本發(fā)明涉及X射線領(lǐng)域，尤其涉及一種基于X射線的高動態(tài)范圍(High-Dynamic Range，HDR)圖像合成方法及系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

現(xiàn)有技術(shù)中，X射線成像裝置主要由高壓，球管及探測器組成，其中，X線球管的管電壓(KV)和X線球管的輸出功率(MAS)都將直接影響到探測器上感光元器件接收的曝光量，當曝光量較小(即欠爆)時，采集的圖像對比度低、噪聲大、細節(jié)損失嚴重；當曝光量較大(即過曝)時，采集的圖像的像素值很容易達到最大，損失大部分圖像信息，所以在拍片時對設(shè)置的曝光量的要求很高。

目前，X射線成像設(shè)備中部分探測器在硬件上有改進，一次曝光可以同時采集兩張亮度差異很大的數(shù)字圖像，暗的(即亮度小的)為低增益(Low Gain)圖，亮的(即亮度大的)為高增益(High Gain)圖。當曝光量較低時，采集到的Low Gain圖的效果與欠曝光的效果相同，而此時采集到的High Gain圖的效果優(yōu)于Low Gain圖，而增大曝光量時，將會出現(xiàn)High Gain圖已經(jīng)過曝光，而此時采集到的Low Gain圖的效果優(yōu)于High Gain圖的情況。同樣一次曝光，比較薄的較薄的軟件組區(qū)域Low Gain圖效果好，比較厚的骨骼交疊區(qū)域High Gain圖效果好。如果一次曝光可以把Low Gain圖和High Gain圖合成一張，能夠提升圖像效果。

因此，如何將Low Gain圖和High Gain圖進行合成是目前亟待解決的技術(shù)問題。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明的主要目的在于提供一種基于X射線的HDR圖像合成方法及系統(tǒng)，旨在解決現(xiàn)有技術(shù)中Low Gain圖和High Gain圖無法合成以得到高質(zhì)量圖像的技術(shù)問題。

為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明第一方面提供一種基于X射線的HDR圖像合成方法，所述方法包括：

在基于X射線曝光時，采集得到低增益Low Gain圖和高增益High Gain圖；

根據(jù)預先設(shè)置的暗校正表、均勻性校正表、壞點校正表依次對所述Low Gain圖的像素值進行校正，及依次對所述High Gain圖的像素值進行校正；

根據(jù)預先設(shè)置的融合系數(shù)函數(shù)將校正后的Low Gain圖和High Gain圖進行合成，得到所述HDR圖像。

為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明第二方面提供一種基于X射線的HDR圖像合成系統(tǒng)，所述系統(tǒng)包括：

圖像采集模塊，用于在基于X射線曝光時，采集得到低增益Low Gain圖和高增益High Gain圖；

圖像校正模塊，用于根據(jù)預先設(shè)置的暗校正表、均勻性校正表、壞點校正表依次對所述Low Gain圖的像素值進行校正，及依次對所述High Gain圖的像素值進行校正；

圖像合成模塊，用于根據(jù)預先設(shè)置的融合系數(shù)函數(shù)將校正后的Low Gain圖和High Gain圖進行合成，得到所述HDR圖像。

本發(fā)明提供一種基于X射線的HDR圖像合成方法，該方法包括：在基于X射線曝光時，采集得到Low Gain圖和High Gain圖，并根據(jù)預先設(shè)置的暗校正表、均勻性校正表、壞點校正表依次對該Low Gain圖的像素值進行校正，及依次對High Gain圖的像素值進行校正，根據(jù)預先設(shè)置的融合系數(shù)函數(shù)將校正后的Low Gain圖和High Gain圖進行合成，得到HDR圖像。相對于現(xiàn)有技術(shù)，在采集到Low Gain圖和High Gain圖之后，通過利用預先設(shè)置的暗校正表、均勻性校正表、壞點校正表對Low Gain圖和High Gain圖進行校正，并利用預先設(shè)置的融合系數(shù)函數(shù)將校正后的Low Gain圖和High Gain圖合成為HDR圖像，使得能夠有效將Low Gain圖和High Gain圖進行合成，且合成后得到的HDR圖像的圖像質(zhì)量高，且能夠降低對基于X射線拍攝時，對曝光量的要求。

附圖說明

為了更清楚地說明本發(fā)明實施例或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對實施例或現(xiàn)有技術(shù)描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本發(fā)明的一些實施例，對于本領(lǐng)域技術(shù)人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動性的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。

圖1為本發(fā)明第一實施例中基于X射線的HDR圖像合成方法的流程示意圖；

圖2為本發(fā)明第二實施例中基于X射線的HDR圖像合成方法的流程示意圖；

圖3為第一實施例中步驟103及第二實施例中步驟207的細化步驟的流程示意圖；

圖4為本發(fā)明實施例中融合系數(shù)函數(shù)的推導過程的示意圖；

圖5為本發(fā)明實施例中融合系數(shù)函數(shù)的曲線示意圖；

圖6為本發(fā)明第三實施例中基于X射線的HDR圖像合成系統(tǒng)的功能模塊的示意圖；

圖7為本發(fā)明第四實施例中基于X射線的HDR圖像合成系統(tǒng)的功能模塊的示意圖；

圖8為本發(fā)明第三實施例中圖像合成模塊603的細化功能模塊的示意圖。

具體實施方式

為使得本發(fā)明的發(fā)明目的、特征、優(yōu)點能夠更加的明顯和易懂，下面將結(jié)合本發(fā)明實施例中的附圖，對本發(fā)明實施例中的技術(shù)方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例僅僅是本發(fā)明一部分實施例，而非全部實施例?；诒景l(fā)明中的實施例，本領(lǐng)域技術(shù)人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬于本發(fā)明保護的范圍。

由于現(xiàn)有技術(shù)中Low Gain圖和High Gain圖無法合成得到高質(zhì)量圖像的技術(shù)問題。

為了解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明提出基于X射線的HDR圖像合成方法，在采集到Low Gain圖和High Gain圖之后，通過利用預先設(shè)置的暗校正表、均勻性校正表、壞點校正表對Low Gain圖和High Gain圖進行校正，并利用預先設(shè)置的融合系數(shù)函數(shù)將校正后的Low Gain圖和High Gain圖合成為HDR圖像，使得能夠有效將Low Gain圖和High Gain圖進行合成，且合成后得到的HDR圖像的圖像質(zhì)量高，且能夠降低對基于X射線拍攝時，對曝光量的要求。

