一種圖像動(dòng)態(tài)范圍調(diào)整方法及裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及圖像處理技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種圖像動(dòng)態(tài)范圍調(diào)整方法及裝置。
【背景技術(shù)】
[0002] 在圖像處理技術(shù)領(lǐng)域，通常用動(dòng)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(duì)比值。圖像的動(dòng)態(tài)范圍越大，其表現(xiàn)的層次越豐富，所包含的色彩空間 也越廣?，F(xiàn)有技術(shù)中，存在一些高動(dòng)態(tài)范圍圖像，例如數(shù)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(jì)算機(jī)在表示圖像時(shí)，通常是用8bit來區(qū)分圖像亮度的，動(dòng) 態(tài)范圍較小。如何將高動(dòng)態(tài)范圍的圖像顯示在普通的計(jì)算機(jī)上，并在圖像中展示更豐富的 信息成為一個(gè)重要的問題。因此，需要對(duì)圖像進(jìn)行合理的動(dòng)態(tài)范圍調(diào)整，以適應(yīng)顯示及觀察 的需要。
[0003] 現(xiàn)有技術(shù)中，已存在一些圖像動(dòng)態(tài)范圍調(diào)整方法。其中，使用直方圖均衡化是調(diào)整 圖像動(dòng)態(tài)范圍的一種常見方法。它根據(jù)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(duì)比 度會(huì)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(xiàn)有技術(shù)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(duì)圖像灰度進(jìn) 行映射，保證圖像灰度連續(xù)分布，但是單純的應(yīng)用這種曲線會(huì)在一定程度上降低圖像的對(duì) 比度和細(xì)節(jié)信息。
[0005] 發(fā)明人在實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的過程中發(fā)現(xiàn)，現(xiàn)有技術(shù)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(yīng)性差，不能達(dá)到 很好的圖像處理效果。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006] 本發(fā)明實(shí)施例提供了一種圖像動(dòng)態(tài)范圍調(diào)整方法及裝置，可以針對(duì)不同的解剖部 位進(jìn)行不同的動(dòng)態(tài)范圍調(diào)整，可以適應(yīng)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(shí)施例提供如下技術(shù)方案：
[0008] 第一方面，本發(fā)明實(shí)施例提供了一種圖像動(dòng)態(tài)范圍調(diào)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(duì)原始圖像進(jìn)行多分辨率調(diào)節(jié)，獲得增強(qiáng)圖像；
[0011] 根據(jù)原始圖像對(duì)應(yīng)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(diào)整所述增強(qiáng)圖像的動(dòng)態(tài)范圍，獲得輸出圖像。
[0012] 進(jìn)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(jù)所述遮擋區(qū)域確定非遮擋區(qū)域；
[0014] 對(duì)所述非遮擋區(qū)域進(jìn)行圖像分割，得到人體組織前景圖像和背景圖像。
[0015] 進(jìn)一步地，所述對(duì)原始圖像進(jìn)行多分辨率調(diào)節(jié)，獲得增強(qiáng)圖像包括：
[0016] 將原始圖像分解成一個(gè)低頻圖像和多個(gè)高頻圖像；
[0017] 對(duì)所述低頻圖像的動(dòng)態(tài)范圍進(jìn)行壓縮；
[0018] 對(duì)所述高頻圖像進(jìn)行強(qiáng)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(jìn)行重構(gòu)處理，得到增強(qiáng)圖像。
[0020] 進(jìn)一步地，所述對(duì)所述低頻圖像的動(dòng)態(tài)范圍進(jìn)行壓縮包括：
[0021] 根據(jù)所述圖像對(duì)應(yīng)的解剖部位的類型，確定與所述解剖部位類型對(duì)應(yīng)的感興趣灰 度分布范圍；
[0022]根據(jù)所述感興趣灰度分布范圍采用對(duì)應(yīng)的補(bǔ)償系數(shù)對(duì)所述低頻圖像進(jìn)行壓縮。 [0023]進(jìn)一步地，所述對(duì)所述高頻圖像進(jìn)行強(qiáng)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(jù)所述最大幅度值對(duì)所述高頻圖像進(jìn)行歸一化處理；
