一種圖像動態(tài)范圍調整方法及裝置的制造方法
【技術領域】
[0001] 本發(fā)明涉及圖像處理技術領域，具體涉及一種圖像動態(tài)范圍調整方法及裝置。
【背景技術】
[0002] 在圖像處理技術領域，通常用動態(tài)范圍（Dynamic Range)表示圖像的最亮部分和 最暗部分之間的相對比值。圖像的動態(tài)范圍越大，其表現的層次越豐富，所包含的色彩空間 也越廣?，F有技術中，存在一些高動態(tài)范圍圖像，例如數字X光圖像，一般可用14bit來區(qū)分 圖像亮度，包含大量的信息。而計算機在表示圖像時，通常是用8bit來區(qū)分圖像亮度的，動 態(tài)范圍較小。如何將高動態(tài)范圍的圖像顯示在普通的計算機上，并在圖像中展示更豐富的 信息成為一個重要的問題。因此，需要對圖像進行合理的動態(tài)范圍調整，以適應顯示及觀察 的需要。
[0003] 現有技術中，已存在一些圖像動態(tài)范圍調整方法。其中，使用直方圖均衡化是調整 圖像動態(tài)范圍的一種常見方法。它根據直方圖分布形成灰度變換曲線，這種方法能很容易 使得處理后的圖像直方圖更平滑，但是這種方法僅考慮直方圖本身的密度分布，圖像對比 度會被過度增大以至于圖像灰度不連續(xù)，很難適用于X線圖像的處理。
[0004] 現有技術還存在一種方法，使用比較平滑過渡的非線性的S形曲線對圖像灰度進 行映射，保證圖像灰度連續(xù)分布，但是單純的應用這種曲線會在一定程度上降低圖像的對 比度和細節(jié)信息。
[0005] 發(fā)明人在實現本發(fā)明的過程中發(fā)現，現有技術存在的方法單純從直方圖分布和曲 線的平滑角度出發(fā)，未考慮解剖部位特征，造成某些部位被過度處理，適應性差，不能達到 很好的圖像處理效果。

【發(fā)明內容】

[0006] 本發(fā)明實施例提供了一種圖像動態(tài)范圍調整方法及裝置，可以針對不同的解剖部 位進行不同的動態(tài)范圍調整，可以適應不同圖像類型的顯示需求，適用性好，具有更佳的顯 示效果。
[0007] 為此，本發(fā)明實施例提供如下技術方案：
[0008] 第一方面，本發(fā)明實施例提供了一種圖像動態(tài)范圍調整方法，所述方法包括：
[0009 ]分析原始圖像，獲得人體組織前景圖像；
[0010] 對原始圖像進行多分辨率調節(jié)，獲得增強圖像；
[0011] 根據原始圖像對應的解剖部位類型以及所述人體組織前景圖像確定非線性LUT曲 線，利用所述非線性LUT曲線調整所述增強圖像的動態(tài)范圍，獲得輸出圖像。
[0012] 進一步地，所述分析原始圖像，獲得人體組織前景圖像包括：
[0013] 確定原始圖像中的遮擋區(qū)域，根據所述遮擋區(qū)域確定非遮擋區(qū)域；
[0014] 對所述非遮擋區(qū)域進行圖像分割，得到人體組織前景圖像和背景圖像。
[0015] 進一步地，所述對原始圖像進行多分辨率調節(jié)，獲得增強圖像包括：
[0016] 將原始圖像分解成一個低頻圖像和多個高頻圖像；
[0017] 對所述低頻圖像的動態(tài)范圍進行壓縮；
[0018] 對所述高頻圖像進行強度均衡化處理；
[0019] 將壓縮后的低頻圖像以及處理后的高頻圖像進行重構處理，得到增強圖像。
[0020] 進一步地，所述對所述低頻圖像的動態(tài)范圍進行壓縮包括：
[0021] 根據所述圖像對應的解剖部位的類型，確定與所述解剖部位類型對應的感興趣灰 度分布范圍；
[0022]根據所述感興趣灰度分布范圍采用對應的補償系數對所述低頻圖像進行壓縮。 [0023]進一步地，所述對所述高頻圖像進行強度均衡化處理包括：
[0024]獲取所述尚頻圖像的最大幅度值；
[0025] 根據所述最大幅度值對所述高頻圖像進行歸一化處理；
[0026] 根據不同的控制參數對所述歸一化處理后的高頻圖像進行頻率調制，以擴展小幅 度信號的強度、抑制大幅度信號的強度；
