專利名稱：用至少第一和第二數(shù)據(jù)流來記錄和顯示記錄體上的圖象的系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種記錄和顯示記錄載體上的一系列圖象的系統(tǒng)，這種系統(tǒng)包括一個用至少第一和第二數(shù)據(jù)流來記錄圖象的圖象編碼和記錄單元；和一個用于顯示存儲在記錄載體上的圖象的圖象信息檢索單元，這個圖象信息檢索單元具有第一和第二兩種操作方式，在第一操作方式中顯示來自第一數(shù)據(jù)流的圖象，而在第二操作方式中則顯示來自第二數(shù)據(jù)流的圖象。本發(fā)明還涉及用于這種系統(tǒng)的一個圖象編碼和記錄單元以及一個圖象信息檢索單元。
這種類型的系統(tǒng)在以前的歐洲專利申請第94202922.4號(申請人參考號PHN14.642EP)中有說明，并且可以用于例如以數(shù)字形式存儲X射線圖象的醫(yī)療診斷應(yīng)用。診斷用X射線的圖象可以用多種方式顯示，例如高分辨率的或低分辨率的、以靜止圖象或活動圖象的方式來顯示。正如前述申請中所說明的那樣，通過用不同數(shù)據(jù)流把圖象記錄在記錄載體上并通過以符合預(yù)定顯示方法的方式使用不同數(shù)據(jù)流來進行顯示，可以最佳地滿足各種顯示方法的要求以及對記錄和檢索單元的技術(shù)限制。
在實踐中，記錄下的“原始”X射線圖象在被顯示之前要受到各種各樣的操作。進行圖象處理的一個重要理由是消除或減少記錄設(shè)備所帶來的贗象(例如由光學(xué)系統(tǒng)以及在圖象中能看見的如散射輻射網(wǎng)柵或準(zhǔn)直儀的導(dǎo)光快門等元件)帶來的畸變或光暈。其它的理由包括從顯示的圖象中消除圖象中過度曝光或不重要但起干擾作用的部分、調(diào)整圖象中對診斷有用部分的對比度、以及改善圖象。
當(dāng)在圖象編碼和記錄單元中進行圖象處理時，記錄下的圖象是經(jīng)過處理的，因而分析技術(shù)不再適用于“原始”圖象。而這種分析技術(shù)在診斷上是重要的，因為它們可以確定重要的參數(shù)，如在心動圖中左心室的容量等參數(shù)。將分析技術(shù)應(yīng)用于處理過的圖象具有嚴(yán)重的缺點，即結(jié)果取決于所用的圖象處理算法。第二個缺點在于圖象處理會改變圖象，例如增加了圖象的鮮明度因而也增加了噪聲，所以，不可能按可接受的壓縮比進行無損失壓縮。經(jīng)常需要進行圖象壓縮，因為在例如心動圖中在記錄載體的有限儲存容量中要牽涉到大量的圖象并且向記錄載體和從記錄載體傳輸數(shù)據(jù)的速度是有限的。
當(dāng)必須在短時間內(nèi)顯示大量的圖象時，例如以電影的形式顯示活動圖象時，圖象信息檢索單元中的圖象處理是不利的。這些活動圖象需要使用具有高壓縮比的數(shù)據(jù)流，因此，隨著在圖象處理期間放大或增加對比度，容易出現(xiàn)紊亂的贗象。
本發(fā)明的一個特定的目的就是提供一種可減少上述圖象處理缺點的系統(tǒng)。
為了達到這一目的，如本發(fā)明所述類型的系統(tǒng)包括一個圖象編碼和記錄單元，它設(shè)置成能對要用第一數(shù)據(jù)流加以記錄的圖象進行圖象處理；以及，一個圖象信息檢索單元，它設(shè)置成能對要用第二數(shù)據(jù)流予以顯示的圖象進行圖象處理。由于第一數(shù)據(jù)流中的圖象是壓縮過的并且是在圖象處理后加以記錄的，所以不會發(fā)生兩種操作的不希望有的效果疊加。“原始”圖象包含于第二數(shù)據(jù)流中或可由該數(shù)據(jù)流的圖象重新構(gòu)成，因而第二數(shù)據(jù)流中的數(shù)據(jù)可以用來作為分析技術(shù)的根據(jù)。這樣，可以把對第二數(shù)據(jù)流按可接受壓縮比的無損失壓縮與第一數(shù)據(jù)流中處理過的圖象的非無損失壓縮結(jié)合起來。
