专利名称：用于自动调整图像的方法
技术领域：
本发明涉及一种医学影像的处理方法，尤其是对来源于X-ray影像设备，包括XA，DSA，CT，CR，DR等的检查图像，提供一种实时、动态，便捷的调节方法。选取影像设备对于同一检查区域上生成的单幅图像或者在时间上连续的多幅图像中的特定帧，利用本发明提供的图像调整方法，可以获得不同兴趣区域的高清晰度诊断图像。
背景技术：
随着科技的飞速发展，医学影像学从传统的放射诊断学发展成具有CT、介入放射学等诸多门类的学科。临床医生对于疾病的诊断和治疗越发依赖于影像设备的检查结果，图像质量的差异，在很大程度上影响着最终的疾病判别和治疗。
影像的数字化处理是现代医学影像技术发展的主要趋势。医学影像的数字化，与传统的屏—胶系统比较，具备了图像动态范围大，线性好，影像层次丰富，信息量大等多种优势，可以为医生的临床诊断提供定性及定量的依据。
由于各种影像设备的成像机理不同，加之人体是由不同器官、组织及成分构成及病人的个体差异，生成的诊断图像质量不尽相同；同时，医学影像的空间分辨率(象素数)从256×256到2048×2056，灰阶深度(bits)从8到24，单幅图像的数据容量从0.16M到12M，甚至更大数据量的单幅图像也屡见不鲜。不同类型图像之间的差异较大，不同成像个体、部位(组织)及不同临床关注要求的差别，使得基于单幅或者序列图像进行的数字化诊断对医生的实践经验提出了较高的要求，也对目前常用的数字影像的显示系统提出了更高的要求。
目前，调整、改进图像质量的方法主要包括1、利用CRT或者LCD制成的医疗专用图像显示系统；2、专业化的数字影像处理技术数字医学影像主要通过显示屏观察影像，即通过“软阅读”(softcopy-reading)方式得到丰富的诊断信息。当今医疗专用的显示系统从成像原理上分为CRT和LCD，在空间分辨率上可分为1M、2M、3M、4M、5M，基本可以满足医学影像空间分辨率从256×256到2048×2056范围的变化。其中可分辨灰阶(JND)与显示屏亮度的特性关系大致成反对数比例。显示屏亮度越大，JND也就较高，影像效果越好。简而言之，医疗专用的显示系统是一种特殊的高亮度、高空间分辨率的黑白显示系统。鉴于目前医院中常用显示系统多为分辨率小于或者等于1M的彩色显示系统，对于超出其空间分辨率和亮度范围的数字图像，不能全部显示影像中的有效信息，需要一些方法弥补硬件性能上的不足，丰富临床诊断用信息。
利用医学影像技术上特定的窗技术手工调节每幅图像，是医生观察图像，确定病变之前的常见操作。例如，CT检查过程中，由于各种组织结构或病变部位具有不同的CT值，因此欲显示特定组织结构细节时，应选择适合观察该组织或病变的窗宽和窗位，以获得最佳显示。如果调节不当，可能出现图像全白、全黑、灰度差别减小等多种图像表征，无法提供有效的辅助诊断信息。另外，现有的一些图像调节方法，需要使用者依据经验预先设置不同解剖部位、组织等的调节参数信息。等到对实际的检查图像进行调节时，可以根据兴趣区域的具体情况，选择应用不同的预置数值，达到调整图像质量的效果。这种方法操作相对复杂，需要医生在诊断前、后多次操作，而且对于不同部位、器官、组织等的参考图像数据进行归纳和保存，整个过程具备了相当的工作量。
为解决常规图像显示系统不能满足高分辨率图像的要求，不能体现出数字化影像的优势，无法显示图像包含的全部有效信息的问题；同时，简化现有医学图像的调节过程中的复杂操作，降低对于医生临床经验的要求。本发明提供了一种基于X-ray影像的图像调节方法，可以对同一检查区域上生成的单幅图像或者在时间上连续的多幅图像中的特定帧进行操作，调节影像的清晰程度，获得高品质图像质量，有利于医生的临床诊断。
发明内容
本发明提供的自动图像调节方法，可以提高诊断图像，尤其是X-ray影像的显示质量；同时，简化医生图像调节过程中的手工操作，弥补常规显示系统对于数字化、高分辨率图像显示信息(灰阶范围和最小像素)的不足，丰富临床诊断用的组织细节信息。应用本方法进行调节，相当于对原有图像中的兴趣区域进行了再透视的效果；通过这种透视，也可以达到部分弥补摄影剂量的偏差，增加诊断的准确性，看到以前看不到的图像细节的效果。
本发明提供的自动图像调节方法，其特点在于，包括如下步骤选取步骤，选择单幅图像或者在时间上连续的多幅图像中的特定帧；定义兴趣区域，在选定的图像中，标记出需要调整的区域；像素处理，逐点处理兴趣区域内的每个像素；效果显示，多窗口并存，显示调节后的图像效果。
上述自动图像调节方法，其特点在于，适用于所有X-ray影像设备生成的图像；上述自动图像调节方法，其特点在于，适用于单幅图像或者多幅时间上连续图像中的一幅；上述自动图像调节方法，其特点在于，图像中兴趣区域的位置可以任意选取，区域的面积大小可以调整；上述自动图像调节方法，其特点在于，根据选定图像兴趣区域的范围，自动进行区域内像素的逐点分离，参照区域内部解剖组织特点重新加权计算并均衡影像；上述自动图像调节方法，其特点在于，调节后的图像效果可以实时显示在定义的兴趣区域内；上述自动图像调节方法，其特点在于，在每一幅图像中，兴趣区域可以连续选择，调节后的图像效果随着区域的变换可以实时显示；上述自动图像调节方法，其特点在于，在每一幅应用自动调节方法的图像中，可以同时显示出被部分遮挡的原始图像和调节后的兴趣区域效果。
