專利名稱：一種x射線圖像增強方法及系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及圖像處理技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種x射線圖像增強方法及系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
X射線圖像成像技術(shù)在醫(yī)療診斷等領(lǐng)域具有舉足輕重的地位。在X射線圖
像系統(tǒng)中，通常由于成像設(shè)備、成像方法等各種因素的干擾，容易導(dǎo)致圖像出 現(xiàn)模糊不清、整體亮度過低等情況。加之人眼不能分辨非常微小的灰度差別， 所以，在觀察圖像時，我們很難肉眼區(qū)分灰度級較接近的組織結(jié)構(gòu)部分。因此， 通過有效的增彈方法對醫(yī)學(xué)圖像進行增強處理已成為獲得圖像后的 一項重要工作。
目前，對于x射線圖像增強的處理方法有很多，以下為幾種典型的x射線
圖像增強的方法
1、 直方圖均衡方法。該方法適用于增強直方圖成單峰形狀的圖像，對于直 方圖呈雙峰或多峰的圖像，增強效果較差。其他和直方圖相關(guān)的方法，如使用 直方圖匹配增強對比度的裝置和方法，只單獨增強了圖像的對比度，邊緣增強 效果較弱。
2、 同態(tài)濾波方法。該方法對于圖像中較暗的區(qū)域增強效果明顯，但較亮的 區(qū)域的增強效果較弱?，F(xiàn)實中，由于X射線圖像通常有較大差異，同態(tài)濾波增 強方法往往會產(chǎn)生較多的假象，從而導(dǎo)致處理結(jié)果不理想。
3、 基于粗糙集理論的方法。該方法對于圖像增強的魯棒性較好，適用性也 很強。在保持圖像邊緣清晰、提高對比度方面有一定優(yōu)勢。不幸的是，該方法 采用的模板大小很大程度地影響其處理速度，也對圖像的增強效果有一定影響。 因此，在工業(yè)和醫(yī)學(xué)界的圖〗象增強中缺乏實用性。
6因此，現(xiàn)有技術(shù)中，對于X射線圖像的增強方法存在一定的局限性第一， 對于X射線圖像中的亮度區(qū)域增強不夠，或者對較暗區(qū)域的細節(jié)部分增強較弱， 圖像中的某些重要信息不明顯，從而影響醫(yī)生的臨床診斷；第二，雖然有些增 強方法效果較好，但需要消耗大量的運算時間，圖像處理的效率很低。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明實施例提供一種X射線圖像的增強方法及系統(tǒng)，用以解決現(xiàn)有技術(shù) 中對X射線圖像處理后邊緣模糊、對比度差、效率低下的問題。
一種X射線圖像增強方法，該方法包括 將待處理的X射線圖像分割成含有低頻信息的子圖像； 將所述子圖像放大成為模糊圖像；
根據(jù)原始的X射線圖像與所述模糊圖像提取邊緣圖像并進行自適應(yīng)增強； 局部修正自適應(yīng)增強后的邊緣圖像；
根據(jù)所述模糊圖像與修正過的自適應(yīng)增強后的邊緣圖像重構(gòu)得到處理后的 X射線圖像。
所述將待處理的X射線圖像分割成含有低頻信息的子圖像，包括 采用小波變換的方法將待處理的X射線圖像分割成含有低頻信息的子圖
像；
所述小波變換包括小波分解與重構(gòu)，所述小波分解是把待處理的X射線圖
像從空域變換到小波域，再對其中的小波系數(shù)進行處理；
對分解后的小波系數(shù)進行重構(gòu)，得到含有低頻信息的子圖像。 所述小波分解，進一步包括 對待處理的X射線圖像進行尺度為2的小波分解； 輸出第一層的低頻信息、水平信息、垂直信息和對角信息； 對第一層的低頻信息進行分解，輸出第二層的低頻信息、水平信息、垂直
信息和對角信息；所述小波重構(gòu)，進一步包括
將各層次的頻譜信息進行小波重構(gòu)，輸出相應(yīng)的含有低頻信息的子圖像。
所述將所述子圖像放大成為模糊圖像，包括