更為可取的是，第一數(shù)據(jù)流用于活動圖象，而第二數(shù)據(jù)流則用于靜止圖象。
本發(fā)明系統(tǒng)的一個優(yōu)選實施例中，在圖象編碼和記錄單元中以及圖象信息檢索單元中的上述圖象處理包括相同的圖象處理操作。因此，用戶并不會觀察到處理中的任何差別，但“原始”圖象可以用于分析。仍可在圖象信息檢索單元中對第一和第二數(shù)據(jù)流的圖象進行較少量的處理操作，利用這些操作而使得圖象適合用戶的個人愛好。
本發(fā)明的另一個實施例中的圖象信息檢索單元可以裝備有一個分析部件，它用于借助自動或半自動分析技術(shù)去分析來自第二數(shù)據(jù)流的圖象。在用半自動技術(shù)的情況下，用戶通過與例如顯示屏和光筆或其它指點裝置的人機對話來指明圖象中的哪些特定點是特別感興趣的。在用自動技術(shù)的情況下，可以在沒有來自用戶的指令的情況下執(zhí)行分析方法。除了一體化的分析部件外，圖象信息檢索單元還可以包括一個和用于進行分析的計算機的接口。
當(dāng)圖象信息檢索單元設(shè)置成僅僅顯示來自存放在記錄載體上的第一數(shù)據(jù)流的圖象并借助于自動或半自動的分析技術(shù)分析來自第二數(shù)據(jù)流的記錄下的圖象信息時，就可以實現(xiàn)本發(fā)明的一個特別經(jīng)濟的實施例。由于省掉了顯示來自第二數(shù)據(jù)流的圖象，所以使用較為簡單因此比較便宜的圖象信息檢索單元就能滿足要求。然而，仍然可以利用沒有因圖象壓縮而損失信息的第二數(shù)據(jù)流以實現(xiàn)對圖象的定量的或分析的測定。在這一實施例中，所顯示的圖象有較低的質(zhì)量是可接受的。
下面參考附圖以舉例的方式詳細說明本發(fā)明。
附圖中

圖1示意地顯示了按照本發(fā)明的一個系統(tǒng)，以及圖2顯示一個示意圖，它說明按照本發(fā)明的系統(tǒng)所執(zhí)行的操作。
圖1顯示了本發(fā)明系統(tǒng)的一個實施例，它以前述歐洲專利申請第94202922號所說明用于記錄和顯示一系列圖象的系統(tǒng)為基礎(chǔ)。本文引用了上述文件作為參考。上述系統(tǒng)包括通常的用來獲取與需要觀察的對象3有關(guān)的活動圖象信息的裝置1。這種裝置1今后將稱作圖象采集單元，它包括通常的X射線成象設(shè)備，該設(shè)備用于形成已放入某種對比物質(zhì)的人或動物心臟的血管系統(tǒng)的一系列圖象，這些圖象以固定的時間間隔(例如40毫秒)逐個相繼產(chǎn)生。利用例如圖象增強器/電視組合或直接通過半導(dǎo)體X射線檢測器將X射線圖象轉(zhuǎn)變成電子信號。將表示所得到的一系列圖象的圖象信號提供給一個圖象編碼和記錄單元2。在所謂的電影X射線圖象的情況下，圖象信號包括表示由例如512×512個象素的矩陣所構(gòu)成的單色圖象的數(shù)字信號，圖象信號指明了每個象素的亮度值。
圖象編碼和記錄單元2包括第一編碼單元4和第二編碼單元6以便把由圖象信號所表示的一系列圖象轉(zhuǎn)換成第一和第二數(shù)據(jù)流。圖象系列中的每個圖象同時由兩個數(shù)據(jù)流來表示。用于第一數(shù)據(jù)流的編碼單元4是一種通常類型的用于壓縮活動圖象的編碼單元。對于這種壓縮技術(shù)的一個重要的要求是平均起來每一圖象所記錄的信息量較小，以便使單位時間內(nèi)所傳送的信息量以及因此而所需的傳輸帶寬保持較小值。單個圖象的圖象質(zhì)量并不那么重要，因為活動圖象中的缺陷比起靜止圖象來不那么引入注意。因此，使用一種并不是無損失壓縮技術(shù)是可以接受的，就是說，在解壓縮后所恢復(fù)的圖象和原來的圖象并不完全相同而只與它相近似。當(dāng)使用不是無損失的壓縮技術(shù)時，壓縮比可以高得多，因此要記錄的信息量可以較小。