請參閱圖1，為本發(fā)明第一實施例中基于X射線的HDR圖像合成方法的流程示意圖，該方法包括：

步驟101、在基于X射線曝光時，采集得到Low Gain圖和High Gain圖；

步驟102、根據(jù)預先設(shè)置的暗校正表、均勻性校正表、壞點校正表依次對所述Low Gain圖的像素值進行校正，及依次對所述High Gain圖的像素值進行校正；

在本發(fā)明實施例中，上述基于X射線的HDR圖像合成方法是由基于X射線的HDR圖像合成系統(tǒng)(以下簡稱：合成系統(tǒng))實現(xiàn)的，在基于X射線曝光時，該合成系統(tǒng)將采集得到Low Gain圖和High Gain圖，且將根據(jù)預先設(shè)置的暗校正表，均勻性校正表，壞點校正表依次對Low Gain圖的像素值進行校正，及依次對High Gain圖的像素值進行校正。

為了更好的理解本發(fā)明實施例中的技術(shù)方案，下面將分別介紹暗校正表、均勻性校正表、壞點校正表的生成方式。

(1)暗校正表

暗校正表包含低增益暗校正表和高增益暗校正表，且對Low Gain圖進行校正時使用的是低增益暗校正表，對High Gain圖進行校正時使用的是高增益暗校正表。

其中，暗校正表也稱為offset校正表，它是在沒有曝光情況下，由硬件暗電流產(chǎn)生的像素值，具體的，在暗圖穩(wěn)定狀態(tài)下，采集N次，且每一次都將采集到一張低增益圖和一張高增益圖，將該N張低增益圖中相同坐標的像素點的像素值求平均，即可得到低增益暗校正表，將該N張高增益圖中相同坐標的像素點的像素值求平均，即可得到高增益暗校正表。該N可以5、10等正整數(shù)，在實際應(yīng)用中，可根據(jù)需要設(shè)置采集的次數(shù)，此處不做限定。

(2)均勻性校正表

均勻性校正表也稱為gain校正表，均勻性校正表包含低增益均勻性校正表及高增益均勻性校正表，且對Low Gain圖進行校正時使用的是低增益均勻性校正表，對High Gain圖進行校正時使用的是高增益均勻性校正表。

其中，均勻性校正表的數(shù)目有多個，且均勻性校正表的數(shù)目具體可根據(jù)探測器的線性來設(shè)定，例如，可以設(shè)定為5張。

以均勻性校正表的數(shù)據(jù)為5個為例，可以通過如下方式得到5張低增益均勻性校正表及5張高增益均勻性校正表：

先確定5個灰度值，按順序取灰度值，并基于灰度值調(diào)整X射線曝光時的曝光量，在該曝光量的條件下，采集M次，得到M個Low Gain圖和M個High Gain圖，對利用上述的暗校正表對采集到的圖進行校正，并將M個Low Gain圖的相同坐標的像素點的像素值求平均，得到該灰度值對應(yīng)的低增益均勻性校正表，且將M個High Gain圖的相同坐標的像素點的像素值求平均，得到該灰度值對應(yīng)的高增益均勻性校正表，且通過上述方式，可以分別得到5個灰度值分別對應(yīng)的均勻性校正表。

(3)壞點校正表

壞點校正表也稱為defect校正表，是屬于掩膜圖像，且壞點校正表中，像素點的像素值為0或者為1，具體的，壞點像素點的像素值設(shè)定為1，正常像素點的像素值設(shè)定為0。

該壞點校正表包含低增益壞點校正表及高增益壞點校正表，且在對Low Gain圖進行校正時使用的是低增益壞點校正表，在對High Gain圖進行校正時使用的是高增益壞點校正表。

壞點校正表是在沒有曝光量的情況下，采集H次圖像，得到H個Low Gain圖及得到H個High Gain圖，且將該H個Low Gain圖中相同坐標的像素點的像素值求平均，并進行二值化處理，得到低增益壞點校正表；將該H個High Gain圖中相同坐標的像素點的像素值求平均，并進行二值化處理，得到高增益壞點校正表。

可以理解的是，在通過上述方式生成暗校正表、均勻性校正表、壞點校正表之后，上述表可以預先保存在合成系統(tǒng)中，以便用于合成HDR圖像。

在本發(fā)明實施例中，合成系統(tǒng)是先利用預先設(shè)置的暗校正表對Low Gain圖和High Gain圖進行校正，然后利用預先設(shè)置的均勻性校正表對暗校正后的Low Gain圖和High Gain圖進行校正，再利用預先設(shè)置的壞點校正表對均勻性校正后的Low Gain圖和High Gain圖進行校正。

步驟103、根據(jù)預先設(shè)置的融合系數(shù)函數(shù)將校正后的Low Gain圖和High Gain圖進行合成，得到所述HDR圖像。

在本發(fā)明實施例中，合成系統(tǒng)在完成對Low Gain圖和High Gain圖的校正之后，將根據(jù)預先設(shè)置的融合系數(shù)函數(shù)將校正后的Low Gain圖和High Gain圖進行合成，得到HDR圖像。

在本發(fā)明實施例中，在基于X射線曝光時，采集得到Low Gain圖和High Gain圖，并根據(jù)預先設(shè)置的暗校正表、均勻性校正表、壞點校正表依次對該Low Gain圖的像素值進行校正，及依次對High Gain圖的像素值進行校正，根據(jù)預先設(shè)置的融合系數(shù)函數(shù)將校正后的Low Gain圖和High Gain圖進行合成，得到HDR圖像。相對于現(xiàn)有技術(shù)，在采集到Low Gain圖和High Gain圖之后，通過利用預先設(shè)置的暗校正表、均勻性校正表、壞點校正表對Low Gain圖和High Gain圖進行校正，并利用預先設(shè)置的融合系數(shù)函數(shù)將校正后的Low Gain圖和High Gain圖合成為HDR圖像，使得能夠有效將Low Gain圖和High Gain圖進行合成，且合成后得到的HDR圖像的圖像質(zhì)量高，且能夠降低對基于X射線拍攝時，對曝光量的要求。