將所述含有低頻信息的子圖像經(jīng)過雙線性插值方法放大成為模糊圖像。 所述根據(jù)原始的X射線圖像與所述模糊圖像提取邊緣圖像并進行自適應(yīng)增 強，包括
根據(jù)原始的X射線圖像與模糊圖像的差值得到邊緣圖像； 通過模糊圖像和邊緣圖像估測自適應(yīng)增強系數(shù)； 根據(jù)增強系數(shù)對邊緣圖像的灰度值進行處理。 所述自適應(yīng)增強系數(shù)的計算過程，包括
計算模糊圖像中像素點的最大灰度值； 計算每個像素點灰度值與最大灰度值的比值； 然后計算每個像素點比值的余弦函數(shù)值，即為自適應(yīng)增強系數(shù)。 所述局部修正自適應(yīng)增強后的邊緣圖像，包括
根據(jù)所述模糊圖像確定閾值上限灰階、下限灰階、上限局部活性灰階和 下限局部活性灰階；
根據(jù)邊緣圖像中像素點的下限灰階和上限灰階得到灰階衰減系數(shù)；根據(jù)下 限局部活性灰階和上限局部活性灰階得到局部活性系數(shù)；
當所處理的像素點灰度值、局部活性灰階分別小于下限灰階、下限局部活 性灰階時，灰階衰減系數(shù)和局部活性系數(shù)取最小值；當所處理的像素點灰度值、 局部活性灰階分別大于上限灰階、上限局部活性灰階時，灰階衰減系數(shù)和局部 活性系數(shù)取最大值；當所處理的像素點灰度值在上限灰階和下限灰階之間時， 灰度衰減系數(shù)由下限灰度增益開始線性增大；當所處理的像素點局部活性灰階 在上限局部活性和下限局部活性灰階之間時，局部活性系數(shù)由下限灰度增益開 始線性增大；
通過對每個像素點對應(yīng)的灰階衰減系數(shù)和局部活性系數(shù)的處理，輸出邊緣行線性疊加，輸出修正 過的自適應(yīng)增強后的邊緣圖像。
所述局部活性是在待處理的像素點為中心的鄰域中，分別計算所有像素點 與窗口灰度均值與差值，經(jīng)過加權(quán)，最后求總均值得到。
一種x射線圖像增強系統(tǒng)，該系統(tǒng)包括x射線圖像輸入單元、小波分解單 元、小波重構(gòu)單元、雙線性插值單元、相減單元、自適應(yīng)增強單元、灰階衰減
判斷單元、局部活性判斷單元、相乘單元，局部^f奮正單元、相加單元、X射線
圖像輸出單元，其中，
所述X射線圖像輸入單元，用于輸入待處理的X射線圖像； 所述小波分解單元，用于對輸入圖像進行小波分解，提取出圖像在小波域 內(nèi)的低頻信息；
所述小波重構(gòu)單元，用于對小波分解后的系數(shù)進行重構(gòu)，輸出含有低頻信 息的子圖Y象；
所述雙線性插值單元，用于通過對含有低頻信息的子圖像采用雙線性插值 方法進行逐點計算，放大含有低頻信息的子圖像，輸出模糊圖像中的像素點灰 度值；
所迷相減單元，用于根據(jù)原始圖像和模糊圖像給出邊緣圖像； 所述自適應(yīng)增強單元，用于通過計算模糊圖像中像素點的最大灰度值，再 計算每個像素點灰度值與最大灰度值的比值，然后通過余弦函數(shù)的相關(guān)計算獲
得增強系數(shù)，最后對邊緣圖像進行增強，輸出增強后的邊緣圖像；
所述灰階衰減單元，用于根據(jù)分段線性函數(shù)和相關(guān)閾值估測灰階衰減系數(shù)； 所述局部活性判斷單元，用于根據(jù)分段線性函數(shù)和相關(guān)閾值估測局部活性
系數(shù)；
所述相乘單元，用于根據(jù)灰階衰減系數(shù)和局部活性系數(shù)形成局部修正的權(quán) 重系數(shù)；
所述局部修正單元，用于根據(jù)局部修正的權(quán)重系數(shù)修正增強前、后的邊緣圖像；
所述相加單元，用于疊加模糊圖像和修正后的邊緣圖像； 所述X射線圖像輸出單元，用于輸出增強后的X射線圖像。 所述局部修正單元，用于根據(jù)所述模糊圖像確定閾值上限灰階、下限灰 階、上限局部活性灰階和下限局部活性灰階；
根據(jù)邊緣圖像中像素點的下限灰階和上限灰階得到灰階衰減系數(shù)；根據(jù)下 限局部活性灰階和上限局部活性灰階得到局部活性系數(shù)；
