一种图像动态范围调整方法及装置的制造方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及图像处理技术领域，具体涉及一种图像动态范围调整方法及装置。
【背景技术】
[0002] 在图像处理技术领域，通常用动态范围（Dynamic Range)表示图像的最亮部分和 最暗部分之间的相对比值。图像的动态范围越大，其表现的层次越丰富，所包含的色彩空间 也越广。现有技术中，存在一些高动态范围图像，例如数字X光图像，一般可用14bit来区分 图像亮度，包含大量的信息。而计算机在表示图像时，通常是用8bit来区分图像亮度的，动 态范围较小。如何将高动态范围的图像显示在普通的计算机上，并在图像中展示更丰富的 信息成为一个重要的问题。因此，需要对图像进行合理的动态范围调整，以适应显示及观察 的需要。
[0003] 现有技术中，已存在一些图像动态范围调整方法。其中，使用直方图均衡化是调整 图像动态范围的一种常见方法。它根据直方图分布形成灰度变换曲线，这种方法能很容易 使得处理后的图像直方图更平滑，但是这种方法仅考虑直方图本身的密度分布，图像对比 度会被过度增大以至于图像灰度不连续，很难适用于X线图像的处理。
[0004] 现有技术还存在一种方法，使用比较平滑过渡的非线性的S形曲线对图像灰度进 行映射，保证图像灰度连续分布，但是单纯的应用这种曲线会在一定程度上降低图像的对 比度和细节信息。
[0005] 发明人在实现本发明的过程中发现，现有技术存在的方法单纯从直方图分布和曲 线的平滑角度出发，未考虑解剖部位特征，造成某些部位被过度处理，适应性差，不能达到 很好的图像处理效果。
【发明内容】
[0006] 本发明实施例提供了一种图像动态范围调整方法及装置，可以针对不同的解剖部 位进行不同的动态范围调整，可以适应不同图像类型的显示需求，适用性好，具有更佳的显 示效果。
[0007] 为此，本发明实施例提供如下技术方案：
[0008] 第一方面，本发明实施例提供了一种图像动态范围调整方法，所述方法包括：
[0009 ]分析原始图像，获得人体组织前景图像；
[0010] 对原始图像进行多分辨率调节，获得增强图像；
[0011] 根据原始图像对应的解剖部位类型以及所述人体组织前景图像确定非线性LUT曲 线，利用所述非线性LUT曲线调整所述增强图像的动态范围，获得输出图像。
[0012] 进一步地，所述分析原始图像，获得人体组织前景图像包括：
[0013] 确定原始图像中的遮挡区域，根据所述遮挡区域确定非遮挡区域；
[0014] 对所述非遮挡区域进行图像分割，得到人体组织前景图像和背景图像。
[0015] 进一步地，所述对原始图像进行多分辨率调节，获得增强图像包括：
[0016] 将原始图像分解成一个低频图像和多个高频图像；
[0017] 对所述低频图像的动态范围进行压缩；
[0018] 对所述高频图像进行强度均衡化处理；
[0019] 将压缩后的低频图像以及处理后的高频图像进行重构处理，得到增强图像。
[0020] 进一步地，所述对所述低频图像的动态范围进行压缩包括：
[0021] 根据所述图像对应的解剖部位的类型，确定与所述解剖部位类型对应的感兴趣灰 度分布范围；
[0022]根据所述感兴趣灰度分布范围采用对应的补偿系数对所述低频图像进行压缩。 [0023]进一步地，所述对所述高频图像进行强度均衡化处理包括：
[0024]获取所述尚频图像的最大幅度值；
[0025] 根据所述最大幅度值对所述高频图像进行归一化处理；
[0026] 根据不同的控制参数对所述归一化处理后的高频图像进行频率调制，以扩展小幅 度信号的强度、抑制大幅度信号的强度；