基于1所述第一實施例，請參閱圖2，為本發(fā)明第二實施例中基于X射線的HDR圖像合成方法的流程示意圖，該方法包括：

步驟201、在基于X射線曝光時，采集得到Low Gain圖和High Gain圖；

步驟202、將所述Low Gain圖中各像素點的像素值減去預先設(shè)置的低增益暗校正表中相同坐標的像素點的像素值，得到暗校正后的Low Gain圖，將所述High Gain圖中各像素點的像素值減去預先設(shè)置的高增益暗校正表中相同坐標的像素點的像素值，得到暗校正后的High Gain圖；

在本發(fā)明實施例中，合成系統(tǒng)在基于X射線曝光時，采集到Low Gain圖和High Gain圖之后，將先利用暗校正表對該Low Gain圖和High Gain圖進行校正，具體的，將Low Gain圖中各像素點的像素值減去預先設(shè)置的低增益暗校正表中相同坐標的像素點的像素值，得到暗校正后的Low Gain圖，將High Gain圖圖中各像素帶你的像素值減去預先設(shè)置的高增益暗校正表中相同坐標的像素點的像素值，得到暗校正后的High Gain圖。

在對Low Gain圖和High Gain圖進行暗校正之后，根據(jù)預先設(shè)置的均勻性校正表及壞點校正表依次對暗校正后的Low Gain圖進行校正，及依次對暗校正后的High Gain圖進行校正。具體如步驟203至步驟207描述的內(nèi)容。

步驟203、對于暗校正后的Low Gain圖及暗校正后的High Gain圖中的任意一個像素點，確定像素點的像素值gray(r，c)，確定在預先設(shè)置的多張均勻性校正表上與所述像素點相同坐標上的像素點的像素值gain[i](r，c)，其中，(r，c)表示所述像素點的行列坐標，i表示第i張均勻性校正表；

步驟204、確定包含所述像素點的像素值gray(r，c)的最小范圍，所述最小范圍由兩張所述均勻性校正表中與所述像素點相同坐標的像素值構(gòu)成；其中，在所述像素點屬于暗校正后的Low Gain圖時，所述均勻性校正表是低增益均勻性校正表，在所述像素點屬于暗校正后的High Gain圖時，所述均勻性校正表是高增益均勻性校正表；

步驟205、利用兩張所述均勻性校正表中與所述像素點相同坐標的像素值確定所述像素點校正后的像素值，以得到均勻性校正后的Low Gain圖和均勻性校正后的High Gain圖；

在本發(fā)明實施例中，在對Low Gain圖和High Gain圖進行暗校正之后，將對暗校正后的Low Gain圖及High Gain圖進行均勻性校正。步驟203至步驟205即為均勻性校正的過程。

其中，合成系統(tǒng)將分別對Low Gain圖和High Gain圖進行均勻性校正，其中，進行均勻性校正的過程包括：

遍歷Low Gain圖中的像素點，確定遍歷到的像素點n的像素值gray(r，c)，其中，(r，c)表示該像素點n的坐標，且確定在預先設(shè)置的多張均勻性校正表上與像素點n相同坐標的像素點的像素值，分別為gain[i](r，c)，其中，i的值為1至K，其中，K表示均勻性校正表的張數(shù)。合成系統(tǒng)將確定包含像素點n的像素值gray(r，c)的最小范圍，該最小范圍是由兩張均勻性校正表中與像素點n相同坐標的像素值構(gòu)成。進一步的，合成系統(tǒng)將利用該兩張均勻性校正表中與該像素點n相同坐標的像素值確定像素點n校正后的像素值，具體的：若像素點n的像素值gray(r，c)在第j張均勻性校正表的像素值gain[j](r，c)和在第k張均勻性校正表的像素值gain[k](r，c)之間，則按照如下公式計算像素點n校正后的像素值：

dst(r，c)＝A*gray(r，c)+B

B＝meanVal[j](r,c)-A*gain[j](r,c)

其中，dst(r，c)表示像素點n校正后的像素值，gray(r，c)表示像素點n校正前的像素值，meanVal[j](r,c)表示第j張均勻性校正表的像素值的均值，meanVal[k](r,c)表示第k張均勻性校正表的像素值的均值，gain[j](r,c)表示在第j張均勻性校正表中與像素點n相同坐標的像素點的像素值，gain[k](r,c)表示在第k張均勻性校正表中與像素點n相同坐標的像素點的像素值。

需要說明的是，若像素點n屬于Low Gain圖，則上述均勻性校正表具體為低增益均勻性校正表，若像素點屬于High Gain圖，則上述均勻性校正表具體為高增益均勻性校正表。

通過上述方式能夠有效的實現(xiàn)對像素點n的均勻性校正，且能夠完成對Low Gain圖及High Gain圖中所有像素點的均勻性校正。

在本發(fā)明實施例中，在完成均勻性校正之后，合成系統(tǒng)還將根據(jù)預先設(shè)置的壞點校正表對均勻性校正后的Low Gain圖進行校正，及對均勻性校正后的High Gain圖進行校正。具體參閱步驟206及步驟207。

步驟206、對于均勻性校正后的Low Gain圖及均勻性校正后的High Gain圖中的任意一個像素點n1，若所述像素點n1在預置的壞點校正表中相同坐標的像素點n2的像素值為1，且所述像素點n2的相鄰像素點中像素值為0的個數(shù)大于預設(shè)數(shù)值時，則確定所述像素點n1的相鄰像素點中，在所述壞點校正表中相同坐標的像素點的像素值為0的所有像素點；

步驟207、利用所述所有像素點的平均值作為所述像素點n1校正后的像素值，其中，在所述像素點n1屬于均勻性校正后的Low Gain圖時，所述壞點校正表為低增益壞點校正表，在所述像素點n1屬于均勻性校正后的High Gain圖時，所述壞點校正表為高增益壞點校正表，其中，所述壞點校正表中，正常像素點的像素值為0，壞點像素點的像素值為1；