當所處理的像素點灰度值、局部活性灰階分別小于下限灰階、下限局部活 性灰階時，灰階衰減系數(shù)和局部活性系數(shù)取最小值；當所處理的像素點灰度值、 局部活性灰階分別大于上限灰階、上限局部活性灰階時，灰階衰減系數(shù)和局部 活性系數(shù)取最大值；當所處理的像素點灰度值在上限灰階和下限灰階之間時， 灰度衰減系數(shù)由下限灰度增益開始線性增大；當所處理的像素點局部活性灰階 在上限局部活性和下限局部活性灰階之間時，局部活性系數(shù)由下限灰度增益開 始線性增大；
通過對每個像素點對應(yīng)的灰階衰減系數(shù)和局部活性系數(shù)的處理，輸出邊緣 圖像增強的權(quán)重系數(shù)，對自適應(yīng)增強前后的邊緣圖像進行線性疊加，輸出修正 過的自適應(yīng)增強后的邊緣圖像。
本發(fā)明實施例提供的方案，首先解決了 X射線圖像處理過程中帶來的圖像 邊緣模糊、對比度差、效率低下的問題。其次能夠從X射線圖像的診斷要求出 發(fā)，根據(jù)圖像的具體情況，自適應(yīng)調(diào)整增強系數(shù)，從而使圖像中不同區(qū)域的邊 緣信息和對比度得到增強。進一步的，本發(fā)明實施例提供的方案處理后的X射 線圖像能夠清晰地反映出X射線圖像中的組織結(jié)構(gòu)，并且縮短了處理時間，提 高了 X射線圖像處理的效率，為臨床影像學(xué)診斷各種疾病提供有力的幫助和保 障。


圖1為本發(fā)明實施例1提供的X射線圖像增強方法的主要實現(xiàn)原理流程圖;
圖2為本發(fā)明實例提供的小波分解的流程圖3為本發(fā)明實例提供的雙線性插值方法的流程圖4為本發(fā)明實例提供的局部修正的權(quán)重系數(shù)示意圖5為本發(fā)明實施例2提供的X射線圖像增強系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實施例方式
本發(fā)明的實施例通過提供一種X射線圖像的增強方法，解決了現(xiàn)有技術(shù)對 X射線圖像處理后，出現(xiàn)圖像邊緣模糊、對比度差、效率低下的問題，為醫(yī)生 對病情的診斷和臨床治療提供了可靠的依據(jù)。
本發(fā)明實施例提供的方案，不僅可以應(yīng)用于X射線圖像的處理技術(shù)，同樣 可以應(yīng)用于其它圖像處理領(lǐng)域。使用本發(fā)明實施例提供的方案，可以有效地解 決圖像模糊、整體亮度過低的問題，增加圖像的清晰度，更好地改善圖像質(zhì)量。 為了說明筒便，下面僅以本發(fā)明實施例在X射線圖像處理中的應(yīng)用為例， 結(jié)合各個附圖對本發(fā)明實施例技術(shù)方案的主要實現(xiàn)原理具體實施方式
及其能 夠達到的有益效果進行詳細的闡述。
如圖1所示，本發(fā)明實施例1的主要實現(xiàn)原理流程如下 本發(fā)明所提供的一種X射線圖像增強方法可以根據(jù)圖像自身的特征，自動、 快速、自適應(yīng)增強圖像中醫(yī)生感興趣的各種信息，該方法步驟如下 步驟ll:輸入原始圖像。
步驟12:對圖像進行小波變換，輸出含有低頻信息的子圖像。
步驟13:含有低頻信息的子圖像經(jīng)過雙線性插值方法放大為模糊圖像。
步驟14:根據(jù)原始圖像和模糊圖像提取邊緣圖像并進行自適應(yīng)增強。
步驟15:對圖像進行局部修正增強處理。
步驟16:根據(jù)模糊圖像和增強后的邊緣圖像重構(gòu)圖像。
步驟17:輸出增強后的X射線圖像。所述步驟ll中，這些圖像可以來源于CR和DR和X射線機等醫(yī)療設(shè)備， 也可以來源于其他待處理的其它圖像。輸入的醫(yī)學(xué)圖像一般比較模糊、整體亮 度較暗，這些現(xiàn)象可能來自成像設(shè)備、成像環(huán)境、成像方法等因素的干擾。
所述步驟12中，小波變換包括小波分解和重構(gòu)。對圖像的小波分解是把圖 像從空域變換到小波域，再對小波系數(shù)進行處理；對分解后的小波系數(shù)進行重 構(gòu)，輸出含有不同頻譜信息的子圖像。