第二編碼單元6提供第二數(shù)據(jù)流。第二數(shù)據(jù)流中可以為系列中的每個圖象恢復(fù)得到高質(zhì)量的靜止圖象。這方面需要滿足的一個重要要求是所恢復(fù)的圖象和原始圖象應(yīng)是相同或基本相同的。為此，編碼單元6是一種通常用于對靜止圖象進行編碼的最佳類型的編碼單元，并且，使用了低壓縮比的無損失壓縮技術(shù)，或者甚至省略了壓縮。由于在傳送編碼圖象的速度方面沒有特定的要求，所以每一個編碼的圖象所含信息的量并不重要。
為了記錄數(shù)據(jù)流，圖象編碼和記錄單元2還含有記錄設(shè)備7以便把第一和第二數(shù)據(jù)流記錄在同一個記錄載體8上。由于存儲容量以及在隨機訪問時可達到的短的訪問時間等方面的原因，優(yōu)選使用盤狀的光學(xué)或磁光型的記錄載體。舉例來說，載體8可以是一個單獨的載體，它可以在記錄后方便地從記錄設(shè)備中取出以便在別的地方使用或存放。不過，記錄載體也可以是永久性安裝的存儲系統(tǒng)，例如，包括一個海量磁盤或光盤的電子檔案系統(tǒng)。這類系統(tǒng)被稱為圖畫檔案和通信系統(tǒng)(PACS)。
上述系統(tǒng)還包括一個圖象信息檢索單元9。這個單元包括一個讀出單元10，它用于按足以能平滑顯示活動圖象信息的高速度來讀記錄載體8。讀出單元10通過總線11連接到第一解碼單元12和第二解碼單元13以便把讀出的第一和第二數(shù)據(jù)流分別提供給第一和第二解碼單元。解碼單元12和13中的每一個都是通常類型的解碼單元，它們分別用來恢復(fù)第一和第二數(shù)據(jù)流中的活動圖象信息和靜止圖象信息。圖象信息檢索單元9還包括一個常規(guī)類型的圖象輸出單元16，它設(shè)置成能把檢索到的圖象轉(zhuǎn)換成輸出信號，該信號可以顯示在圖象顯示單元14上，例如顯示在監(jiān)視器或電視設(shè)備上。圖象信息檢索單元9另外還包括一個控制單元17，它連接于讀出單元10、第一和第二解碼單元12、13和圖象輸出單元16。圖象信息檢索單元可通過控制單元17按第一和第二種操作方式進行操作。在第一種操作方式中，可在程序存儲器18中的程序的控制下讀出記錄下的第一數(shù)據(jù)流中的特定部分、檢索該數(shù)據(jù)流中的活動圖象信息并將檢索到的活動圖象信息輸出。與此相似，在第二種操作方式中，可在程序的控制下從第二數(shù)據(jù)流中讀出特定的編碼圖象以便對它解碼并輸出?？梢酝ㄟ^控制單元25實現(xiàn)對第一和第二操作方式的選擇。
除了用于高質(zhì)量圖象信息的第一和第二數(shù)據(jù)流之外，在記錄載體上還可以記錄低質(zhì)量的第三甚至可能的第四數(shù)據(jù)流。這對于不需要顯示高質(zhì)量圖象的場合可能是有好處的。這樣，可以借助于圖象信息檢索單元21來讀出和顯示第三和第四數(shù)據(jù)流中的圖象信息，圖象信息檢索單元21比圖象信息檢索單元9要便宜，它與圖象顯示單元22相連。這種低質(zhì)量圖象信息檢索單元可以是例如CD-i放象機或含有CD-ROM裝置的個人計算機。