在本發(fā)明實施例中，對于均勻性校正后的Low Gain圖及均勻性校正后的High Gain圖中的任意一個像素點n1，都將進行壞點校正，即將上述Low Gain圖及High Gain圖中的所有壞點都進行壞點校正，以使得校正后的Low Gain圖和High Gain圖中沒有壞點。

具體的，合成系統(tǒng)將遍歷均勻性校正后的Low Gain圖及High Gain圖，若遍歷到像素點n1，合成系統(tǒng)將確定該像素點n1在預置的壞點校正表中相同坐標的像素點n2的像素值是否為1，若該像素點n2的像素點為1，則表明該像素點n2為壞點，且需要對像素點n1的像素值進行壞點校正，合成系統(tǒng)將確定像素點n2的相鄰像素點中像素值為0的像素點的個數(shù)是否大于預設(shè)數(shù)值，其中，像素點的像素值為0表明該像素點為正常像素點，即需要確定像素點n2在壞點校正表中相鄰像素點中正常像素點的個數(shù)是否大于預設(shè)數(shù)值，該預設(shè)數(shù)值可以為3。且若大于該預設(shè)數(shù)值，則確定像素點n1的相鄰像素點中，在壞點校正表中相同坐標的像素點的像素值為0的所有像素點，且利用該所有像素點的平均值作為該像素點n1校正后的像素值。

其中，若像素點n2的像素值為0，則表明該像素點n2為正常像素點，不需要對像素點n1的像素值進行壞點校正，合成系統(tǒng)將遍歷至下一個像素點。

通過上述方式，能夠?qū)鶆蛐孕Ｕ蟮腖ow Gain圖及High Gain圖中的所有像素點的壞點進行壞點校正，且可以理解的是，在對均勻性校正后的Low Gain圖中的像素點進行壞點校正時，使用的壞點校正表是低增益壞點校正表，在對均勻性校正后的High Gain圖中的像素點進行壞點校正時，使用的壞點校正表是高增益壞點校正表。

步驟208、根據(jù)預先設(shè)置的融合系數(shù)函數(shù)將校正后的Low Gain圖和High Gain圖進行合成，得到所述HDR圖像。

在本發(fā)明實施例中，合成系統(tǒng)在完成對Low Gain圖和High Gain圖的校正之后，將根據(jù)預先設(shè)置的融合系數(shù)函數(shù)將校正后的Low Gain圖和High Gain圖進行合成，得到HDR圖像。

在本發(fā)明實施例中，在采集到Low Gain圖和High Gain圖之后，通過利用預先設(shè)置的暗校正表、均勻性校正表、壞點校正表對Low Gain圖和High Gain圖進行校正，并利用預先設(shè)置的融合系數(shù)函數(shù)將校正后的Low Gain圖和High Gain圖合成為HDR圖像，使得能夠有效將Low Gain圖和High Gain圖進行合成，且合成后得到的HDR圖像的圖像質(zhì)量高，且能夠降低對基于X射線拍攝時，對曝光量的要求。

請參閱圖3，為第一實施例中步驟103及第二實施例中步驟207的細化步驟的流程示意圖，包括：

步驟301、對校正后的Low Gain圖中各像素點的灰度值按照預置的變換公式變換為高增益灰度值；

步驟302、將所述各像素點的高增益灰度值代入預先設(shè)置的融合系數(shù)函數(shù)，確定所述各像素點的第一融合系數(shù)，并基于所述各像素點的第一融合系數(shù)，確定所述各像素點在校正后的High Gain圖中相同坐標的像素點的第二融合系數(shù)；

步驟303、利用所述各像素點的第一融合系數(shù)及所述各像素點在校正后的High Gain圖中相同坐標的像素點的第二融合系數(shù)確定所述各像素點合成后的像素值，得到合成后的HDR圖像。

為了更好的理解本發(fā)明實施例中的技術(shù)方案，下面將介紹融合系數(shù)函數(shù)的推導過程，請參閱圖4，為本發(fā)明實施例中，融合系數(shù)函數(shù)的推導過程的示意圖，該推導過程包括：

1、獲取Low Gain圖的線性區(qū)間及High Gain圖的線性區(qū)間

將X線管球的輸出功率(MAS)調(diào)節(jié)到最大，并進行一次圖像采集，將采集得到的High Gain圖做暗校正，且將暗校正后的High Gain圖中各像素點的灰度值的均值的N倍(如0.8倍)作為灰度閾值GrayThVal，且逐漸降低MAS，得到不同MAS下，采集到的High Gain圖暗校正后的各像素點的平均灰度值，得到不同MAS與平均灰度值之間的對應(yīng)關(guān)系，且將平均灰度值大于GrayThVal時對應(yīng)的MAS的范圍作為High Gain圖的線性區(qū)間，將平均灰度值小于或等于GrayThVal時對應(yīng)的MAS的范圍作為Low Gain圖的線性區(qū)間。

2、Low Gain圖的圖像序列及High Gain圖的圖像序列

固定X線球館的管電壓，且取最小值，X線管球的輸出功率也固定在最小值，例如X線球館的管電壓可以固定在40KV，X線管球的輸出功率可以固定在200W，采集一次圖像，得到一張Low Gain圖和一張High Gain圖，然后，將X線管球的輸出功率逐漸增大，例如每次增大1W，且每次增大后都將采集一次圖像，得到一張Low Gain圖和一張High Gain圖，通過上述方式，即可得到在X線管球的輸出功率逐漸增大時，Low Gain圖的圖像序列及High Gain圖的圖像序列，且一張Low Gain圖與一張High Gain圖構(gòu)成圖組。

3、暗校正

對采集到的Low Gain圖的圖像序列及High Gain圖的圖像序列采用相應(yīng)的暗校正表進行校正，且暗校正的方式如第二實施例中描述，此處不再贅述。且在完成暗校正之后，將按照圖像序列的先后順序，計算圖組中的Low Gain圖的灰度均值及High Gain圖的灰度均值，且在High Gain圖的灰度均值大于GrayThVal時，停止計算，得到Low Gain圖的灰度均值的范圍及High Gain圖的灰度均值的范圍。

