专利名称：图像显示编码方法
技术领域：
本发明涉及图像显示编码方法。
背景技术：
现有的图像显示编码方法，是用代表信号幅值的数据的数值，对应成相应的黑白 灰度高低或同色灰度高低显示在屏幕上。在超声波诊断成像应用中，传感器接收到的原始信号有很高的动态范围，经接收 电路转换成数字信号和波束合成后的幅值可以达到15位二进制数或更高，而最终可显示 的图像灰阶受显示器性能限制只有256级或更低，所以信号处理功能模块要对接收的信号 做动态范围压缩和调整，动态压缩后的信号数据以二进制数表达通常是8位(对应256级 灰阶)，再经帧处理和空间转换等图像处理，图像数据保持在相同的8位(256级)，把这256 级的图像按灰度等级编码送到显示器以256或更低的黑到白灰阶显示。为了提高感兴趣的 灰度范围的图像视觉敏感度，通常采用灰阶转换图(Gray Map)的方法，灰阶转换图的输入 是需要显示的每个像素点的8位值，输出是直接送显示的对应的8位灰度值，输入和输出的 关系可以是任意比例的预设转换曲线，以提高感兴趣的灰度范围的对比。现有技术中，也有 将灰阶转换图的输出以彩色来表示，即采用同色256种灰度级数来表示，但无论哪种变换， 用来灰度编码的图像数据只有8位，最终显示的灰阶受显示器最大黑白或同色灰度级数的 限制总是保持在256级或更低，现有技术的缺点是原始的高动态范围的信号被压缩成8位 显示图像，灰度分辨率被限制在最大256级，导致图像信息损失大。
发明内容
本发明的目的是提供了实际可显示的灰度级数大于显示器能显示的最大黑白灰 度级数的图像显示编码方法，该方法可以减少信号动态范围的压缩程度，减少图像信息的 损失。为达到上述目的，本发明采用的技术方案是一种图像显示编码方法，所述图像具有m位灰度，具有m位灰度的所述图像是经具有η位信息的图像通过 灰度转换得到的，其中η > = m，所述图像显示编码方法包括所述图像中的2">级灰度信息通过HSB色彩模型进行 编码，然后按标准定义转换成RGB色彩模型送彩色显示器显示，所述彩色显示器具有t位灰 度，m > t,所述HSB色彩模型中，H设定值，S、B均设置为变量，变量S从1%到按每
均勻递增，得到j-i+Ι个值，其中0< i < j < = 100，i、j取整数，变量按每 或2%均勻递增，得到k-h+Ι或(k-h)/2+l个值，其中0 < h < k < = 100，h、k取整数，变量S从i %到j %中的所有值依次都与变量B从h %到k%中的每个值顺序组合， 组合成(j-i+l)*(k-h+l)或(j-i+l)*[(k-h)/2+l]个级数，变量S从到100%按顺序被划分出g个连续的所述从1%到的区间，变量B从到100%按顺序被划分出g个连续的所述从11%到的区间，其中g > 1，按顺序排列的g个所述从1%到」％的区间依次分别与按顺序排列的相应位置上 的所述从到的区间相组合，组合成(j-i+1) * (k-h+1) *g或(j-i+1) * [ (k-h) /2+1] *g 个级数，变量S取0%，变量B取0%，组合成1个级数，则变量S从0%到100%与变量B 从 0%到 100%组合出(j-i+1)*(k-h+1)*g+l 或(j-i+1)*[(k-h)/2+1]*g+l 个级数，在2m < = (j-i+1)* (k-h+1) *g+l 或(j-i+1)* [(k-h)/2+1] *g+l 时，则 (j-i+1) * (k-h+1) *g+l 或(j-i+1) * [ (k-h) /2+1] *g+l 个级数中前 2m 个级数一一对应编码所 述图像的(T2m-1的灰度信息；在2m > (j-i+1)*(k-h+1)*g+l 或(j-i+1)*[(k-h)/2+1]*g+l 时，则所述图 像的 0 2m-l 的灰度信息通过(j-i+1)*(k-h+1)*g+l 或(j-i+1)*[(k-h)/2+1]*g+l 个 级数一一对应编码，所述图像的(T2m-1的灰度信息中超出(j-i+1) * (k-h+1) *g+l或 (j-i+1)*[(k-h)/2+1]*g+l 个级数的信息，采用第(j-i+1)*(k-h+1)*g+l 个级数或第 (j-i+1)*[(k-h)/2+1]*g+l 个级数。