)整；
5.權(quán)利1要求的方法，其特征在于，根據(jù)選定圖像興趣區(qū)域的范圍，自動進行區(qū)域內(nèi)像素的逐點分離，參照區(qū)域內(nèi)部解剖組織特點重新加權(quán)計算并均衡影像；
6.權(quán)利1要求的方法，其特征在于，調(diào)節(jié)后的圖像效果可以實時顯示在定義的興趣區(qū)域內(nèi)；
7.權(quán)利1要求的方法，其特征在于，在每一幅圖像中，興趣區(qū)域可以連續(xù)選擇，調(diào)節(jié)后的圖像效果隨著區(qū)域的變換可以實時顯示；
8.權(quán)利1要求的方法，其特征在于，在每一幅應(yīng)用自動調(diào)節(jié)方法的圖像中，可以同時顯示出被部分遮擋的原始圖像和調(diào)節(jié)后的興趣區(qū)域效果。
9.權(quán)利1要求的方法，其特征在于，興趣區(qū)域的輪廓通常使用方形，但不局限于方形。
10.權(quán)利1要求的方法，其特征在于，像素處理步驟為自動進行。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種醫(yī)學(xué)影像的處理方法，尤其是對來源于X－ray影像設(shè)備的檢查圖像，提供一種實時、動態(tài)，便捷的調(diào)節(jié)方法。本發(fā)明提供的自動圖像調(diào)節(jié)方法，其特點在于，包括如下步驟選取步驟，選擇單幅圖像或者在時間上連續(xù)的多幅圖像中的特定幀；定義興趣區(qū)域，在選定的圖像中，標(biāo)記出需要調(diào)整的區(qū)域；像素處理，逐點處理興趣區(qū)域內(nèi)的每個像素；效果顯示，多窗口并存，顯示調(diào)節(jié)后的圖像效果。選取影像設(shè)備對于同一檢查區(qū)域上生成的單幅圖像或者在時間上連續(xù)的多幅圖像中的特定幀，利用本發(fā)明提供的圖像調(diào)整方法，可以獲得不同興趣區(qū)域中的高清晰度診斷圖像。
文檔編號G06T3/00GK1891154SQ200610011950
公開日2007年1月10日 申請日期2006年5月19日 優(yōu)先權(quán)日2006年5月19日
發(fā)明者王民漢, 周宇, 周衛(wèi)華 申請人:北京思創(chuàng)貫宇科技開發(fā)有限公司