4、擬合Low Gain線性參數(shù)及High Gain線性參數(shù)

使用最小二乘法擬合Low Gain圖的線性區(qū)間中的MAS、High Gain圖中線性區(qū)間中的MAS、Low Gain圖的灰度均值的范圍、High Gain圖的灰度均值的范圍的關(guān)系式系數(shù)，關(guān)系式定義如下：

yl＝al*x+bl

yh＝ah*x+bh

其中，yl表示Low Gain圖擬合后的關(guān)系式，yh表示High Gain圖擬合后的關(guān)系式，al表示Low Gain圖中線性區(qū)間中的MAS，bl表示Low Gain圖的灰度均值的范圍，ah表示High Gain圖中線性區(qū)間中的MAS，bh表示High Gain圖中灰度均值的范圍。

5、Low Gain圖到High Gain圖的變換系數(shù)

定義灰度變換公式如下：

a＝ah/al

b＝bh-a*bl

其中，表示在Low Gain圖中坐標為(r，c)的像素點的灰度值，y_h(l)_(r,c)表示在Low Gain圖中坐標為(r，c)的像素點的高增益灰度值，al表示Low Gain圖中線性區(qū)間中的MAS，bl表示Low Gain圖的灰度均值的范圍，ah表示High Gain圖中線性區(qū)間中的MAS，bh表示High Gain圖中灰度均值的范圍。

6、計算融合過度區(qū)間

將灰度閾值GrayThVal和最小灰度值的平均值作為融合過度區(qū)間的起始點x_st，灰度閾值GrayThVal作為融合過度區(qū)間的終點x_ed。

其中，最小灰度值是將X線球館的管電壓設(shè)置為最小值，X線管球的輸出功率也固定在最小值時采集到的High Gain圖暗校正后的灰度值的平均值。

7、計算融合系數(shù)函數(shù)

定義融合系數(shù)函數(shù)的公式如下：

其中，

其中，表示Low Gain圖中坐標為(r，c)的像素點的第一融合系數(shù)，y_h(l)_(r,c)表示在Low Gain圖中坐標為(r，c)的像素點的高增益灰度值，y_st表示常數(shù)，且取值在0.1～0.3之間，x_mid表示x_st與x_ed的平均值，x_st表示High Gain圖的融合過度區(qū)間的起始點，x_ed表示融合過度區(qū)間的終點。

請參閱圖5，為上述融合系數(shù)函數(shù)的曲線示意圖。

以上即為融合系數(shù)函數(shù)的推導過程。

在本發(fā)明實施例中，在對Low Gain圖及High Gain圖完成暗校正、均勻性校正及壞點校正之后，將對校正后的Low Gain圖中各像素點的灰度值按照預置的變換公式變換為高增益灰度值，該預置的變換公式如下：

其中，表示在Low Gain圖中坐標為(r，c)的像素點的灰度值，y_h(l)_(r,c)表示在Low Gain圖中坐標為(r，c)的像素點的高增益灰度值，a和b為常數(shù)。

在得到Low Gain圖中各像素點變換后的高增益灰度值之后，合成系統(tǒng)將Low Gain圖中各像素點的高增益灰度值代入預先設(shè)置的融合系數(shù)函數(shù)，確定該Low Gain圖中各像素點的第一融合系數(shù)。

其中，融合系數(shù)函數(shù)如下：

其中，

其中，表示Low Gain圖中坐標為(r，c)的像素點的第一融合系數(shù)，y_h(l)_(r,c)表示在Low Gain圖中坐標為(r，c)的像素點的高增益灰度值，y_st表示常數(shù)，且取值在0.1～0.3之間，x_mid表示x_st與x_ed的平均值，x_st表示High Gain圖的融合過度區(qū)間的起始點，x_ed表示融合過度區(qū)間的終點。

通過上述方式，能夠計算得到Low Gain圖中坐標為(r，c)的像素點的第一融合系數(shù)，且利用該第一融合系數(shù)，可以得到坐標為(r，c)的像素點在High Gain圖中的第二融合系數(shù)，且計算公式如下：其中，表示坐標為(r，c)的像素點在High Gain圖中的第二融合系數(shù)。

因此，合成系統(tǒng)可以得到各像素點在Low Gain圖中的第一融合系數(shù)及在High Gain圖中的第二融合系數(shù)。且進一步的，合成系統(tǒng)將各像素點的第一融合系數(shù)及第二融合系數(shù)確定各像素點合成后的像素值，使得能夠?qū)ow Gain圖和High Gain圖合成，并得到HDR圖像。

其中，合成的公式如下：

其中，y_(r,c)表示坐標為(r，c)的像素點融合后的像素值，即為在HDR圖像中的像素值，表示Low Gain圖中坐標為(r，c)的像素點的第一融合系數(shù)，表示坐標為(r，c)的像素點在High Gain圖中的第二融合系數(shù)，yh(l)_(r,c)表示在Low Gain圖中坐標為(r，c)的像素點的高增益灰度值，y_h(r,c)表示在High Gain圖中坐標為(r，c)的像素點的灰度值。

在本發(fā)明實施例中，通過上述融合系數(shù)函數(shù)能夠有效的將校正后的Low Gain圖和High Gain圖合成為HDR圖像，圖像質(zhì)量好，且對曝光量的要求低。

請參閱圖6，為本發(fā)明第三實施例中基于X射線的HDR圖像合成系統(tǒng)的功能模塊的示意圖，該合成系統(tǒng)包括：

圖像采集模塊601，用于在基于X射線曝光時，采集得到低增益Low Gain圖和高增益High Gain圖；

圖像校正模塊602，用于根據(jù)預先設(shè)置的暗校正表、均勻性校正表、壞點校正表依次對所述Low Gain圖的像素值進行校正，及依次對所述High Gain圖的像素值進行校正；