如圖2所示，對原始圖像進行尺度為2的小波分解，輸出第一層的低頻信 息、水平信息、垂直信息和對角信息；再對第一層的低頻信息進行分解，輸出 第二層的低頻信息、水平信息、垂直信息和對角信息，各層次的頻譜信息再通 過小波重構(gòu)，輸出相應(yīng)的含有低頻信息的子圖像。
所述步驟13中，對圖像進行小波變換后，提取出含有低頻信息的子圖像， 通常子圖像比原始圖像小很多，為方便后續(xù)處理，對含有低頻信息的子圖像采 用雙線性插值方法i丈大。
如圖3所示，放大圖像的過程可概述為根據(jù)幾何關(guān)系，從模糊圖像B中的 坐標(x,y)映射到含有低頻信息的子圖像A中的坐標(x/4,y/4)。但是，圖像A中映 射得到的這個坐標(x/4，y/4)并沒有位于整數(shù)坐標上，而是映射到圖像A中四個像 素坐標(a,b)、 (a+l，b)、 (a,b+l)、 (a+l，b+l)所圍成的矩形之間。其中，a、 b是圖像 A的整數(shù)坐標。利用雙線性插值方法根據(jù)上述四個像素點的灰度級求出(x/4,y/4) 處的灰度級A(x/4，y/4)。
雙線性插值方法描述如下假設(shè)圖像A的灰度級在縱向上是線性變化的； 根據(jù)直線方程或者幾何比例關(guān)系求得(a，y/4)和(a+l，y/4)坐標處的灰度級A(a，y/4) 和A(a+l，y/4);然后，假設(shè)灰度級仍然是線性變化的，再求出在(a,y/4)和(a+l，y/4) 這兩點所確定的直線方程，從而求得(x/4,y/4)處的灰度級A(x/4，y/4)。
所述步驟14中，原始圖像和模糊圖像之差即為邊緣圖像。邊緣圖像的自適 應(yīng)增強涉及模糊圖像和邊緣圖像。對于模糊圖像，首先找出最大灰度值的像素 點，再計算模糊圖像的灰度值和最大灰度值之間的比值，最后經(jīng)過余弦函數(shù)的估算對邊緣圖像進行自適應(yīng)增強。
所述步驟15中，由于自適應(yīng)增強后的圖像存在少許模糊和過增強，因此，
對增強后的邊緣圖像進行局部修正。邊緣圖像的像素點的局部修正是通過自適 應(yīng)增強前、后的邊緣圖像線性疊加完成。疊加增強前、后邊緣圖像需要先確定 加權(quán)系數(shù)。該系數(shù)由灰階衰減系數(shù)和局部活性系數(shù)決定?；译A衰減系數(shù)由下限
灰階和上限灰階決定；局部活性系數(shù)由下限局部活性灰階和上限局部活性灰階 決定。局部活性是指在待處理的像素點為中心的鄰域中(通常是3*3像素的窗 口 )，先計算所有像素點與窗口灰度均值(窗口內(nèi)所有像素點灰度值的均值)， 再計算它們的差值，經(jīng)過加權(quán)，最后求其總均值。
當圖像較暗，即模糊圖像中像素點的灰度值小于下限灰階和下限局部活性 灰階時，灰階衰減系數(shù)和局部活性系數(shù)分別取各自的最小值；當圖像較亮，即 模糊圖像中像素點的灰度值大于上限灰階和上限局部活性灰階時，灰階衰減系 數(shù)和局部活性系數(shù)分別取各自最大值；當模糊圖像中像素點的灰度值在上限灰 階和下限灰階之間時，灰度衰減系數(shù)由下限灰度增益開始線性增大；同理，對 于灰度值處在上限局部活性和下限局部活性灰階之間的像素點，局部活性系數(shù) 由下限灰度增益開始線性增大。
所述步驟16中，重構(gòu)圖像指根據(jù)模糊圖像和局部修正后的邊緣圖像(包括 增強前、后的邊緣圖像)對應(yīng)像素點的灰度值疊加。
所述步驟17中，上述圖像像素點疊加后的灰度值即為輸出圖像的灰度值。
在本發(fā)明的一個較佳的實施例中，對X射線圖像的增強方法主要包括以下 四步將X射線圖像輸入計算機處理系統(tǒng)后，首先采用小波變換提取出含有低 頻信息的子圖像；再對子圖像通過雙線性差值方法放大成模糊圖像；然后自適 應(yīng)增強邊緣圖像并進行局部修正；最后根據(jù)增強后的邊緣圖像和模糊圖像重構(gòu) 圖像。
實現(xiàn)上述方法的具體步驟如下