一种图像显示编码方法，所述图像具有m位灰度，具有m位灰度的所述图像是经具有η位信息的图像通过 灰度转换得到的，其中η > = m，所述图像显示编码方法包括所述图像中的2">级灰度信息通过HSB色彩模型进行 编码，然后按标准定义转换成RGB色彩模型送彩色显示器显示，所述彩色显示器具有t位灰 度，m > t,所述HSB色彩模型中，H设定值，S、B均设置为变量，变量SW 到按每
均勻递减，得到j-i+Ι个值，其中0< i < j < = 100，i、j取整数，变量按每 或2%均勻递增，得到k-h+Ι或(k-h)/2+1个值，其中0 < h < k < = 100，h、k取整数，变量S从j %到i %中的所有值依次都与变量B从h %到k%中的每个值顺序组合， 组合成(j-i+1)*(k-h+Ι)或(j-i+1)*[(k-h)/2+1]个级数，变量S从100%到按顺序被划分出g个连续的所述从」％到的区间，变量 B从到100%按顺序被划分出g个连续的所述从11%到的区间，其中g > 1，按顺序排列的g个所述从」％到1%的区间依次分别与按顺序排列的相应位置上 的所述从到的区间相组合，组合成(j-i+1) * (k-h+1) *g或(j-i+1) * [ (k-h) /2+1] *g 个级数，变量S取0 %，变量B取0 %，组合成1个级数，则变量S从100 %到0 %与变量B 从 0%到 100%组合出(j-i+1)*(k-h+1)*g+l 或(j-i+1)*[(k-h)/2+1]*g+l 个级数，在2m < = (j-i+1)* (k-h+1) *g+l 或(j-i+1)* [(k-h)/2+1] *g+l 时，则 (j-i+1) * (k-h+1) *g+l 或(j-i+1) * [ (k-h) /2+1] *g+l 个级数中前 2m 个级数一一对应编码所 述图像的(T2m-1的灰度信息；在2m > (j-i+1)*(k-h+1)*g+l 或(j-i+1)*[(k-h)/2+1]*g+l 时，则所述图 像的 0 2m-l 的灰度信息通过(j-i+1)*(k-h+1)*g+l 或(j-i+1)*[(k-h)/2+1]*g+l 个 级数一一对应编码，所述图像的0 2m-l的灰度信息中超出(j-i+1) * (k-h+1) *g+l或 (j-i+1)*[(k-h)/2+1]*g+l 个级数的信息，采用第(j-i+1)*(k-h+1)*g+l 个级数或第
5(j-i+l)*[(k_h)/2+l]*g+l 个级数。优选地，设置至少一个检查部位，为每个所述检查部位设定好所述H的值。优选地，所述H的值有多个，选择一个所述H对所述2m级灰度信息进行色彩编码。优选地，设置至少一个检查部位，为每个所述检查部位设定好所述灰度转换的曲 线。优选地，所述灰度转换的曲线有多种，选择一种所述曲线对所述η位信息的图像 进行灰度转换。优选地，所述灰度转换中计算m的方法包括设阙值p，0 < ρ < 1，在所述η位信息 的图像的灰度直方图上，从最高灰度等级起依次递减来计数累计的灰度密度比例，当所述 灰度密度比例达到或者刚超过所述P时，计数所述灰度密度比例覆盖的灰度等级的个数， 向小取整得得m = n-r+t。进一步优选地，设置至少一个检查部位，为每个所述检查部位设定好所述P。进一步优选地，所述ρ有多个，选择一个所述P来计算m。进一步优选地，所述检查部位为腹部、小器官、心脏、血管、妇产科或泌尿。由于上述技术方案的运用，本发明与现有技术相比具有下列优点该图像显示编 码方法中，将图像的2m级灰度信息采用HSB色彩模型进行同色灰度编码，然后再转换为RGB 色彩模型送往显示器显示，这样使得图像的灰度级数可以大于显示器的最大黑白灰度级 数，本发明解决了由于显示器最大灰度数的限制而导致的图像灰度分辨率的限制的问题， 该编码方法可以减少信号动态范围的压缩程度，减少图像信息的损失。