本发明的功效在于1、弥补了常规显示系统对于数字化、高分辨率图像显示信息(灰阶范围和最小像素)的不足，可以发挥出医学数字影像的信息优势，丰富临床诊断用的组织细节信息；2、简化现有图像调节过程中繁琐的手工操作，降低医生的工作量，提高工作效率；3、可以部分弥补摄影剂量的偏差，改善图像质量，提供临床诊断的准确性。以下结合附图和具体实施例对本发明进行详细描述，但不作为对本发明的限定。
图1是根据本方法进行图像调节的实施步骤流程2选定的原始待处理图像图3定义较大的兴趣区域图4调整定义较小的兴趣区域图5调节前的兴趣区内的图像质量图6调节后的兴趣区内的图像质量图7变换定义新的兴趣区图8应用本方法的另一个效果图具体实施方式
整个发明的实施方式可以围绕图1所示的流程图来展开说明。选取步骤(101)，将一幅DR主机拍摄胸部影像作为待处理的原始图像。这里举例过程中使用的DR图像只是X-ray影像中的一类，本自动图像调节方法适用于所有的X-ray影像。原始DR图像的显示如图2所示。由于人体胸部的复杂解剖学构成，标准DR图像中包含了双肺纹理、胸壁软组织、纵隔和肺门结构、气管，以及心后区和肺肝重叠处的肺纹理、肋骨、脊柱，胸椎等多种部位的众多信息。在同一幅图像上，若要同时清晰观察上述各部位的结构，需要反复调节窗宽、窗位，或者多次应用不同的预置显示参数，这样的操作不够方便，而且很难得到效果更佳的诊断图像。
步骤二，定义兴趣区(102)。根据医生的关注点所在，可以在步骤一选定的原始图像上任意标记出兴趣区域，定义需要应用本发明自动调整的局部；定义过程中，可以根据实际要求，放大或者缩小区域范围，显示如图3(定义较大的兴趣区域)和图4(定义较小的兴趣区域)。区域选定的范围通常为方形，但不局限于此。
步骤三，像素处理(103)。此步骤为自动进行。依据标记出的兴趣区域轮廓，应用本方法自动进行以下运算处理逐点提取内部的每个像素特征值，汇总所有特征值分布信息后自动计算出适用于轮廓线内部区域的显示范围参数，并实时应用于兴趣区域的显示中。
步骤四，效果显示(104)。调整后局部图像效果实时显示如图6，可以看到与图5调节前定义的兴趣区域内的图像存在明显的不同。通过应用本图像调节方法，将原本看不到的右肺中的组织信息清晰化，就像在原兴趣区域上叠加了一个“虚拟的透镜”观察图像，“透镜内”影像得到优化处理。
当一幅图像中存在多个需要处理的区域时，可以依据本流程反复、多次应用自动调整方法。显示如图7，定义另外一个兴趣区域，进行图像的调节。
图8所示为一幅腰椎图像应用本方法后的多窗口效果显示。
权利要求
1.一种用于自动调整图像的方法，其特征在于，包括如下步骤选取步骤，选择单幅图像或者在时间上连续的多幅图像中的特定帧；定义兴趣区域，在选定的图像中，标记出需要调整的区域；像素处理，逐点处理兴趣区域内的每个像素；效果显示，多窗口并存，显示调节后的图像效果。
2.权利1要求的方法，其特征在于，适用于所有X-ray影像设备生成的图像；
3.权利1要求的方法，其特征在于，适用于单幅图像或者多幅时间上连续图像中的一幅；
4.权利1要求的方法，其特征在于，图像中兴趣区域的位置可以任意选取，区域的面积大小可以调整；
5.权利1要求的方法，其特征在于，根据选定图像兴趣区域的范围，自动进行区域内像素的逐点分离，参照区域内部解剖组织特点重新加权计算并均衡影像；
6.权利1要求的方法，其特征在于，调节后的图像效果可以实时显示在定义的兴趣区域内；
7.权利1要求的方法，其特征在于，在每一幅图像中，兴趣区域可以连续选择，调节后的图像效果随着区域的变换可以实时显示；
8.权利1要求的方法，其特征在于，在每一幅应用自动调节方法的图像中，可以同时显示出被部分遮挡的原始图像和调节后的兴趣区域效果。
9.权利1要求的方法，其特征在于，兴趣区域的轮廓通常使用方形，但不局限于方形。
10.权利1要求的方法，其特征在于，像素处理步骤为自动进行。
全文摘要
本发明涉及一种医学影像的处理方法，尤其是对来源于X－ray影像设备的检查图像，提供一种实时、动态，便捷的调节方法。本发明提供的自动图像调节方法，其特点在于，包括如下步骤选取步骤，选择单幅图像或者在时间上连续的多幅图像中的特定帧；定义兴趣区域，在选定的图像中，标记出需要调整的区域；像素处理，逐点处理兴趣区域内的每个像素；效果显示，多窗口并存，显示调节后的图像效果。选取影像设备对于同一检查区域上生成的单幅图像或者在时间上连续的多幅图像中的特定帧，利用本发明提供的图像调整方法，可以获得不同兴趣区域中的高清晰度诊断图像。
文档编号G06T3/00GK1891154SQ200610011950
公开日2007年1月10日 申请日期2006年5月19日 优先权日2006年5月19日
发明者王民汉, 周宇, 周卫华 申请人:北京思创贯宇科技开发有限公司