1、對圖像進行小波變換，提取出含有低頻信息的子圖像。如圖2所示，利用四階Symlets小波基，對圖像進行尺度為1的二維離散 'J、波分解對分解后的低頻系數(shù)進行重構(gòu)，輸出含有低頻信息的子圖像。
2、 對含有低頻信息的子圖像中的像素點通過雙線性插值方法進行放大。 放大后的模糊圖像B中，坐標為(17,25)像素點的灰度值與模糊圖像A中的
(4,6)、 (5，6)、 (4,7)、 (5,7)有關(guān)，根據(jù)(4，6)、 (5,6)兩點確定的直線方程，可分別計 算出直線上坐標為(4,6.25)、 (5,6.25)像素點的灰度級。再根據(jù)(4，6.25)、 (5，6.25) 兩點確定的另外一條直線方程可計算出坐標為(4,25，6.25)像素點的灰度級，從而 實現(xiàn)對含有低頻信息子圖像的放大。
3、 原始圖像和模糊圖像之差即為邊緣圖像。
通過模糊圖像和邊緣圖像估測自適應(yīng)增強的系數(shù)，再對邊緣圖像的灰度值 進行處理以達到自適應(yīng)增強邊緣圖像的效杲。增強系數(shù)主要通過計算模糊圖像 中像素點的最大灰度值，再計算每個像素點灰度值與最大灰度值的比值，然后 計算每個像素點比值的余弦函數(shù)值。增強系數(shù)可通過7^式(1)計算
/:=cos(-^--公式(1 )
max(max(/s》 4
其中，/e為增強前的邊緣圖像，/,為模糊圖像，/:為增強后的邊緣圖像。 根據(jù)如圖4所示的分段線性函數(shù)確定的權(quán)重系數(shù)，修正自適應(yīng)增強后的邊
緣圖像。首先要根據(jù)模糊圖像確定分段線性函數(shù)所需的四個較佳的閾值，該閾
值分別為上、下限灰階和上、下限局部活性灰階；上限灰階可設(shè)置成增強圖像 后最大灰階的85°/。，下限灰階可設(shè)置成增強圖像后最大灰階的10%;上限局部 活性可為所求出的最大局部活性的90%，下限局部活性可設(shè)置成最大局部活性 的20%，其中局部活性用公式(2)計算。
y'"-'"-' 公式(2)
其中，3f表示圖像的均值，g表示圖像的灰階，W表示局部活性。 根據(jù)步驟14所述，當所處理的像素點灰度值、局部活性灰階小于下限灰階、 下限局部活性灰階時，灰階衰減系數(shù)和局部活性系數(shù)取最小值；當所處理的像素點灰度值、局部活性灰階大于上限灰階、上限局部活性灰階時，灰階衰減系
數(shù)和局部活性系數(shù)取最大值；當所處理的像素點灰度值在上限灰階和下限灰階 之間時，根據(jù)公式(3)計算修正后的灰階衰減系數(shù)，當所處理的像素點局部活 性灰階在上限局部活性和下限局部活性灰階之間時，根據(jù)公式(4)計算修正后 的局部活性系數(shù)。通過對圖像中每個點對應(yīng)的灰階衰減系數(shù)和局部活性系數(shù)的 處理，輸出邊緣圖像增強的權(quán)重系數(shù)，然后對自適應(yīng)增強前后的邊緣圖像進行 線性疊加，最后輸出增強后的邊緣圖像。
、(A少)=Asm,n +(l — ^gmi )[^Z^;,_>0 — (gm,n] 7仝式(3 )
^ (x,力=^4.她+ (1 - 、.min力—4 〗 式(4 )
其中，、自表示灰度衰減的最小值，g,表示下限灰階，^in表示下限局部 活性灰階，丑(X，力表示模糊圖像中坐標為(JC,力的灰階。
4、疊加模糊圖像和增強后的邊緣圖像，輸出疊加后的圖像。
較佳地，如圖5所示，為本發(fā)明實施例2提供的一種X射線圖像增強系統(tǒng)
結(jié)構(gòu)示意圖，主要包括X射線圖像輸入單元401、小波分解單元402、小波重構(gòu)
單元403、雙線性插值單元404、相減單元405、自適應(yīng)增強單元406、灰階衰
減判斷單元407、局部活性判斷單元408、相乘單元409,局部〗務(wù)正單元410、
相加單元411、 X射線圖像輸出單元412，具體如下
X射線圖像輸入單元401,用于輸入待處理的X射線圖像。
小波分解單元402,用于對輸入圖像進行1尺度，四階Symlets小波基的二