附图1为本发明的流程示意图，并示出了灰度转换m值计算中ρ值的设定、灰度转 换曲线的设定、HSB彩色编码中H值的设定可以由系统预设，也可以由用户自行操作调节；附图2为灰度转换图，显示了多条灰度转换曲线，其中曲线1是12位到12位任意 曲线，曲线2是12位到12位线性直线，曲线3是12位到10位任意曲线，曲线4是12位到 8位任意曲线。
具体实施例方式下面结合附图来进一步阐述本发明的结构。在超声波诊断装置中，与超声探头相连的接收电路收到的信号通常达到15位二 进制或更高，该信号经包含动态压缩的信号处理模块处理后输出12位或更高的信号，然后 经图像处理模块处理后输出12位的图像阵列数据，然后再经灰度转换成10位灰度数据，如 图1所示，图像的10位灰度数据具有21(1级灰度信息，图像中的21(1级灰度信息通过HSB色彩 模型进行编码，然后按标准定义转换成RGB色彩模型送彩色显示器显示。HSB色彩模型中， H是色相，从0度到360度变化，H用9位二进制数编码，S是色饱和度，从0%灰色到100% 完全饱和，B是亮度，从0%黑到100%白，S、B均用8位二进制数编码。在H设定值时，S和 B以每递增或递减，可以实现超过10000种的色度和亮度的组合连续变化。图像的2"1级灰度信息通过HSB色彩模型进行编码的方式如下H这里取定值，如 26度，代表棕红色，和人体组织的颜色相近，色饱和度S、亮度B是变量，S从1%按每1%递增到10%，得到10个值，即共10个级数，B也从按每递增到10%，也得到10个值， 即共10个级数，S和B的组合方式如下S&B = 1% &1%,1% &2%,1% &3% . . . &10%、 2% &1%,2% &2% ...2% &10% ...3% &1%,3% &2% . . . 10% &10% 组合成 100 个级数， 接着以相同规律将S从11%到20%』从11%到20%进行组合，组合成100级，以此类推到 S从91%到100%、B从91%到100%进行组合，则在S从到100%、B从到100%依 次组合出1000个级数，在S取0%，B取0%进行组合，得到1个级数，总的来说，S从0%到 100%, B从0%到100%依次组合出1001个级数，图像的21Q级灰度信息按顺序通过1001 个级数一一对应编码，图像的21Q级灰度信息0 1023中超过1001都以第1001个级数表
7J\ ο上面提到，15位二进制或更高的信号经信号处理模块、图像处理模块后输出12位 的图像数据，当然，也可以输出比12位更高的数据如13位，或者输出比12位更低的数据如 10位。然后在灰度转换中，12位的图像数据经灰度转换成10位的灰度数据，在另外的实施 例中，可以采用任意的灰度转换曲线，参见图2所示，可以将12位的图像数据转换为12位 的灰度数据，然后将212级灰度信息通过HSB色彩模型进行编码。上面所述，在HSB色彩模型的编码中，S、B均从到100%被顺序划分为10个连 续的区间，然后S、B相对应位置的区间进行组合，事实上，S、B的划分方式、组合方式根据 具体的图像编码要求可以是变化的，譬如说，S从到100%在两端被划分为覆盖5个级 数的区间，在中间被划分为多个覆盖20个级数的区间，这样图像的中间段信息可以充分显 示；还譬如说，出于人眼对色彩比较敏感、对亮度比较不敏感的考虑，在有些情况，将S按每
均勻递增或递减，B按每2%进行均勻递增，这样图像中的亮度会被拉开。更广泛的来说，HSB色彩模型中，H设定值，S、B均设置为变量，变量S从1%到 按每均勻递增，得到j-i+Ι个值，其中0 < i < j < = 100，i、j取整数，变量BW