為了能在不降低第一數(shù)據(jù)流中活動圖象質(zhì)量的情況下對第一數(shù)據(jù)流中和第二數(shù)據(jù)流中的圖象進行圖象處理，圖象編碼和記錄單元2包含一個圖象處理單元5，它設(shè)置在第一編碼單元4的前面。圖象處理單元5僅僅處理第一數(shù)據(jù)流中的活動圖象信息并如實地把它們記錄在記錄載體上。由第二編碼單元6所編碼和記錄的第二數(shù)據(jù)流并不受到圖象編碼和記錄單元2的處理。第二數(shù)據(jù)流的圖象處理在圖象信息檢索單元9中進行，該處理是在圖象處理單元19中的第二解碼單元13進行了解碼后進行的。解碼單元13還包括輸出20，通過該輸出可將“原始”圖象提供給分析部件或計算機上。
圖2中詳細地說明了圖象處理。原來的“原始”圖象信息30沿著圖象編碼和記錄設(shè)備中的兩條平行通道31和32前進。在用于活動圖象信息的第一通道中用例如模糊校正之類的圖象處理算法33處理每個輸入的圖象。其它可行的操作包括鑒別或去除記錄設(shè)備的贗象或可見部分。然后，用一個壓縮算法34大大減少數(shù)據(jù)量。由于使用了非無損失的壓縮算法，所以可以用例如為6的壓縮比。在用于靜止圖象信息的第二通道32中，并不進行圖象處理而是按例如為2的較小壓縮比進行無損失的壓縮。然后，將這兩個數(shù)據(jù)流都記錄在記錄載體8上(35)。
在圖象信息檢索單元中，這兩個數(shù)據(jù)流在讀出(40)之后分別沿著兩個通道41和42前進。在第一通道41中，僅對經(jīng)過處理的、以非無損失方式壓縮且含有活動圖象信息的第一數(shù)據(jù)流進行解壓縮43。這個數(shù)據(jù)流僅用于顯示(47)活動圖象。在第二通道42中，首先對以無損失方式壓縮的靜止圖象信息進行解壓縮。解壓縮(44)導(dǎo)致對原來的“原始”圖象的重建。這些圖象可以作為分析技術(shù)45的基礎(chǔ)，由此可以測出與診斷相關(guān)的參數(shù)或者可以鑒別在圖象中可見到的機體，例如左心室的容積或存在心室狹窄現(xiàn)象。
此外，為了顯示靜止圖象信息，對于解壓縮的圖象還使用了一個圖象處理算法(46)。然后，和活動圖象一樣，再顯示靜止圖象(47)。當(dāng)對于第一和第二數(shù)據(jù)流的圖象使用相同的圖象處理算法時，在這兩種情況下這個算法都應(yīng)用于“原始”圖象，用戶不會看到任何差別。
如果需要，可以對活動的和靜止的圖象進行外加的次要圖象處理操作(48)以便和用戶的個人愛好相一致地顯示圖象。
在一個經(jīng)濟的實施例中，可以不必顯示來自第二數(shù)據(jù)流的圖象。這時，可以從第一數(shù)據(jù)流中獲得業(yè)已經(jīng)過非無損失壓縮的靜止圖象。在這種廉價的圖象信息檢索單元中，信息并不在解壓縮(44)和圖象顯示(47)之間傳送。也不存在圖象處理算法(46)。如果有的話，第二數(shù)據(jù)流的解壓縮(44)的結(jié)果只是用于分析技術(shù)(45)。因此，在圖1中所示的圖中不存在圖象處理單元19。
權(quán)利要求
1.一種用于記錄和顯示記錄載體上的一系列圖象的系統(tǒng)，該系統(tǒng)包括一個用至少第一和第二數(shù)據(jù)流來記錄圖象的圖象編碼和記錄單元；和一個用于顯示存儲在記錄載體上圖象的圖象信息檢索單元，這個圖象信息檢索單元具有第一和第二兩種操作方式，在第一種操作方式中顯示來自第一數(shù)據(jù)流的圖象，而在第二種操作方式中則顯示來自第二數(shù)據(jù)流的圖象，上述圖象編碼和記錄單元設(shè)置成能對要用第一數(shù)據(jù)流加以記錄的圖象進行圖象處理，而圖象信息檢索單元設(shè)置成能對要用第二數(shù)據(jù)流予以顯示的圖象進行圖象處理。