維離散小波分解，提取出圖像在小波域內(nèi)的低頻信息。
小波重構(gòu)單元403,用于對小波分解后的系數(shù)(低頻信息)進行重構(gòu)，輸出
含有低頻信息的子圖像。
雙線性插值單元404,用于通過對含有低頻信息的子圖^f象采用雙線性插值方
法進行逐點計算，放大含有低頻信息的子圖像，輸出模糊圖像中的像素點灰度值。
相減單元405 ，用于根據(jù)原始圖像和模糊圖像給出邊緣圖像。自適應(yīng)增強單元406,用于通過計算模糊圖像中像素點的最大灰度值，再計 算每個像素點灰度值與最大灰度值的比值，然后通過余弦函數(shù)的相關(guān)計算獲得 增強系數(shù)，最后對邊緣圖像進行增強，輸出增強后的邊緣圖像。
灰階衰減單元407,用于根據(jù)分段線性函數(shù)和相關(guān)閾值估測灰階衰減系數(shù)。 當所處理的像素點灰度值小于下限灰階時，灰階衰減系數(shù)取最小值；當所處理 的像素點灰度值大于上限灰階時，灰階衰減系數(shù)取最大值；當所處理的像素點 灰度值在上限灰階和下限灰階之間時，灰階衰減系數(shù)對艮據(jù)線性函數(shù)遞增。
局部活性判斷單元408,用于根據(jù)分段線性函數(shù)和相關(guān)閾值估測局部活性系 數(shù)。當所處理的像素點局部活性灰階小于下限局部活性灰階時，局部活性系數(shù) 取最小值；當所處理的像素點局部活性灰階大于上限局部活性灰階時，局部活 性系數(shù)取最大值；當所處理的像素點局部活性灰階在上限局部活性和下限局部 活性灰階之間時，局部活性系數(shù)根據(jù)線性函數(shù)遞增。
相乘單元409,用于沖艮據(jù)灰階衰減系數(shù)和局部活性系數(shù)形成局部修正的權(quán)重 系數(shù)
局部修正單元410，用于根據(jù)局部修正的權(quán)重系數(shù)修正增強前、后的邊緣圖像。
相加單元411,用于疊加模糊圖像和修正后的邊緣圖像。 X射線圖像輸出單元412,用于輸出增強后的X射線圖像。 較佳地，所述局部修正單元410，用于根據(jù)所述模糊圖像確定閾值上限灰 階、下限灰階、上限局部活性灰階和下限局部活性灰階；
根據(jù)邊緣圖像中像素點的下限灰階和上限灰階得到灰階衰減系數(shù)；根據(jù)下 限局部活性灰階和上限局部活性灰階得到局部活性系數(shù)；
當所處理的像素點灰度值、局部活性灰階分別小于下限灰階、下限局部活 性灰階時，灰階衰減系數(shù)和局部活性系數(shù)取最小值；當所處理的像素點灰度值、 局部活性灰階分別大于上限灰階、上限局部活性灰階時，灰階衰減系數(shù)和局部 活性系數(shù)取最大值；當所處理的像素點灰度值在上限灰階和下限灰階之間時，
16灰度衰減系數(shù)由下限灰度增益開始線性增大；當所處理的像素點局部活性灰階 在上限局部活性和下限局部活性灰階之間時，局部活性系數(shù)由下限灰度增益開 始線性增大；通過對每個像素點對應(yīng)的灰階衰減系數(shù)和局部活性系數(shù)的處理， 輸出邊緣圖像增強的權(quán)重系數(shù)，對自適應(yīng)增強前后的邊緣圖像進行線性疊加， 輸出修正過的自適應(yīng)增強后的邊緣圖像。
本發(fā)明實施例提供的方案，首先解決了 X射線圖像處理過程中帶來的圖像 模糊、整體亮度過低的問題。能夠從X射線圖像的診斷要求出發(fā)，根據(jù)圖像的 具體情況，進行自適應(yīng)調(diào)整，從而使圖像中不同區(qū)域的邊緣信息和對比度得到 增強。進一步的，X射線圖像本發(fā)明實施例提供的方案處理后，能夠清晰地反 映出醫(yī)學(xué)圖像中組織結(jié)構(gòu)的信息，還縮短了運算處理的速度，提高了X射線圖 像處理的效率，為臨床影像學(xué)診斷各種疾病提供有力的幫助和保障。
明的精神和范圍。這樣，倘若本發(fā)明的這些修改和變型屬于本發(fā)明權(quán)利要求及 其等同技術(shù)的范圍之內(nèi)，則本發(fā)明也意圖包含這些改動和變型在內(nèi)。