[0027]將處理后的高頻圖像重新映射到歸一化處理前的圖像的數據范圍。
[0028] 進一步地，所述根據原始圖像對應的解剖部位類型以及所述人體組織前景圖像確 定非線性LUT曲線包括：
[0029] 對所述人體組織前景圖像和所述增強圖像進行預處理；
[0030] 根據原始圖像對應的解剖部位類型確定參考灰度值；
[0031] 根據所述前景圖像、所述參考灰度值、預設的控制參數確定非線性LUT曲線。
[0032] 進一步地，所述利用所述非線性LUT曲線調整所述增強圖像的動態(tài)范圍，獲得輸出 圖像包括：
[0033] 對所述增強圖像應用非線性LUT曲線，得到處理后的增強圖像；
[0034] 獲得所述處理后的增強圖像的感興趣區(qū)域灰度分布特征；
[0035] 判斷所述處理后的增強圖像的感興趣區(qū)域灰度分布特征是否滿足預設條件；
[0036] 若不滿足，調整控制參數，根據調整后的控制參數重新生成非線性LUT曲線，并對 所述增強圖像應用重新生成的非線性LUT曲線獲得處理后的增強圖像，直到處理后的增強 圖像的感興趣區(qū)域灰度分布特征滿足預設條件；
[0037] 若滿足，則輸出所述處理后的增強圖像。
[0038] 進一步地，所述感興趣區(qū)域灰度分布特征具體為圖像動態(tài)范圍比例值，所述確定 所述處理后的增強圖像的感興趣區(qū)域灰度分布特征是否滿足預設條件包括：
[0039] 判斷所述處理后的增強圖像的圖像動態(tài)范圍比例值與預設目標圖像動態(tài)范圍比 例值之間的差值是否小于預設門限值;若小于，確定滿足預設條件;若不小于，確定不滿足 預設條件。
[0040] 進一步地，所述方法還包括：
[0041] 若判斷調整后的控制參數滿足第二預設條件，則不再調整控制參數，輸出所述處 理后的增強圖像。
[0042] 另一方面，本發(fā)明實施例還提供了一種圖像動態(tài)范圍調整裝置，所述裝置包括：
[0043] 前景圖像獲得單元，用于分析原始圖像，獲得人體組織前景圖像；
[0044] 增強圖像獲得單元，用于對原始圖像進行多分辨率調節(jié)，獲得增強圖像；
[0045] 動態(tài)范圍調整單元，用于根據原始圖像對應的解剖部位類型以及所述人體組織前 景圖像確定非線性LUT曲線，利用所述非線性LUT曲線調整所述增強圖像的動態(tài)范圍，獲得 輸出圖像。
[0046] 進一步地，所述前景圖像獲得單元包括：
[0047] 確定單元，用于確定原始圖像中的遮擋區(qū)域，根據所述遮擋區(qū)域確定非遮擋區(qū)域；
[0048] 分割單元，用于對所述非遮擋區(qū)域進行圖像分割，得到人體組織前景圖像和背景 圖像。
[0049]進一步地，所述增強圖像獲得單元包括：
[0050]分解單元，用于將原始圖像分解成一個低頻圖像和多個高頻圖像；
[0051] 低頻壓縮單元，用于對所述低頻圖像的動態(tài)范圍進行壓縮；
[0052] 高頻處理單元，用于對所述高頻圖像進行強度均衡化處理；
[0053]重構單元，用于將壓縮后的低頻圖像以及處理后的高頻圖像進行重構處理，得到 增強圖像。
[0054] 進一步地，所述低頻壓縮單元具體用于：
[0055] 根據所述圖像對應的解剖部位的類型，確定與所述解剖部位類型對應的感興趣灰 度分布范圍；根據所述感興趣灰度分布范圍采用對應的補償系數對所述低頻圖像進行壓 縮。
[0056] 進一步地，所述高頻處理單元包括：
[0057]最大幅度值獲得單元，用于獲取所述高頻圖像的最大幅度值；
[0058]歸一化單元，用于根據所述最大幅度值對所述高頻圖像進行歸一化處理；
[0059] 調制單元，用于根據不同的控制參數對所述歸一化處理后的高頻圖像進行頻率調 制，以擴展小幅度信號的強度、抑制大幅度信號的強度；
[0060] 映射單元，用于將處理后的高頻圖像重新映射到歸一化處理前的圖像的數據范 圍。