在本發(fā)明實施例中，在基于X射線曝光時，該圖像采集模塊601將采集得到Low Gain圖和High Gain圖，且圖像校正模塊602將根據(jù)預先設(shè)置的暗校正表，均勻性校正表，壞點校正表依次對Low Gain圖的像素值進行校正，及依次對High Gain圖的像素值進行校正。

在本發(fā)明實施例中，圖像校正模塊602是先利用預先設(shè)置的暗校正表對Low Gain圖和High Gain圖進行校正，然后利用預先設(shè)置的均勻性校正表對暗校正后的Low Gain圖和High Gain圖進行校正，再利用預先設(shè)置的壞點校正表對均勻性校正后的Low Gain圖和High Gain圖進行校正。

圖像合成模塊603，用于根據(jù)預先設(shè)置的融合系數(shù)函數(shù)將校正后的Low Gain圖和High Gain圖進行合成，得到所述HDR圖像。

在本發(fā)明實施例中，在完成對Low Gain圖和High Gain圖的校正之后，圖像合成模塊603將根據(jù)預先設(shè)置的融合系數(shù)函數(shù)將校正后的Low Gain圖和High Gain圖進行合成，得到HDR圖像。

在本發(fā)明實施例中，在基于X射線曝光時，采集得到Low Gain圖和High Gain圖，并根據(jù)預先設(shè)置的暗校正表、均勻性校正表、壞點校正表依次對該Low Gain圖的像素值進行校正，及依次對High Gain圖的像素值進行校正，根據(jù)預先設(shè)置的融合系數(shù)函數(shù)將校正后的Low Gain圖和High Gain圖進行合成，得到HDR圖像。相對于現(xiàn)有技術(shù)，在采集到Low Gain圖和High Gain圖之后，通過利用預先設(shè)置的暗校正表、均勻性校正表、壞點校正表對Low Gain圖和High Gain圖進行校正，并利用預先設(shè)置的融合系數(shù)函數(shù)將校正后的Low Gain圖和High Gain圖合成為HDR圖像，使得能夠有效將Low Gain圖和High Gain圖進行合成，且合成后得到的HDR圖像的圖像質(zhì)量高，且能夠降低對基于X射線拍攝時，對曝光量的要求。

請參閱圖7，為本發(fā)明第四實施例中基于X射線的HDR圖像合成系統(tǒng)的功能模塊的示意圖，該合成系統(tǒng)包含如圖6所示第三實施例描述的圖像采集模塊601、圖像校正模塊602及圖像合成模塊603，且與圖6所示第三實施例描述的內(nèi)容相似，此處不做贅述。

在本發(fā)明實施例中，圖像校正模塊602包括：

暗校正模塊701，用于將所述Low Gain圖中各像素點的像素值減去預先設(shè)置的低增益暗校正表中相同坐標的像素點的像素值，得到暗校正后的Low Gain圖，將所述High Gain圖中各像素點的像素值減去預先設(shè)置的高增益暗校正表中相同坐標的像素點的像素值，得到暗校正后的High Gain圖；

在本發(fā)明實施例中，圖像采集模塊601在基于X射線曝光時，采集到Low Gain圖和High Gain圖之后，暗校正模塊701將先利用暗校正表對該Low Gain圖和High Gain圖進行校正，具體的，將Low Gain圖中各像素點的像素值減去預先設(shè)置的低增益暗校正表中相同坐標的像素點的像素值，得到暗校正后的Low Gain圖，將High Gain圖圖中各像素帶你的像素值減去預先設(shè)置的高增益暗校正表中相同坐標的像素點的像素值，得到暗校正后的High Gain圖。

校正模塊702，用于根據(jù)預先設(shè)置的均勻性校正表及壞點校正表依次對暗校正后的Low Gain圖進行校正，及依次對暗校正后的High Gain圖進行校正。

在對Low Gain圖和High Gain圖進行暗校正之后，校正模塊702根據(jù)預先設(shè)置的均勻性校正表及壞點校正表依次對暗校正后的Low Gain圖進行校正，及依次對暗校正后的High Gain圖進行校正。

其中，所述校正模塊702包括：

均勻性校正模塊703，用于對于暗校正后的Low Gain圖及暗校正后的High Gain圖中的任意一個像素點，確定像素點的像素值gray(r，c)，確定在預先設(shè)置的多張均勻性校正表上與所述像素點相同坐標上的像素點的像素值gain[i](r，c)，其中，(r，c)表示所述像素點的行列坐標，i表示第i張均勻性校正表；

所述均勻性校正模塊703還用于確定包含所述像素點的像素值gray(r，c)的最小范圍，所述最小范圍由兩張所述均勻性校正表中與所述像素點相同坐標的像素值構(gòu)成；其中，在所述像素點屬于暗校正后的Low Gain圖時，所述均勻性校正表是低增益均勻性校正表，在所述像素點屬于暗校正后的High Gain圖時，所述均勻性校正表是高增益均勻性校正表；

所述均勻性校正模塊703還用于利用兩張所述均勻性校正表中與所述像素點相同坐標的像素值確定所述像素點校正后的像素值，以得到均勻性校正后的Low Gain圖和均勻性校正后的High Gain圖；

壞點校正模塊704，用于根據(jù)預先設(shè)置的壞點校正表對均勻性校正后的Low Gain圖進行校正，及對均勻性校正后的High Gain圖進行校正。

在本發(fā)明實施例中，所述壞點校正模塊704具體用于對于均勻性校正后的Low Gain圖及均勻性校正后的High Gain圖中的任意一個像素點n1，若所述像素點n1在預置的壞點校正表中相同坐標的像素點n2的像素值為1，且所述像素點n2的相鄰像素點中像素值為0的個數(shù)大于預設(shè)數(shù)值時，則確定所述像素點n1的相鄰像素點中，在所述壞點校正表中相同坐標的像素點的像素值為0的所有像素點；

且壞點校正模塊704還用于利用所述所有像素點的平均值作為所述像素點n1校正后的像素值，其中，在所述像素點n1屬于均勻性校正后的Low Gain圖時，所述壞點校正表為低增益壞點校正表，在所述像素點n1屬于均勻性校正后的High Gain圖時，所述壞點校正表為高增益壞點校正表，其中，所述壞點校正表中，正常像素點的像素值為0，壞點像素點的像素值為1。