2.如權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其特征在于，第一數(shù)據(jù)流中的圖象是以經(jīng)過非無損失壓縮的形式而存放的，而在第二數(shù)據(jù)流中，圖象是未經(jīng)壓縮或者是以無損失壓縮的方式而存放的。
3.如權(quán)利要求1或2所述的系統(tǒng)，其特征在于，在圖象信息檢索單元的第一種操作方式中顯示的是活動圖象而在第二種操作方式中則顯示靜止圖象。
4.如權(quán)利要求1、2或3所述的系統(tǒng)，其特征在于，圖象編碼和記錄單元和圖象信息檢索單元中的上述圖象處理包括相同的圖象處理操作。
5.如權(quán)利要求1、2、3或4所述的系統(tǒng)，其特征在于，記錄載體是可寫光盤。
6.一種用至少第一和第二數(shù)據(jù)流將圖象記錄到記錄載體上的圖象編碼和記錄單元，該圖象編碼和記錄單元設(shè)置成能對要用第一數(shù)據(jù)流來記錄的圖象進行圖象處理。
7.如權(quán)利要求6所述的圖象編碼和記錄單元，其特征在于，第一數(shù)據(jù)流中的圖象是以非無損失方式壓縮過后存放的，而第二數(shù)據(jù)流中的圖象則是以非壓縮方式或無損失壓縮方式存放的。
8.一種用至少第一和第二數(shù)據(jù)流來顯示記錄在記錄載體上的圖象的圖象信息檢索單元，該圖象信息檢索單元具有顯示來自第一數(shù)據(jù)流的圖象的第一操作方式和顯示來自第二數(shù)據(jù)流的圖象的第二操作方式，并且，該單元還設(shè)置成能對第二數(shù)據(jù)流中要顯示的圖象實施圖象處理。
9.如權(quán)利要求8所述的圖象信息檢索單元，其特征在于，在圖象信息檢索單元的第一種操作方式中顯示活動圖象，而在第二種操作方式中顯示的圖象則是靜止的。
10.如權(quán)利要求8或9所述的圖象信息檢索單元，其特征在于，圖象信息檢索單元還設(shè)置成能利用自動或半自動分析技術(shù)去分析來自第二數(shù)據(jù)的圖象。
11.一種用于記錄和顯示記錄載體上的一系列圖象的系統(tǒng)，該系統(tǒng)包括用至少第一和第二數(shù)據(jù)流來記錄圖象的圖象編碼和記錄單元并設(shè)置成能對要用第一數(shù)據(jù)流進行記錄的圖象進行圖象處理，該系統(tǒng)還包括用于顯示存儲在記錄載體上的來自第一數(shù)據(jù)流的圖象的圖象信息檢索單元，該圖象信息檢索單元設(shè)置成能利用自動或半自動分析技術(shù)去分析所記錄的來自第二數(shù)據(jù)流的圖象信息。
12.一種用至少第一和第二數(shù)據(jù)流來顯示記錄在記錄載體上的圖象的圖象信息檢索單元，該圖象信息檢索單元設(shè)置成能顯示來自第一數(shù)據(jù)流的圖象并用自動或半自動分析技術(shù)去分析來自第二數(shù)據(jù)流的圖象。
全文摘要
在記錄和顯示靜止和活動圖象的系統(tǒng)中，靜止圖象以無損失方式和低壓縮比記錄在記錄載體(8)上，而活動圖象則以高壓縮比用非無損失算法記錄。對于醫(yī)療圖象例如心臟圖象來說，希望在顯示前先對圖象進行處理。對于活動圖象，圖象處理(5)是在壓縮(4)和記錄(7)之前進行的。對于靜止圖象，處理(19)是在圖象從記錄載體(8)讀出并重建后進行的。因此無損失的靜止圖象的原始形式仍被保留供分析(20)之用。
文檔編號H04N5/781GK1136380SQ95190976
公開日1996年11月20日 申請日期1995年8月16日 優(yōu)先權(quán)日1994年8月22日
發(fā)明者J·H·彼得斯 申請人:菲利浦電子有限公司