[0061 ] 進一步地，所述動態(tài)范圍調整單元包括曲線確定單元以及調整單元，所述曲線確 定單元包括：
[0062]預處理單元，用于對所述人體組織前景圖像和所述增強圖像進行預處理；
[0063] 參考灰度值確定單元，用于根據原始圖像對應的解剖部位類型確定參考灰度值；
[0064] 曲線生成單元，用于根據所述前景圖像、所述參考灰度值、預設的控制參數確定非 線性LUT曲線。
[0065] 進一步地，所述動態(tài)范圍調整單元包括曲線確定單元以及調整單元，所述調整單 元包括：
[0066] 應用單元，用于對所述增強圖像應用非線性LUT曲線，得到處理后的增強圖像；
[0067] 特征獲得單元，用于獲得所述處理后的增強圖像的感興趣區(qū)域灰度分布特征；
[0068] 判斷單元，用于判斷所述處理后的增強圖像的感興趣區(qū)域灰度分布特征是否滿足 預設條件；
[0069] 迭代調整單元，用于若判斷所述處理后的增強圖像的感興趣區(qū)域灰度分布特征不 滿足預設條件，調整控制參數，根據調整后的控制參數重新生成非線性LUT曲線，并對所述 增強圖像應用重新生成的非線性LUT曲線獲得處理后的增強圖像，直到處理后的增強圖像 的感興趣區(qū)域灰度分布特征滿足預設條件；
[0070] 第一輸出單元，用于若判斷所述處理后的增強圖像的感興趣區(qū)域灰度分布特征滿 足預設條件，輸出所述處理后的增強圖像。
[0071] 進一步地，所述特征獲得單元獲得的所述感興趣區(qū)域灰度分布特征具體為圖像動 態(tài)范圍比例值，所述判斷單元具體用于：
[0072] 判斷所述處理后的增強圖像的圖像動態(tài)范圍比例值與預設目標圖像動態(tài)范圍比 例值之間的差值是否小于預設門限值;若小于，確定滿足預設條件;若不小于，確定不滿足 預設條件。
[0073] 進一步地，所述裝置還包括：
[0074] 第二輸出單元，用于若判斷調整后的控制參數滿足第二預設條件，則不再調整控 制參數，輸出所述處理后的增強圖像。
[0075] 再一方面，本發(fā)明還提供了一種圖像動態(tài)范圍調整設備，包括：
[0076] 處理器；
[0077]用于存儲所述處理器可執(zhí)行指令的存儲器；
[0078]其中，所述處理器被配置為：
[0079 ]分析原始圖像，獲得人體組織前景圖像；
[0080] 對原始圖像進行多分辨率調節(jié)，獲得增強圖像；
[0081] 根據原始圖像對應的解剖部位類型以及所述人體組織前景圖像確定非線性LUT曲 線，利用所述非線性LUT曲線調整所述增強圖像的動態(tài)范圍，獲得輸出圖像。
[0082] 進一步地，所示處理器還被配置用于：
[0083] 確定原始圖像中的遮擋區(qū)域，根據所述遮擋區(qū)域確定非遮擋區(qū)域；
[0084] 對所述非遮擋區(qū)域進行圖像分割，得到人體組織前景圖像和背景圖像。
[0085] 進一步地，所示處理器還被配置用于：
[0086] 將原始圖像分解成一個低頻圖像和多個高頻圖像；
[0087] 對所述低頻圖像的動態(tài)范圍進行壓縮；
[0088]對所述高頻圖像進行強度均衡化處理；
[0089]將壓縮后的低頻圖像以及處理后的高頻圖像進行重構處理，得到增強圖像。
[0090] 進一步地，所示處理器還被配置用于：
[0091]根據所述圖像對應的解剖部位的類型，確定與所述解剖部位類型對應的感興趣灰 度分布范圍；
[0092]根據所述感興趣灰度分布范圍采用對應的補償系數對所述低頻圖像進行壓縮。 [0093] 進一步地，所示處理器還被配置用于：
[0094]獲取所述尚頻圖像的最大幅度值；
[0095] 根據所述最大幅度值對所述高頻圖像進行歸一化處理；
[0096] 根據不同的控制參數對所述歸一化處理后的高頻圖像進行頻率調制，以擴展小幅 度信號的強度、抑制大幅度信號的強度；
[0097]將處理后的高頻圖像重新映射到歸一化處理前的圖像的數據范圍。
[0098