權(quán)利要求
1、一種X射線圖像增強方法，其特征在于，該方法包括將待處理的X射線圖像分割成含有低頻信息的子圖像；將所述子圖像放大成為模糊圖像；根據(jù)原始的X射線圖像與所述模糊圖像提取邊緣圖像并進行自適應(yīng)增強；局部修正自適應(yīng)增強后的邊緣圖像；根據(jù)所述模糊圖像與修正過的自適應(yīng)增強后的邊緣圖像重構(gòu)得到處理后的X射線圖像。
2、 如權(quán)利要求l所述的方法，其特征在于，所述將待處理的X射線圖像分 割成含有低頻信息的子圖像，包括采用小波變換的方法將待處理的X射線圖像分割成含有低頻信息的子圖像；所述小波變換包括小波分解與重構(gòu)，所述小波分解是把待處理的X射線圖 像從空域變換到小波域，再對其中的小波系數(shù)進行處理；對分解后的小波系數(shù)進行重構(gòu)，得到含有低頻信息的子圖像。
3、 如權(quán)利要求2所述的方法，其特征在于，所述小波分解，進一步包括 對待處理的X射線圖像進行尺度為2的小波分解； 輸出第一層的低頻信息、水平信息、垂直信息和對角信息； 對第一層的低頻信息進行分解，輸出第二層的低頻信息、水平信息、垂直信息和對角信息；所述小波重構(gòu)，進一步包括將各層次的頻傳信息進行小波重構(gòu)，輸出相應(yīng)的含有低頻信息的子圖像。
4、 如權(quán)利要求l所述的方法，其特征在于，所述將所述子圖像放大成為模 糊圖像，包括將所述含有低頻信息的子圖像經(jīng)過雙線性插值方法放大成為模糊圖像。
5、 如權(quán)利要求l所述的方法，其特征在于，所述根據(jù)原始的X射線圖像與所述模糊圖像提取邊緣圖像并進行自適應(yīng)增強，包括根據(jù)原始的X射線圖像與模糊圖像的差值得到邊緣圖像； 通過模糊圖像和邊緣圖像估測自適應(yīng)增強系數(shù)； 根據(jù)增強系數(shù)對邊緣圖像的灰度值進行處理。
6、 如權(quán)利要求5所述的方法，其特征在于，所述自適應(yīng)增強系數(shù)的計算過 程，包括計算模糊圖像中像素點的最大灰度值； 計算每個像素點灰度值與最大灰度值的比值；然后計算每個像素點比值的余弦函數(shù)值，即為自適應(yīng)增強系數(shù)。
7、 如權(quán)利要求l所述的方法，其特征在于，所述局部修正自適應(yīng)增強后的 邊緣圖像，包括根據(jù)所述模糊圖像確定閾值上限灰階、下限灰階、上限局部活性灰階和 下限局部活性灰階；根據(jù)邊緣圖像中像素點的下限灰階和上限灰階得到灰階衰減系數(shù)；根據(jù)下 限局部活性灰階和上限局部活性灰階得到局部活性系數(shù)；當所處理的像素點灰度值、局部活性灰階分別小于下限灰階、下限局部活 性灰階時，灰階衰減系數(shù)和局部活性系數(shù)取最小值；當所處理的像素點灰度值、 局部活性灰階分別大于上限灰階、上限局部活性灰階時，灰階衰減系數(shù)和局部 活性系數(shù)取最大值；當所處理的像素點灰度值在上限灰階和下限灰階之間時， 灰度衰減系數(shù)由下限灰度增益開始線性增大；當所處理的像素點局部活性灰階 在上限局部活性和下限局部活性灰階之間時，局部活性系數(shù)由下限灰度增益開 始線性增大；通過對每個像素點對應(yīng)的灰階衰減系數(shù)和局部活性系數(shù)的處理，輸出邊緣 圖像增強的權(quán)重系數(shù)，對自適應(yīng)增強前后的邊緣圖像進行線性疊加，輸出修正 過的自適應(yīng)增強.后的邊緣圖像。
8、 如權(quán)利要求7所述的方法，其特征在于，所述局部活性是在待處理的像素點為中心的鄰域中，分別計算所有像素點與窗口灰度均值與差值，經(jīng)過加權(quán)， 最后求總均值得到。