[0027]将处理后的高频图像重新映射到归一化处理前的图像的数据范围。
[0028] 进一步地，所述根据原始图像对应的解剖部位类型以及所述人体组织前景图像确 定非线性LUT曲线包括：
[0029] 对所述人体组织前景图像和所述增强图像进行预处理；
[0030] 根据原始图像对应的解剖部位类型确定参考灰度值；
[0031] 根据所述前景图像、所述参考灰度值、预设的控制参数确定非线性LUT曲线。
[0032] 进一步地，所述利用所述非线性LUT曲线调整所述增强图像的动态范围，获得输出 图像包括：
[0033] 对所述增强图像应用非线性LUT曲线，得到处理后的增强图像；
[0034] 获得所述处理后的增强图像的感兴趣区域灰度分布特征；
[0035] 判断所述处理后的增强图像的感兴趣区域灰度分布特征是否满足预设条件；
[0036] 若不满足，调整控制参数，根据调整后的控制参数重新生成非线性LUT曲线，并对 所述增强图像应用重新生成的非线性LUT曲线获得处理后的增强图像，直到处理后的增强 图像的感兴趣区域灰度分布特征满足预设条件；
[0037] 若满足，则输出所述处理后的增强图像。
[0038] 进一步地，所述感兴趣区域灰度分布特征具体为图像动态范围比例值，所述确定 所述处理后的增强图像的感兴趣区域灰度分布特征是否满足预设条件包括：
[0039] 判断所述处理后的增强图像的图像动态范围比例值与预设目标图像动态范围比 例值之间的差值是否小于预设门限值;若小于，确定满足预设条件;若不小于，确定不满足 预设条件。
[0040] 进一步地，所述方法还包括：
[0041] 若判断调整后的控制参数满足第二预设条件，则不再调整控制参数，输出所述处 理后的增强图像。
[0042] 另一方面，本发明实施例还提供了一种图像动态范围调整装置，所述装置包括：
[0043] 前景图像获得单元，用于分析原始图像，获得人体组织前景图像；
[0044] 增强图像获得单元，用于对原始图像进行多分辨率调节，获得增强图像；
[0045] 动态范围调整单元，用于根据原始图像对应的解剖部位类型以及所述人体组织前 景图像确定非线性LUT曲线，利用所述非线性LUT曲线调整所述增强图像的动态范围，获得 输出图像。
[0046] 进一步地，所述前景图像获得单元包括：
[0047] 确定单元，用于确定原始图像中的遮挡区域，根据所述遮挡区域确定非遮挡区域；
[0048] 分割单元，用于对所述非遮挡区域进行图像分割，得到人体组织前景图像和背景 图像。
[0049]进一步地，所述增强图像获得单元包括：
[0050]分解单元，用于将原始图像分解成一个低频图像和多个高频图像；
[0051] 低频压缩单元，用于对所述低频图像的动态范围进行压缩；
[0052] 高频处理单元，用于对所述高频图像进行强度均衡化处理；
[0053]重构单元，用于将压缩后的低频图像以及处理后的高频图像进行重构处理，得到 增强图像。
[0054] 进一步地，所述低频压缩单元具体用于：
[0055] 根据所述图像对应的解剖部位的类型，确定与所述解剖部位类型对应的感兴趣灰 度分布范围；根据所述感兴趣灰度分布范围采用对应的补偿系数对所述低频图像进行压 缩。
[0056] 进一步地，所述高频处理单元包括：
[0057]最大幅度值获得单元，用于获取所述高频图像的最大幅度值；
[0058]归一化单元，用于根据所述最大幅度值对所述高频图像进行归一化处理；
[0059] 调制单元，用于根据不同的控制参数对所述归一化处理后的高频图像进行频率调 制，以扩展小幅度信号的强度、抑制大幅度信号的强度；
[0060] 映射单元，用于将处理后的高频图像重新映射到归一化处理前的图像的数据范 围。
