非線性調(diào)節(jié)圖像亮度的方法及其系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明提供了一種非線性調(diào)節(jié)圖像亮度的方法及其系統(tǒng)，其中，該方法包括以下步驟：S01、初始化后建立體位與亮度調(diào)整參數(shù)的映射表；S02、輸入待測體位信息以及待測圖像數(shù)據(jù)；S03、計算待測圖像中目標區(qū)域中所有像素點的亮度均值；S04、根據(jù)輸入的待測體位信息以及初始化得到的映射表，求取待測圖像的標準亮度均值；S05、判斷待測圖像的亮度均值與標準亮度均值是否相同，若否則執(zhí)行步驟S06，若是則執(zhí)行步驟S07；S06、對待測圖像目標區(qū)域中所有像素點進行對數(shù)變換，并且對對數(shù)變換后的待測圖像進行后處理；S07、輸出待測圖像。本發(fā)明能夠在待測圖像在亮度不足的情況下，保持較好的圖像處理效果，減少重拍率。
【專利說明】非線性調(diào)節(jié)圖像亮度的方法及其系統(tǒng)

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及數(shù)字醫(yī)學(xué)影像處理領(lǐng)域，尤其涉及一種非線性調(diào)節(jié)圖像亮度的方法及 其系統(tǒng)。

【背景技術(shù)】
[0002] 在一般的DR圖像處理中，一般分為預(yù)處理和后處理兩個主要過程，預(yù)處理的作用 主要包括非均勻矯正、壞點矯正等，后處理的作用為對比度增強，細節(jié)增強。由于后處理方 法固定，處理參數(shù)通過預(yù)先手動設(shè)置，并不會以圖像亮度的變化進行自適應(yīng)的調(diào)整，圖像的 亮度變化會對圖像效果有較大的影響，所以圖像的處理效果與輸入圖像的亮度有很大關(guān) 系。在使用時，由于拍攝劑量的選擇不足使圖像亮度沒有達到要求，導(dǎo)致輸出圖像效果與期 望的效果相差較遠，影響診斷。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0003] 本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是：提供一種在待測圖像在亮度不足的情況下，能夠 保持較好的處理效果的非線性調(diào)節(jié)圖像亮度的方法及其系統(tǒng)。
[0004] 為了解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明采用的技術(shù)方案為：提供一種非線性調(diào)節(jié)圖像亮 度的方法，包括如下步驟：
[0005] S01、初始化多個體位圖像樣本，將每一體位圖像樣本預(yù)設(shè)區(qū)域中所有像素點的亮 度均值作為各自亮度調(diào)整參數(shù)，并建立體位與亮度調(diào)整參數(shù)的映射表；
[0006] S02、輸入待測體位信息以及待測圖像數(shù)據(jù)，并根據(jù)待測體位信息確定待測圖像的 目標區(qū)域；
[0007] S03、計算待測圖像中目標區(qū)域中所有像素點的亮度均值；
[0008] S04、根據(jù)輸入的待測體位信息以及初始化得到的映射表，求取待測圖像的標準亮 度均值；
[0009] S05、判斷待測圖像的亮度均值與標準亮度均值是否相同，若否則執(zhí)行步驟S06,若 是則執(zhí)行步驟S07 ;
[0010] S06、對待測圖像目標區(qū)域中所有像素點進行對數(shù)變換，并且對對數(shù)變換后的待測 圖像進行后處理；
[0011] S07、輸出待測圖像。
[0012] 為了解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明采用的另一個技術(shù)方案為：提供一種非線性調(diào)節(jié) 圖像亮度的系統(tǒng)，包括初始模塊、輸入模塊、第一計算模塊、第二計算模塊、判斷模塊、處理 模塊以及輸出模塊；
[0013] 初始模塊，用于初始化多個體位圖像樣本，將每一體位圖像樣本預(yù)設(shè)區(qū)域中所有 像素點的亮度均值作為各自亮度調(diào)整參數(shù)，并建立體位與亮度調(diào)整參數(shù)的映射表；
[0014] 輸入模塊，用于輸入待測體位信息以及待測圖像數(shù)據(jù)，并根據(jù)待測體位信息確定 待測圖像的目標區(qū)域；
[0015] 第一計算模塊，用于計算待測圖像中目標區(qū)域中所有像素點的亮度均值；