到按每或2%均勻递增，得到k-h+Ι或(k-h)/2+l个值，其中0 < h < k < = 100， h、k取整数，变量S从i %到j %中的所有值依次都与变量B从到中的每个值顺序 组合，组合成(j-i+l)*(k-h+l)或(j-i+l)*[(k-h)/2+l]个级数，变量 S 从 到 100%按 顺序被划分出g个连续的所述从1%到的区间，变量B从到100%按顺序被划分 出g个连续的所述从h %到k %的区间，其中g > 1，按顺序排列的g个所述从i %到j % 的区间依次分别与按顺序排列的相应位置上的所述从11%到1^%的区间相组合，组合成 (j-i+1) * (k-h+1) *g 或(j-i+1) * [ (k-h) /2+1] *g 个级数，变量 S 取 0 %，变量 B 取 0 %，组合 成1个级数，则变量S从0 %到100 %与变量B从0 %到100 %组合出(j-i+1) * (k-h+1) *g+l 或(j-i+1) * [ (k-h) /2+1] *g+l个级数；当然，变量S也可以从j %到i %按每1 %均勻递减， 也得到j-i+Ι个值，变量S从_]_%到中的所有值依次都与变量B从1!%到的每个 值顺序组合，组合成(j-i+1)*(k-h+Ι)或(j-i+1)*[(k-h)/2+1]个级数，变量S从100%到 按顺序被划分出g个连续的所述从」％到1%的区间，按顺序排列的g个所述从」％到 的区间依次分别与按顺序排列的相应位置上的所述从11%到1^%的区间相组合，组合成 (j-i+1) * (k-h+1) *g 或(j-i+1) * [ (k-h) /2+1] *g 个级数，则变量 S 从 100 % 到 0 % 与变量 B 从 0%到 100%组合出(j-i+1)*(k-h+1)*g+l 或(j-i+1)*[(k-h)/2+1]*g+l 个级数。在图像具有m位灰度时，用该HSB色彩模型进行编码，在2m < = (j-i+1)*(k-h+1)*g+l 或(j-i+1)*[(k-h)/2+1]*g+l 时，则(j-i+1)*(k-h+1)*g+l 或(j-i+1) * [ (k-h) /2+1] *g+l个级数中前2m个级数一一对应编码所述图像的(T2m-1的灰度信 息；在 2m > (j-i+1) * (k-h+1) *g+l 或(j-i+1) * [ (k-h) /2+1] *g+l 时，则所述图像的 0 2m-l 的 灰度信息通过(j-i+1)*(k-h+1)*g+l 或(j-i+1)*[(k-h)/2+1]*g+l 个级数一一对应编码， 所述图像的 0 2m-l 的灰度信息中超出(j-i+1) * (k-h+1) *g+l 或(j-i+1) * [ (k-h) /2+1] *g+l 个级数的信息，采用第(j-i+1)* (k-h+1) *g+l个级数或第(j-i+1)* [(k-h)/2+1] *g+l个级 数。在HSB色彩模型编码后，产生HSB同色灰度编码条，HSB色彩模型通过标准定义转换为 RGB色彩模型后，送往显示器显示，显示器具有t位灰度，m > t。本发明的技术方案提供了 一种实际可显示的灰度级数大于显示器能显示的最大黑白灰度级数的图像显示编码方法， 该方法解决了由于显示器最大灰度数的限制而导致的图像灰度分辨率的限制的问题，该方 法可以减少信号动态范围的压缩程度，减少图像信息的损失。HSB色彩模型中，H值是设定好的，该设定的方式可以由系统预设，或者由用户自 行选择，如图1所示，在系统预设上，设置至少一个检查部位，检查部位可以为腹部、小器 官、心脏、血管、妇产科或泌尿等，为每个检查部位设定好H的值；在用户自行选择上，可以 在菜单中列出多个H值，由用户根据具体图像需求选择一个H值对图像的2m级灰度信息进 行色彩编码。具有m位灰度的图像是经具有η位信息的图像通过灰度转换得到的，其中η > = m，灰度转换中计算m的方法如下设阙值ρ，0<ρ< 1，在η位信息的图像的灰度直方图上， 从最高灰度等级起依次递减来计数累计的灰度密度比例，当灰度密度比例达到或者刚超过 P时，将递减至的灰度等级，向小取整得得m = n-r+t。