在本發(fā)明實施例中，在對Low Gain圖和High Gain圖進行暗校正之后，均勻性校正模塊703將對暗校正后的Low Gain圖及High Gain圖進行均勻性校正。

其中，合成系統(tǒng)將分別對Low Gain圖和High Gain圖進行均勻性校正，且均勻性校正模塊703遍歷Low Gain圖中的像素點，確定遍歷到的像素點n的像素值gray(r，c)，其中，(r，c)表示該像素點n的坐標，且確定在預先設(shè)置的多張均勻性校正表上與像素點n相同坐標的像素點的像素值，分別為gain[i](r，c)，其中，i的值為1至K，其中，K表示均勻性校正表的張數(shù)。均勻性校正模塊703將確定包含像素點n的像素值gray(r，c)的最小范圍，該最小范圍是由兩張均勻性校正表中與像素點n相同坐標的像素值構(gòu)成。進一步的，均勻性校正模塊703將利用該兩張均勻性校正表中與該像素點n相同坐標的像素值確定像素點n校正后的像素值，具體的：若像素點n的像素值gray(r，c)在第j張均勻性校正表的像素值gain[j](r，c)和在第k張均勻性校正表的像素值gain[k](r，c)之間，則按照如下公式計算像素點n校正后的像素值：

dst(r，c)＝A*gray(r，c)+B

B＝meanVal[j](r,c)-A*gain[j](r,c)

其中，dst(r，c)表示像素點n校正后的像素值，gray(r，c)表示像素點n校正前的像素值，meanVal[j](r,c)表示第j張均勻性校正表的像素值的均值，meanVal[k](r,c)表示第k張均勻性校正表的像素值的均值，gain[j](r,c)表示在第j張均勻性校正表中與像素點n相同坐標的像素點的像素值，gain[k](r,c)表示在第k張均勻性校正表中與像素點n相同坐標的像素點的像素值。

需要說明的是，若像素點n屬于Low Gain圖，則上述均勻性校正表具體為低增益均勻性校正表，若像素點屬于High Gain圖，則上述均勻性校正表具體為高增益均勻性校正表。

通過上述方式均勻性校正模塊703能夠有效的實現(xiàn)對像素點n的均勻性校正，且能夠完成對Low Gain圖及High Gain圖中所有像素點的均勻性校正。

在本發(fā)明實施例中，在完成均勻性校正之后，壞點校正模塊704還將根據(jù)預先設(shè)置的壞點校正表對均勻性校正后的Low Gain圖進行校正，及對均勻性校正后的High Gain圖進行校正。

在本發(fā)明實施例中，對于均勻性校正后的Low Gain圖及均勻性校正后的High Gain圖中的任意一個像素點n1，都將進行壞點校正，即將上述Low Gain圖及High Gain圖中的所有壞點都進行壞點校正，以使得校正后的Low Gain圖和High Gain圖中沒有壞點。

具體的，壞點校正模塊704將遍歷均勻性校正后的Low Gain圖及High Gain圖，若遍歷到像素點n1，合成系統(tǒng)將確定該像素點n1在預置的壞點校正表中相同坐標的像素點n2的像素值是否為1，若該像素點n2的像素點為1，則表明該像素點n2為壞點，且需要對像素點n1的像素值進行壞點校正，壞點校正模塊704將確定像素點n2的相鄰像素點中像素值為0的像素點的個數(shù)是否大于預設(shè)數(shù)值，其中，像素點的像素值為0表明該像素點為正常像素點，即需要確定像素點n2在壞點校正表中相鄰像素點中正常像素點的個數(shù)是否大于預設(shè)數(shù)值，該預設(shè)數(shù)值可以為3。且若大于該預設(shè)數(shù)值，則確定像素點n1的相鄰像素點中，在壞點校正表中相同坐標的像素點的像素值為0的所有像素點，且利用該所有像素點的平均值作為該像素點n1校正后的像素值。

其中，若像素點n2的像素值為0，則表明該像素點n2為正常像素點，不需要對像素點n1的像素值進行壞點校正，壞點校正模塊704將遍歷至下一個像素點。

通過上述方式，壞點校正模塊704能夠?qū)鶆蛐孕Ｕ蟮腖ow Gain圖及High Gain圖中的所有像素點的壞點進行壞點校正，且可以理解的是，在對均勻性校正后的Low Gain圖中的像素點進行壞點校正時，使用的壞點校正表是低增益壞點校正表，在對均勻性校正后的High Gain圖中的像素點進行壞點校正時，使用的壞點校正表是高增益壞點校正表。

在本發(fā)明實施例中，在采集到Low Gain圖和High Gain圖之后，通過利用預先設(shè)置的暗校正表、均勻性校正表、壞點校正表對Low Gain圖和High Gain圖進行校正，并利用預先設(shè)置的融合系數(shù)函數(shù)將校正后的Low Gain圖和High Gain圖合成為HDR圖像，使得能夠有效將Low Gain圖和High Gain圖進行合成，且合成后得到的HDR圖像的圖像質(zhì)量高，且能夠降低對基于X射線拍攝時，對曝光量的要求。

請參閱圖8，為本發(fā)明第三實施中圖像合成模塊603的細化功能模塊的示意圖，該圖像合成模塊603包括：

變換模塊801，用于對校正后的Low Gain圖中各像素點的灰度值按照預置的變換公式變換為高增益灰度值；

系數(shù)計算模塊802，用于將所述各像素點的高增益灰度值代入預先設(shè)置的融合系數(shù)函數(shù)，確定所述各像素點的第一融合系數(shù)，并基于所述各像素點的第一融合系數(shù)，確定所述各像素點在校正后的High Gain圖中相同坐標的像素點的第二融合系數(shù)；

像素合成模塊803，用于利用所述各像素點的第一融合系數(shù)及所述各像素點在校正后的High Gain圖中相同坐標的像素點的第二融合系數(shù)確定所述各像素點合成后的像素值，得到合成后的HDR圖像。

在本發(fā)明實施例中，在對Low Gain圖及High Gain圖完成暗校正、均勻性校正及壞點校正之后，變換模塊801將對校正后的Low Gain圖中各像素點的灰度值按照預置的變換公式變換為高增益灰度值，該預置的變換公式如下：