[0026] 根據(jù)不同的控制參數(shù)對(duì)所述歸一化處理后的高頻圖像進(jìn)行頻率調(diào)制，以擴(kuò)展小幅 度信號(hào)的強(qiáng)度、抑制大幅度信號(hào)的強(qiáng)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(shù)據(jù)范圍。
[0028] 進(jìn)一步地，所述根據(jù)原始圖像對(duì)應(yīng)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(duì)所述人體組織前景圖像和所述增強(qiáng)圖像進(jìn)行預(yù)處理；
[0030] 根據(jù)原始圖像對(duì)應(yīng)的解剖部位類型確定參考灰度值；
[0031] 根據(jù)所述前景圖像、所述參考灰度值、預(yù)設(shè)的控制參數(shù)確定非線性LUT曲線。
[0032] 進(jìn)一步地，所述利用所述非線性LUT曲線調(diào)整所述增強(qiáng)圖像的動(dòng)態(tài)范圍，獲得輸出 圖像包括：
[0033] 對(duì)所述增強(qiáng)圖像應(yīng)用非線性LUT曲線，得到處理后的增強(qiáng)圖像；
[0034] 獲得所述處理后的增強(qiáng)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(qiáng)圖像的感興趣區(qū)域灰度分布特征是否滿足預(yù)設(shè)條件；
[0036] 若不滿足，調(diào)整控制參數(shù)，根據(jù)調(diào)整后的控制參數(shù)重新生成非線性LUT曲線，并對(duì) 所述增強(qiáng)圖像應(yīng)用重新生成的非線性LUT曲線獲得處理后的增強(qiáng)圖像，直到處理后的增強(qiáng) 圖像的感興趣區(qū)域灰度分布特征滿足預(yù)設(shè)條件；
[0037] 若滿足，則輸出所述處理后的增強(qiáng)圖像。
[0038] 進(jìn)一步地，所述感興趣區(qū)域灰度分布特征具體為圖像動(dòng)態(tài)范圍比例值，所述確定 所述處理后的增強(qiáng)圖像的感興趣區(qū)域灰度分布特征是否滿足預(yù)設(shè)條件包括：
[0039] 判斷所述處理后的增強(qiáng)圖像的圖像動(dòng)態(tài)范圍比例值與預(yù)設(shè)目標(biāo)圖像動(dòng)態(tài)范圍比 例值之間的差值是否小于預(yù)設(shè)門限值;若小于，確定滿足預(yù)設(shè)條件;若不小于，確定不滿足 預(yù)設(shè)條件。
[0040] 進(jìn)一步地，所述方法還包括：
[0041] 若判斷調(diào)整后的控制參數(shù)滿足第二預(yù)設(shè)條件，則不再調(diào)整控制參數(shù)，輸出所述處 理后的增強(qiáng)圖像。
[0042] 另一方面，本發(fā)明實(shí)施例還提供了一種圖像動(dòng)態(tài)范圍調(diào)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(qiáng)圖像獲得單元，用于對(duì)原始圖像進(jìn)行多分辨率調(diào)節(jié)，獲得增強(qiáng)圖像；
[0045] 動(dòng)態(tài)范圍調(diào)整單元，用于根據(jù)原始圖像對(duì)應(yīng)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(diào)整所述增強(qiáng)圖像的動(dòng)態(tài)范圍，獲得 輸出圖像。
[0046] 進(jìn)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(jù)所述遮擋區(qū)域確定非遮擋區(qū)域；
[0048] 分割單元，用于對(duì)所述非遮擋區(qū)域進(jìn)行圖像分割，得到人體組織前景圖像和背景 圖像。
[0049]進(jìn)一步地，所述增強(qiáng)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(gè)低頻圖像和多個(gè)高頻圖像；
[0051] 低頻壓縮單元，用于對(duì)所述低頻圖像的動(dòng)態(tài)范圍進(jìn)行壓縮；
[0052] 高頻處理單元，用于對(duì)所述高頻圖像進(jìn)行強(qiáng)度均衡化處理；
[0053]重構(gòu)單元，用于將壓縮后的低頻圖像以及處理后的高頻圖像進(jìn)行重構(gòu)處理，得到 增強(qiáng)圖像。
[0054] 進(jìn)一步地，所述低頻壓縮單元具體用于：
[0055] 根據(jù)所述圖像對(duì)應(yīng)的解剖部位的類型，確定與所述解剖部位類型對(duì)應(yīng)的感興趣灰 度分布范圍；根據(jù)所述感興趣灰度分布范圍采用對(duì)應(yīng)的補(bǔ)償系數(shù)對(duì)所述低頻圖像進(jìn)行壓 縮。
[0056] 進(jìn)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(jù)所述最大幅度值對(duì)所述高頻圖像進(jìn)行歸一化處理；
[0059] 調(diào)制單元，用于根據(jù)不同的控制參數(shù)對(duì)所述歸一化處理后的高頻圖像進(jìn)行頻率調(diào) 制，以擴(kuò)展小幅度信號(hào)的強(qiáng)度、抑制大幅度信號(hào)的強(qiáng)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(shù)據(jù)范 圍。