[0016] 第二計算模塊，用于根據(jù)輸入的體位信息以及初始化得到的映射表，求取待測圖 像的標準亮度均值；
[0017] 判斷模塊，用于判斷待測圖像的亮度均值與標準亮度均值是否相同；
[0018] 處理模塊，用于對待測圖像目標區(qū)域中所有像素點進行對數(shù)變換，并且對對數(shù)變 換后的待測圖像進行后處理；
[0019] 輸出模塊，用于輸出待測圖像。
[0020] 本發(fā)明的有益效果在于：本發(fā)明采用先建立一個體位與圖像樣本的亮度調(diào)整參數(shù) 的映射表，然后對輸入的待測圖像的目標區(qū)域進行亮度均值計算，以及根據(jù)待測體位信息 與映射表計算標準亮度均值，接著判斷亮度均值與標準亮度均值是否相同，若不同，則對待 測圖像目標區(qū)域中所有像素點進行非線性的對數(shù)變換，對數(shù)變換一方面可以對低灰階信息 進行拉伸，對高灰階信息進行抑制，對于DR圖像，有效信息集中在低灰階，所以對數(shù)變換是 合理有效的；另一方面對數(shù)變換可以將圖像的乘性噪聲轉(zhuǎn)化成加性噪聲，方便去除，經(jīng)過對 數(shù)變換得到亮度調(diào)整后的待測圖像，圖像亮度參數(shù)相對固定，不需要根據(jù)圖像亮度去調(diào)整 后處理后的參數(shù)，圖像效果穩(wěn)定，能夠減小拍攝劑量不適對圖像效果帶來的影響，減小重拍 率。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0021] 圖1為本發(fā)明非線性調(diào)節(jié)圖像亮度的方法流程圖；
[0022] 圖2為本發(fā)明非線性調(diào)節(jié)圖像亮度的系統(tǒng)方框圖；
[0023] 圖3為本發(fā)明的胸部X光片原始圖；
[0024] 圖4a為未調(diào)整亮度的圖像處理效果圖；
[0025] 圖4b為調(diào)整亮度后的圖像處理效果圖。
[0026] 標號說明：
[0027] 11、初始模塊；12、輸入模塊；13、第一計算模塊；14、第二計算模塊；15、判斷模塊； 16、處理模塊；17、輸出模塊。

【具體實施方式】
[0028] 為詳細說明本發(fā)明的技術(shù)內(nèi)容、所實現(xiàn)目的及效果，以下結(jié)合實施方式并配合附 圖予以說明。
[0029] 本發(fā)明最關(guān)鍵的構(gòu)思在于：本方案先計算待測圖像的亮度均值并與標準亮度均 值進行比較是否相同，并根據(jù)不同的結(jié)果對待測圖像進行對數(shù)變換，能夠在待測圖像在亮 度不足的情況下，保持較好的圖像處理效果。
[0030] 請參照圖1，一種非線性調(diào)節(jié)圖像亮度的方法，包括如下步驟：
[0031] S01、初始化多個體位圖像樣本，將每一體位圖像樣本預(yù)設(shè)區(qū)域中所有像素點的亮 度均值作為各自亮度調(diào)整參數(shù)，并建立體位與亮度調(diào)整參數(shù)的映射表；
[0032] S02、輸入待測體位信息以及待測圖像數(shù)據(jù)，并根據(jù)待測體位信息確定待測圖像的 目標區(qū)域；
[0033] S03、計算待測圖像中目標區(qū)域中所有像素點的亮度均值；
[0034] S04、根據(jù)輸入的待測體位信息以及初始化得到的映射表，求取待測圖像的標準亮 度均值；
[0035] S05、判斷待測圖像的亮度均值與標準亮度均值是否相同，若否則執(zhí)行步驟S06,若 是則執(zhí)行步驟S07 ;
[0036] S06、對待測圖像目標區(qū)域中所有像素點進行對數(shù)變換，并且對對數(shù)變換后的待測 圖像進行后處理；
[0037] S07、輸出待測圖像。
[0038] 其中，上述的體位至圣體部位和方向信息，預(yù)設(shè)區(qū)域與目標區(qū)域的位置相同，面積 相近。
[0039] 從上述描述可知，本發(fā)明的有益效果在于：本發(fā)明采用先建立一個體位與圖像樣 本的亮度調(diào)整參數(shù)的映射表，然后對輸入的待測圖像的目標區(qū)域進行亮度均值計算，以及 根據(jù)待測體位信息與映射表計算標準亮度均值，接著判斷亮度均值與標準亮度均值是否相 同，若不同，則對待測圖像目標區(qū)域中所有像素點進行非線性的對數(shù)變換，對數(shù)變換一方面 可以對低灰階信息進行拉伸，對高灰階信息進行抑制，對于DR圖像，有效信息集中在低灰 階，所以對數(shù)變換是合理有效的；另一方面對數(shù)變換可以將圖像的乘性噪聲轉(zhuǎn)化成加性噪 聲，方便去除，經(jīng)過對數(shù)變換得到亮度調(diào)整后的待測圖像，圖像亮度參數(shù)相對固定，不需要 根據(jù)圖像亮度去調(diào)整后處理后的參數(shù)，圖像效果穩(wěn)定，能夠減小拍攝劑量不適對圖像效果 帶來的影響，減小重拍率。