ρ可以由系统预设或者用户操作， 如图1所示，在系统预设上，设置至少一个检查部位，检查部位可以为腹部、小器官、心脏或 血管、妇产科或泌尿等，为每个检查部位设定好P，计算得m ；在用户操作上，可以设置下拉 菜单，菜单上显示多个P，用户可以选择一个P来计算m。在计算得m后，如图1所示，由η 位图像灰度转换为m位图像的方式可以由系统预设或者用户操作，在图1中，在系统预设 上，设置至少一个检查部位，为每个检查部位设定好灰度转换的曲线，为特定的检查部位设 定好合适的灰度转换曲线，便于用户查看和诊断；在用户操作上，如图1所示，可以设置下 拉菜单，菜单上显示多种灰度转换曲线，如图2中的曲线，用户可以任意选择一种曲线进行 灰度转换。综上，本发明的图像显示编码方法中，将图像的2">级灰度信息采用HSB色彩模型 进行同色灰度编码，使得图像的灰度级数可以大于显示器的最大黑白灰度级数，本发明解 决了由于显示器最大灰度数的限制而导致的图像灰度分辨率的限制的问题，该编码方法可 以减少信号动态范围的压缩程度，减少图像信息的损失。
权利要求
一种图像显示编码方法，其特征在于所述图像具有m位灰度，具有m位灰度的所述图像是经具有n位信息的图像通过灰度转换得到的，其中n＞＝m，所述图像显示编码方法包括所述图像中的2m级灰度信息通过HSB色彩模型进行编码，然后按标准定义转换成RGB色彩模型送彩色显示器显示，所述彩色显示器具有t位灰度，m＞t，所述HSB色彩模型中，H设定值，S、B均设置为变量，变量S从i％到j％按每1％均匀递增，得到j i+1个值，其中0＜i＜j＜＝100，i、j取整数，变量B从h％到k％按每1％或2％均匀递增，得到k h+1或(k h)/2+1个值，其中0＜h＜k＜＝100，h、k取整数，变量S从i％到j％中的所有值依次都与变量B从h％到k％中的每个值顺序组合，组合成(j i+1)*(k h+1)或(j i+1)*[(k h)/2+1]个级数，变量S从1％到100％按顺序被划分出g个连续的所述从i％到j％的区间，变量B从1％到100％按顺序被划分出g个连续的所述从h％到k％的区间，其中g＞1，按顺序排列的g个所述从i％到j％的区间依次分别与按顺序排列的相应位置上的所述从h％到k％的区间相组合，组合成(j i+1)*(k h+1)*g或(j i+1)*[(k h)/2+1]*g个级数，变量S取0％，变量B取0％，组合成1个级数，则变量S从0％到100％与变量B从0％到100％组合出(j i+1)*(k h+1)*g+1或(j i+1)*[(k h)/2+1]*g+1个级数，在2m＜＝(j i+1)*(k h+1)*g+1或(j i+1)*[(k h)/2+1]*g+1时，则(j i+1)*(k h+1)*g+1或(j i+1)*[(k h)/2+1]*g+1个级数中前2m个级数一一对应编码所述图像的0~2m 1的灰度信息；在2m＞(j i+1)*(k h+1)*g+1或(j i+1)*[(k h)/2+1]*g+1时，则所述图像的0~2m 1的灰度信息通过(j i+1)*(k h+1)*g+1或(j i+1)*[(k h)/2+1]*g+1个级数一一对应编码，所述图像的0~2m 1的灰度信息中超出(j i+1)*(k h+1)*g+1或(j i+1)*[(k h)/2+1]*g+1个级数的信息，采用第(j i+1)*(k h+1)*g+1个级数或第(j i+1)*[(k h)/2+1]*g+1个级数。