[0061 ] 进一步地，所述动态范围调整单元包括曲线确定单元以及调整单元，所述曲线确 定单元包括：
[0062]预处理单元，用于对所述人体组织前景图像和所述增强图像进行预处理；
[0063] 参考灰度值确定单元，用于根据原始图像对应的解剖部位类型确定参考灰度值；
[0064] 曲线生成单元，用于根据所述前景图像、所述参考灰度值、预设的控制参数确定非 线性LUT曲线。
[0065] 进一步地，所述动态范围调整单元包括曲线确定单元以及调整单元，所述调整单 元包括：
[0066] 应用单元，用于对所述增强图像应用非线性LUT曲线，得到处理后的增强图像；
[0067] 特征获得单元，用于获得所述处理后的增强图像的感兴趣区域灰度分布特征；
[0068] 判断单元，用于判断所述处理后的增强图像的感兴趣区域灰度分布特征是否满足 预设条件；
[0069] 迭代调整单元，用于若判断所述处理后的增强图像的感兴趣区域灰度分布特征不 满足预设条件，调整控制参数，根据调整后的控制参数重新生成非线性LUT曲线，并对所述 增强图像应用重新生成的非线性LUT曲线获得处理后的增强图像，直到处理后的增强图像 的感兴趣区域灰度分布特征满足预设条件；
[0070] 第一输出单元，用于若判断所述处理后的增强图像的感兴趣区域灰度分布特征满 足预设条件，输出所述处理后的增强图像。
[0071] 进一步地，所述特征获得单元获得的所述感兴趣区域灰度分布特征具体为图像动 态范围比例值，所述判断单元具体用于：
[0072] 判断所述处理后的增强图像的图像动态范围比例值与预设目标图像动态范围比 例值之间的差值是否小于预设门限值;若小于，确定满足预设条件;若不小于，确定不满足 预设条件。
[0073] 进一步地，所述装置还包括：
[0074] 第二输出单元，用于若判断调整后的控制参数满足第二预设条件，则不再调整控 制参数，输出所述处理后的增强图像。
[0075] 再一方面，本发明还提供了一种图像动态范围调整设备，包括：
[0076] 处理器；
[0077]用于存储所述处理器可执行指令的存储器；
[0078]其中，所述处理器被配置为：
[0079 ]分析原始图像，获得人体组织前景图像；
[0080] 对原始图像进行多分辨率调节，获得增强图像；
[0081] 根据原始图像对应的解剖部位类型以及所述人体组织前景图像确定非线性LUT曲 线，利用所述非线性LUT曲线调整所述增强图像的动态范围，获得输出图像。
[0082] 进一步地，所示处理器还被配置用于：
[0083] 确定原始图像中的遮挡区域，根据所述遮挡区域确定非遮挡区域；
[0084] 对所述非遮挡区域进行图像分割，得到人体组织前景图像和背景图像。
[0085] 进一步地，所示处理器还被配置用于：
[0086] 将原始图像分解成一个低频图像和多个高频图像；
[0087] 对所述低频图像的动态范围进行压缩；
[0088]对所述高频图像进行强度均衡化处理；
[0089]将压缩后的低频图像以及处理后的高频图像进行重构处理，得到增强图像。
[0090] 进一步地，所示处理器还被配置用于：
[0091]根据所述图像对应的解剖部位的类型，确定与所述解剖部位类型对应的感兴趣灰 度分布范围；
[0092]根据所述感兴趣灰度分布范围采用对应的补偿系数对所述低频图像进行压缩。 [0093] 进一步地，所示处理器还被配置用于：
[0094]获取所述尚频图像的最大幅度值；
[0095] 根据所述最大幅度值对所述高频图像进行归一化处理；
[0096] 根据不同的控制参数对所述归一化处理后的高频图像进行频率调制，以扩展小幅 度信号的强度、抑制大幅度信号的强度；
[0097]将处理后的高频图像重新映射到归一化处理前的图像的数据范围。
[0098