[0040] 進一步的，所述步驟S06中"對待測圖像目標區(qū)域中所有像素點進行對數(shù)變換"的 對數(shù)變換公式為：y = 65535*log(a*x+l)/log(a*65535+l)，其中，y表示調(diào)整后的像素點，X 表示待調(diào)整的像素點，a表示調(diào)整因子。對于a的計算方法如下：由于y對于a單調(diào)遞增， 且a -般在0?1范圍內(nèi)，所以a可以通過二分法計算得出：1)令al = 0，a2 = 1 ;2)令a =(al+a2)/2,將a與圖像亮度均值帶入對數(shù)變換公式得到矯正的亮度均值；3)若矯正的亮 度均值與標準亮度均值絕對差小于500,則a = (al+a2) /2即為解，結(jié)束求解，否則進入步驟 4) ;4)若矯正的亮度均值小于標準亮度均值，令al = (al+a2)/2,重復(fù)步驟2)?3)，否則 進入步驟5) ;5)若矯正的亮度均值大于標準亮度均值，令a2= (al+a2)/2,重復(fù)步驟2)? 3)。
[0041] 通過上述對數(shù)變換公式可以調(diào)整待測圖像目標區(qū)域中所有像素點。
[0042] 進一步的，所述步驟S01具體包括步驟：
[0043] S11、輸入多個體位以及每一體位對應(yīng)的預(yù)設(shè)數(shù)量的圖像樣本；
[0044] S12、對每一體位選擇一標準圖像樣本，并根據(jù)該體位確定標準圖像樣本的預(yù)設(shè)區(qū) 域；
[0045] S13、統(tǒng)計標準圖像樣本的預(yù)設(shè)區(qū)域中所有像素點的標準亮度均值，并將標準亮度 均值作為亮度調(diào)整參數(shù)；
[0046] S14、建立每一體位與對應(yīng)亮度調(diào)整參數(shù)的映射表。
[0047] 步驟S01在于建立一個標準的體位與對應(yīng)亮度調(diào)整參數(shù)的映射表，以方便后面的 標準亮度均值的計算。其中，亮度均值在于減小計算誤差。
[0048] 進一步的，所述步驟S11中圖像樣本的預(yù)設(shè)數(shù)量為50-100個。50-100為本方案較 優(yōu)選的方案，應(yīng)該指出為規(guī)避本方案在數(shù)量上進行限定的其它方案也是可行的。
[0049] 綜上所述，本發(fā)明提供的非線性調(diào)節(jié)圖像亮度的方法，采用先建立一個體位與圖 像樣本的亮度調(diào)整參數(shù)的映射表，然后對輸入的待測圖像的目標區(qū)域進行亮度均值計算， 以及根據(jù)待測體位信息與映射表計算標準亮度均值，接著判斷亮度均值與標準亮度均值是 否相同，若不同，則對待測圖像目標區(qū)域中所有像素點進行非線性的對數(shù)變換，對數(shù)變換一 方面可以對低灰階信息進行拉伸，對高灰階信息進行抑制，對于DR圖像，有效信息集中在 低灰階，所以對數(shù)變換是合理有效的；另一方面對數(shù)變換可以將圖像的乘性噪聲轉(zhuǎn)化成加 性噪聲，方便去除，經(jīng)過對數(shù)變換得到亮度調(diào)整后的待測圖像，圖像亮度參數(shù)相對固定，不 需要根據(jù)圖像亮度去調(diào)整后處理后的參數(shù)，圖像效果穩(wěn)定，減小拍攝劑量不適對圖像效果 帶來的影響，減小重拍率。另外，建立的映射表更精確，能夠減少誤差。
[0050] 請參照圖3、圖4a及圖4b，圖3所示為某一胸部X光片，其中心區(qū)域亮度約為 1868 (圖中所示直方圖均值為7. 3,乘以256)，而根據(jù)統(tǒng)計正常亮度應(yīng)該達到4000左右效果 較好，亮度相差較遠。圖4a所示為圖4a為未調(diào)整亮度的圖像處理效果圖，可知看出沒有經(jīng) 過亮度調(diào)整的后處理效果，對比度較差，細節(jié)模糊，而圖4b所示為圖4b為調(diào)整亮度后的圖 像處理效果圖，可以看出經(jīng)過了亮度的調(diào)整，明顯效果較好。下表為DR部分體位的亮度均 值參考值。
[0051]

【權(quán)利要求】