[0061 ] 進(jìn)一步地，所述動(dòng)態(tài)范圍調(diào)整單元包括曲線確定單元以及調(diào)整單元，所述曲線確 定單元包括：
[0062]預(yù)處理單元，用于對(duì)所述人體組織前景圖像和所述增強(qiáng)圖像進(jìn)行預(yù)處理；
[0063] 參考灰度值確定單元，用于根據(jù)原始圖像對(duì)應(yīng)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(jù)所述前景圖像、所述參考灰度值、預(yù)設(shè)的控制參數(shù)確定非 線性LUT曲線。
[0065] 進(jìn)一步地，所述動(dòng)態(tài)范圍調(diào)整單元包括曲線確定單元以及調(diào)整單元，所述調(diào)整單 元包括：
[0066] 應(yīng)用單元，用于對(duì)所述增強(qiáng)圖像應(yīng)用非線性LUT曲線，得到處理后的增強(qiáng)圖像；
[0067] 特征獲得單元，用于獲得所述處理后的增強(qiáng)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(qiáng)圖像的感興趣區(qū)域灰度分布特征是否滿足 預(yù)設(shè)條件；
[0069] 迭代調(diào)整單元，用于若判斷所述處理后的增強(qiáng)圖像的感興趣區(qū)域灰度分布特征不 滿足預(yù)設(shè)條件，調(diào)整控制參數(shù)，根據(jù)調(diào)整后的控制參數(shù)重新生成非線性LUT曲線，并對(duì)所述 增強(qiáng)圖像應(yīng)用重新生成的非線性LUT曲線獲得處理后的增強(qiáng)圖像，直到處理后的增強(qiáng)圖像 的感興趣區(qū)域灰度分布特征滿足預(yù)設(shè)條件；
[0070] 第一輸出單元，用于若判斷所述處理后的增強(qiáng)圖像的感興趣區(qū)域灰度分布特征滿 足預(yù)設(shè)條件，輸出所述處理后的增強(qiáng)圖像。
[0071] 進(jìn)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(dòng) 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(qiáng)圖像的圖像動(dòng)態(tài)范圍比例值與預(yù)設(shè)目標(biāo)圖像動(dòng)態(tài)范圍比 例值之間的差值是否小于預(yù)設(shè)門限值;若小于，確定滿足預(yù)設(shè)條件;若不小于，確定不滿足 預(yù)設(shè)條件。
[0073] 進(jìn)一步地，所述裝置還包括：
[0074] 第二輸出單元，用于若判斷調(diào)整后的控制參數(shù)滿足第二預(yù)設(shè)條件，則不再調(diào)整控 制參數(shù)，輸出所述處理后的增強(qiáng)圖像。
[0075] 再一方面，本發(fā)明還提供了一種圖像動(dòng)態(tài)范圍調(diào)整設(shè)備，包括：
[0076] 處理器；
[0077]用于存儲(chǔ)所述處理器可執(zhí)行指令的存儲(chǔ)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(duì)原始圖像進(jìn)行多分辨率調(diào)節(jié)，獲得增強(qiáng)圖像；
[0081] 根據(jù)原始圖像對(duì)應(yīng)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(diào)整所述增強(qiáng)圖像的動(dòng)態(tài)范圍，獲得輸出圖像。
[0082] 進(jìn)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(jù)所述遮擋區(qū)域確定非遮擋區(qū)域；
[0084] 對(duì)所述非遮擋區(qū)域進(jìn)行圖像分割，得到人體組織前景圖像和背景圖像。
[0085] 進(jìn)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(gè)低頻圖像和多個(gè)高頻圖像；
[0087] 對(duì)所述低頻圖像的動(dòng)態(tài)范圍進(jìn)行壓縮；
[0088]對(duì)所述高頻圖像進(jìn)行強(qiáng)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(jìn)行重構(gòu)處理，得到增強(qiáng)圖像。
[0090] 進(jìn)一步地，所示處理器還被配置用于：
[0091]根據(jù)所述圖像對(duì)應(yīng)的解剖部位的類型，確定與所述解剖部位類型對(duì)應(yīng)的感興趣灰 度分布范圍；
[0092]根據(jù)所述感興趣灰度分布范圍采用對(duì)應(yīng)的補(bǔ)償系數(shù)對(duì)所述低頻圖像進(jìn)行壓縮。 [0093] 進(jìn)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(jù)所述最大幅度值對(duì)所述高頻圖像進(jìn)行歸一化處理；
[0096] 根據(jù)不同的控制參數(shù)對(duì)所述歸一化處理后的高頻圖像進(jìn)行頻率調(diào)制，以擴(kuò)展小幅 度信號(hào)的強(qiáng)度、抑制大幅度信號(hào)的強(qiáng)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(shù)據(jù)范圍。
[0098