其中，表示在Low Gain圖中坐標為(r，c)的像素點的灰度值，y_h(l)_(r,c)表示在Low Gain圖中坐標為(r，c)的像素點的高增益灰度值，a和b為常數(shù)。

在得到Low Gain圖中各像素點變換后的高增益灰度值之后，系數(shù)計算模塊802將Low Gain圖中各像素點的高增益灰度值代入預先設(shè)置的融合系數(shù)函數(shù)，確定該Low Gain圖中各像素點的第一融合系數(shù)。

其中，融合系數(shù)函數(shù)如下：

其中，

其中，表示Low Gain圖中坐標為(r，c)的像素點的第一融合系數(shù)，y_h(l)_(r,c)表示在Low Gain圖中坐標為(r，c)的像素點的高增益灰度值，y_st表示常數(shù)，且取值在0.1～0.3之間，x_mid表示x_st與x_ed的平均值，x_st表示High Gain圖的融合過度區(qū)間的起始點，x_ed表示融合過度區(qū)間的終點。

通過上述模塊，能夠計算得到Low Gain圖中坐標為(r，c)的像素點的第一融合系數(shù)，且利用該第一融合系數(shù)，可以得到坐標為(r，c)的像素點在High Gain圖中的第二融合系數(shù)，且計算公式如下：其中，表示坐標為(r，c)的像素點在High Gain圖中的第二融合系數(shù)。

因此，合成系統(tǒng)可以得到各像素點在Low Gain圖中的第一融合系數(shù)及在High Gain圖中的第二融合系數(shù)。且進一步的，像素合成模塊803將各像素點的第一融合系數(shù)及第二融合系數(shù)確定各像素點合成后的像素值，使得能夠?qū)ow Gain圖和High Gain圖合成，并得到HDR圖像。

其中，合成的公式如下：

其中，y_(r,c)表示坐標為(r，c)的像素點融合后的像素值，即為在HDR圖像中的像素值，表示Low Gain圖中坐標為(r，c)的像素點的第一融合系數(shù)，表示坐標為(r，c)的像素點在High Gain圖中的第二融合系數(shù)，y_h(l)_(r,c)表示在Low Gain圖中坐標為(r，c)的像素點的高增益灰度值，y_h(r,c)表示在High Gain圖中坐標為(r，c)的像素點的灰度值。

在本發(fā)明實施例中，通過上述融合系數(shù)函數(shù)能夠有效的將校正后的Low Gain圖和High Gain圖合成為HDR圖像，圖像質(zhì)量好，且對曝光量的要求低。

在本申請所提供的幾個實施例中，應(yīng)該理解到，所揭露的裝置和方法，可以通過其它的方式實現(xiàn)。例如，以上所描述的裝置實施例僅僅是示意性的，例如，所述模塊的劃分，僅僅為一種邏輯功能劃分，實際實現(xiàn)時可以有另外的劃分方式，例如多個模塊或組件可以結(jié)合或者可以集成到另一個系統(tǒng)，或一些特征可以忽略，或不執(zhí)行。另一點，所顯示或討論的相互之間的耦合或直接耦合或通信連接可以是通過一些接口，裝置或模塊的間接耦合或通信連接，可以是電性，機械或其它的形式。

所述作為分離部件說明的模塊可以是或者也可以不是物理上分開的，作為模塊顯示的部件可以是或者也可以不是物理模塊，即可以位于一個地方，或者也可以分布到多個網(wǎng)絡(luò)模塊上?？梢愿鶕?jù)實際的需要選擇其中的部分或者全部模塊來實現(xiàn)本實施例方案的目的。

另外，在本發(fā)明各個實施例中的各功能模塊可以集成在一個處理模塊中，也可以是各個模塊單獨物理存在，也可以兩個或兩個以上模塊集成在一個模塊中。上述集成的模塊既可以采用硬件的形式實現(xiàn)，也可以采用軟件功能模塊的形式實現(xiàn)。

所述集成的模塊如果以軟件功能模塊的形式實現(xiàn)并作為獨立的產(chǎn)品銷售或使用時，可以存儲在一個計算機可讀取存儲介質(zhì)中?；谶@樣的理解，本發(fā)明的技術(shù)方案本質(zhì)上或者說對現(xiàn)有技術(shù)做出貢獻的部分或者該技術(shù)方案的全部或部分可以以軟件產(chǎn)品的形式體現(xiàn)出來，該計算機軟件產(chǎn)品存儲在一個存儲介質(zhì)中，包括若干指令用以使得一臺計算機設(shè)備(可以是個人計算機，服務(wù)器，或者網(wǎng)絡(luò)設(shè)備等)執(zhí)行本發(fā)明各個實施例所述方法的全部或部分步驟。而前述的存儲介質(zhì)包括：U盤、移動硬盤、只讀存儲器(ROM，Read-Only Memory)、隨機存取存儲器(RAM，Random Access Memory)、磁碟或者光盤等各種可以存儲程序代碼的介質(zhì)。

需要說明的是，對于前述的各方法實施例，為了簡便描述，故將其都表述為一系列的動作組合，但是本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)該知悉，本發(fā)明并不受所描述的動作順序的限制，因為依據(jù)本發(fā)明，某些步驟可以采用其它順序或者同時進行。其次，本領(lǐng)域技術(shù)人員也應(yīng)該知悉，說明書中所描述的實施例均屬于優(yōu)選實施例，所涉及的動作和模塊并不一定都是本發(fā)明所必須的。

在上述實施例中，對各個實施例的描述都各有側(cè)重，某個實施例中沒有詳述的部分，可以參見其它實施例的相關(guān)描述。

以上為對本發(fā)明所提供的一種基于X射線的HDR圖像合成方法及系統(tǒng)的描述，對于本領(lǐng)域的技術(shù)人員，依據(jù)本發(fā)明實施例的思想，在具體實施方式及應(yīng)用范圍上均會有改變之處，綜上，本說明書內(nèi)容不應(yīng)理解為對本發(fā)明的限制。