9、 一種X射線圖像增強系統(tǒng)，其特征在于，該系統(tǒng)包括X射線圖像輸入 單元、小波分解單元、小波重構(gòu)單元、雙線性插值單元、相減單元、自適應(yīng)增 強單元、灰階衰減判斷單元、局部活性判斷單元、相乘單元，局部修正單元、 相加單元、X射線圖像輸出單元，其中，所述X射線圖像輸入單元，用于輸入待處理的X射線圖像； 所述小波分解單元，用于對輸入圖像進行小波分解，提取出圖像在小波域 內(nèi)的低頻信息；所述小波重構(gòu)單元，用于對小波分解后的系數(shù)進行重構(gòu)，輸出含有低頻信 息的子圖像；所述雙線性插值單元，用于通過對含有低頻信息的子圖《象采用雙線性插值 方法進行逐點計算，放大含有低頻信息的子圖像，輸出模糊圖像中的像素點灰 度值；所述相減單元，用于根據(jù)原始圖像和模糊圖像給出邊緣圖像； 所述自適應(yīng)增強單元，用于通過計算模糊圖像中像素點的最大灰度值，再 計算每個像素點灰度值與最大灰度值的比值，然后通過余弦函數(shù)的相關(guān)計算獲 得增強系數(shù)，最后對邊緣圖像進行增強，輸出增強后的邊緣圖像；所述灰階衰減單元，用于根據(jù)分段線性函數(shù)和相關(guān)閾值估測灰階衰減系數(shù)； 所述局部活性判斷單元，用于根據(jù)分段線性函數(shù)和相關(guān)閾值估測局部活性 系數(shù)；所述相乘單元，用于根據(jù)灰階衰減系數(shù)和局部活性系數(shù)形成局部修正的權(quán) 重系數(shù)；所述局部修正單元，用于根據(jù)局部修正的權(quán)重系數(shù)修正增強前、后的邊緣 圖像；所述相加單元，用于疊加模糊圖像和修正后的邊緣圖像；所述x射線圖像輸出單元，用于輸出增強后的x射線圖像。
10、如權(quán)利要求9所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述局部修正單元，用于根 據(jù)所述模糊圖像確定閾值上限灰階、下限灰階、上限局部活性灰階和下限局 部活性灰階；沖艮據(jù)邊緣圖像中像素點的下限灰階和上限灰階得到灰階衰減系數(shù)；根據(jù)下 限局部活性灰階和上限局部活性灰階得到局部活性系數(shù)；當所處理的像素點灰度值、局部活性灰階分別小于下限灰階、下限局部活 性灰階時，灰階衰減系數(shù)和局部活性系數(shù)取最小值；當所處理的像素點灰度值、 局部活性灰階分別大于上限灰階、上限局部活性灰階時，灰階衰減系數(shù)和局部 活性系數(shù)取最大值；當所處理的像素點灰度值在上限灰階和下限灰階之間時， 灰度衰減系數(shù)由下限灰度增益開始線性增大；當所處理的像素點局部活性灰階 在上限局部活性和下限局部活性灰階之間時，局部活性系數(shù)由下限灰度增益開 始線性增大；通過對每個像素點對應(yīng)的灰階衰減系數(shù)和局部活性系數(shù)的處理，輸出邊緣 圖像增強的權(quán)重系數(shù)，對自適應(yīng)增強前后的邊緣圖像進行線性疊加，輸出修正 過的自適應(yīng)增強后的邊緣圖像。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種X射線圖像增強方法及系統(tǒng)，將待處理的X射線圖像分割成含有低頻信息的子圖像；將所述子圖像放大成為模糊圖像；根據(jù)原始的X射線圖像與所述模糊圖像提取邊緣圖像并進行自適應(yīng)增強；局部修正自適應(yīng)增強后的邊緣圖像；根據(jù)所述模糊圖像與修正過的自適應(yīng)增強后的邊緣圖像重構(gòu)得到處理后的X射線圖像。采用本發(fā)明提供的方案能夠有效的根據(jù)X射線圖像自身的特征，自動、快速、自適應(yīng)地對X射線圖像中的邊緣信息和對比度進行增強，使之更符合人眼的視覺效果，為臨床影像學(xué)診斷各種疾病提供有力的幫助和保障。相關(guān)方法形成的產(chǎn)品能產(chǎn)生極大的社會效益和經(jīng)濟效益，具有廣闊的市場前景。
文檔編號G06T5/00GK101639936SQ200910082969
公開日2010年2月3日 申請日期2009年4月28日 優(yōu)先權(quán)日2009年4月28日
發(fā)明者(請求不公開姓名) 申請人:北京捷科惠康科技有限公司