1. 一種非線性調(diào)節(jié)圖像亮度的方法，其特征在于，包括如下步驟： 501、 初始化多個體位圖像樣本，將每一體位圖像樣本預(yù)設(shè)區(qū)域中所有像素點的亮度均 值作為各自亮度調(diào)整參數(shù)，并建立體位與亮度調(diào)整參數(shù)的映射表； 502、 輸入待測體位信息以及待測圖像數(shù)據(jù)，并根據(jù)待測體位信息確定待測圖像的目標 區(qū)域； 503、 計算待測圖像中目標區(qū)域中所有像素點的亮度均值； 504、 根據(jù)輸入的待測體位信息以及初始化得到的映射表，求取待測圖像的標準亮度均 值； 505、 判斷待測圖像的亮度均值與標準亮度均值是否相同，若否則執(zhí)行步驟S06,若是則 執(zhí)行步驟S07 ; 506、 對待測圖像目標區(qū)域中所有像素點進行對數(shù)變換，并且對對數(shù)變換后的待測圖像 進行后處理； 507、 輸出待測圖像。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的非線性調(diào)節(jié)圖像亮度的方法，其特征在于，所述步驟 S06中"對待測圖像目標區(qū)域中所有像素點進行對數(shù)變換"的對數(shù)變換公式為：y = 65535*log(a*x+l)/log(a*65535+l)，其中，y表示調(diào)整后的像素點，X表示待調(diào)整的像素 點，a表示調(diào)整因子，調(diào)整因子通過二分法計算得出。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的非線性調(diào)節(jié)圖像亮度的方法，其特征在于，所述步驟S01具體 包括步驟： 511、 輸入多個體位以及每一體位對應(yīng)的預(yù)設(shè)數(shù)量的圖像樣本； 512、 對每一體位選擇一標準圖像樣本，并根據(jù)該體位確定標準圖像樣本的預(yù)設(shè)區(qū)域； 513、 統(tǒng)計標準圖像樣本的預(yù)設(shè)區(qū)域中所有像素點的標準亮度均值，并將標準亮度均值 作為亮度調(diào)整參數(shù)； 514、 建立每一體位與對應(yīng)亮度調(diào)整參數(shù)的映射表。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的非線性調(diào)節(jié)圖像亮度的方法，其特征在于，所述步驟SI 1中圖 像樣本的預(yù)設(shè)數(shù)量為50-100個。
5. -種非線性調(diào)節(jié)圖像亮度的系統(tǒng)，其特征在于，包括初始模塊、輸入模塊、第一計算 模塊、第二計算模塊、判斷模塊、處理模塊以及輸出模塊； 初始模塊，用于初始化多個體位圖像樣本，將每一體位圖像樣本預(yù)設(shè)區(qū)域中所有像素 點的亮度均值作為各自亮度調(diào)整參數(shù)，并建立體位與亮度調(diào)整參數(shù)的映射表； 輸入模塊，用于輸入待測體位信息以及待測圖像數(shù)據(jù)，并根據(jù)待測體位信息確定待測 圖像的目標區(qū)域； 第一計算模塊，用于計算待測圖像中目標區(qū)域中所有像素點的亮度均值； 第二計算模塊，用于根據(jù)輸入的待測體位信息以及初始化得到的映射表，求取待測圖 像的標準亮度均值； 判斷模塊，用于判斷待測圖像的亮度均值與標準亮度均值是否相同； 處理模塊，用于對待測圖像目標區(qū)域中所有像素點進行對數(shù)變換，并且對對數(shù)變換后 的待測圖像進行后處理； 輸出模塊，用于輸出待測圖像。
6. 根據(jù)權(quán)利要求5所述的非線性調(diào)節(jié)圖像亮度的系統(tǒng)，其特征在于，所述初始模塊包 括輸入單元、選擇單元、統(tǒng)計單元以及建立單元； 輸入單元，用于輸入多個體位以及每一體位對應(yīng)的預(yù)設(shè)數(shù)量的圖像樣本； 選擇單元，用于對每一體位選擇一標準圖像樣本，并根據(jù)該體位確定標準圖像樣本的 預(yù)設(shè)區(qū)域； 統(tǒng)計單元，用于統(tǒng)計標準圖像樣本的預(yù)設(shè)區(qū)域中所有像素點的標準亮度均值，并將標 準亮度均值作為亮度調(diào)整參數(shù)； 建立單元，用于建立每一體位與對應(yīng)亮度調(diào)整參數(shù)的映射表。
7. 根據(jù)權(quán)利要求5所述的非線性調(diào)節(jié)圖像亮度的系統(tǒng)，其特征在于，所述輸入單元中 輸入的圖像樣本的預(yù)設(shè)數(shù)量為50-100個。
【文檔編號】H04N5/232GK104243824SQ201410483900
【公開日】2014年12月24日 申請日期:2014年9月19日 優(yōu)先權(quán)日:2014年9月19日
【發(fā)明者】葉超, 李學(xué)軍, 張水興, 杜靜 申請人:深圳市安健科技有限公司