2.一种图像显示编码方法，其特征在于所述图像具有m位灰度，具有m位灰度的所述图像是经具有η位信息的图像通过灰度 转换得到的，其中η >=m，所述图像显示编码方法包括所述图像中的2">级灰度信息通过HSB色彩模型进行编码， 然后按标准定义转换成RGB色彩模型送彩色显示器显示，所述彩色显示器具有t位灰度，m > t,所述HSB色彩模型中，H设定值，S、B均设置为变量，变量S从j %到i %按每1 %均勻 递减，得到j-i+Ι个值，其中0 < i < j < = 100，i、j取整数，变量8从11%到1^按每 或2%均勻递增，得到k-h+Ι或(k-h)/2+1个值，其中0 < h < k < = 100，h、k取整数，变量S从j %到i %中的所有值依次都与变量B从h%到中的每个值顺序组合，组 合成(j-i+1)*(k-h+Ι)或(j-i+1)*[(k-h)/2+1]个级数，变量S从100%到按顺序被划分出g个连续的所述从到的区间，变量B从 到100%按顺序被划分出g个连续的所述从1!%到的区间，其中g > 1，按顺序排列的g个所述从」％到的区间依次分别与按顺序排列的相应位置上的所 述从到k%的区间相组合，组合成(j-i+1) * (k-h+1) *g或(j-i+1) * [ (k-h) /2+1] *g个级 数，变量S取0 %，变量B取0 %，组合成1个级数，则变量S从100 %到0 %与变量B从0 % 到 100%组合出(j-i+1)*(k-h+1)*g+l 或(j-i+1)*[(k-h)/2+1]*g+l 个级数，在 2m < = (j-i + l)*(k-h+l)*g+l 或(j-i + l)*[(k-h)/2 + l]*g+l 时，则 (j-i+1) * (k-h+1) *g+l 或(j-i+1) * [ (k-h) /2+1] *g+l 个级数中前 2m 个级数一一对应编码所 述图像的(T2m-1的灰度信息；在 2m > (j-i+1)*(k-h+1)*g+l 或(j-i+1)*[(k-h)/2+1]*g+l 时，则所述图像 的 0 2m-l 的灰度信息通过(j-i+1)*(k-h+1)*g+l 或(j-i+1)*[(k-h)/2+1]*g+l 个 级数一一对应编码，所述图像的0 2m-l的灰度信息中超出(j-i+1) * (k-h+1) *g+l或 (j-i+1)*[(k-h)/2+1]*g+l 个级数的信息，采用第(j-i+1)*(k-h+1)*g+l 个级数或第 (j-i+1)*[(k-h)/2+1]*g+l 个级数。
3.根据权利要求1或2所述的编码方法，其特征在于设置至少一个检查部位，为每个 所述检查部位设定好所述H的值。
4.根据权利要求1或2所述的编码方法，其特征在于所述H的值有多个，选择一个所 述H对所述2m级灰度信息进行色彩编码。
5.根据权利要求1或2所述的编码方法，其特征在于设置至少一个检查部位，为每个 所述检查部位设定好所述灰度转换的曲线。
6.根据权利要求1或2所述的编码方法，其特征在于所述灰度转换的曲线有多种，选 择一种所述曲线对所述η位信息的图像进行灰度转换。
7.根据权利要求1或2所述的编码方法，其特征在于所述灰度转换中计算m的方法 包括设阙值P，0 < P < 1，在所述η位信息的图像的灰度直方图上，从最高灰度等级起依次 递减来计数累计的灰度密度比例，当所述灰度密度比例达到或者刚超过所述P时，计数所 述灰度密度比例覆盖的灰度等级的个数，向小取整得得m = n-r+t。
8.根据权利要求7所述的编码方法，其特征在于设置至少一个检查部位，为每个所述 检查部位设定好所述P。
9.根据权利要求7所述的编码方法，其特征在于所述ρ有多个，选择一个所述ρ来计 算m。
10.根据权利要求3或5或8所述的灰度编码方法，其特征在于所述检查部位为腹部、 小器官、心脏、血管、妇产科或泌尿。
全文摘要
本发明公开了图像显示编码方法，包括将图像的2m级灰度信息采用HSB色彩模型进行同色灰度编码，然后再转换为RGB色彩模型送往显示器显示，这样使得图像的灰度级数可以大于显示器的最大黑白灰度级数，本发明解决了由于显示器最大灰度数的限制而导致的图像灰度分辨率的限制的问题，该编码方法可以减少信号动态范围的压缩程度，减少图像信息的损失。
文档编号H04N7/26GK101937663SQ201010257829
公开日2011年1月5日 申请日期2010年8月20日 优先权日2010年8月20日
发明者田林 申请人:飞依诺科技(苏州)有限公司