專利名稱：用于自動調整圖像的方法
技術領域：
本發明涉及一種醫學影像的處理方法，尤其是對來源于X-ray影像設備，包括XA，DSA，CT，CR，DR等的檢查圖像，提供一種實時、動態，便捷的調節方法。選取影像設備對于同一檢查區域上生成的單幅圖像或者在時間上連續的多幅圖像中的特定幀，利用本發明提供的圖像調整方法，可以獲得不同興趣區域的高清晰度診斷圖像。
背景技術：
隨著科技的飛速發展，醫學影像學從傳統的放射診斷學發展成具有CT、介入放射學等諸多門類的學科。臨床醫生對于疾病的診斷和治療越發依賴于影像設備的檢查結果，圖像質量的差異，在很大程度上影響著最終的疾病判別和治療。
影像的數字化處理是現代醫學影像技術發展的主要趨勢。醫學影像的數字化，與傳統的屏—膠系統比較，具備了圖像動態范圍大，線性好，影像層次豐富，信息量大等多種優勢，可以為醫生的臨床診斷提供定性及定量的依據。
由于各種影像設備的成像機理不同，加之人體是由不同器官、組織及成分構成及病人的個體差異，生成的診斷圖像質量不盡相同；同時，醫學影像的空間分辨率(象素數)從256×256到2048×2056，灰階深度(bits)從8到24，單幅圖像的數據容量從0.16M到12M，甚至更大數據量的單幅圖像也屢見不鮮。不同類型圖像之間的差異較大，不同成像個體、部位(組織)及不同臨床關注要求的差別，使得基于單幅或者序列圖像進行的數字化診斷對醫生的實踐經驗提出了較高的要求，也對目前常用的數字影像的顯示系統提出了更高的要求。
目前，調整、改進圖像質量的方法主要包括1、利用CRT或者LCD制成的醫療專用圖像顯示系統；2、專業化的數字影像處理技術數字醫學影像主要通過顯示屏觀察影像，即通過“軟閱讀”(softcopy-reading)方式得到豐富的診斷信息。當今醫療專用的顯示系統從成像原理上分為CRT和LCD，在空間分辨率上可分為1M、2M、3M、4M、5M，基本可以滿足醫學影像空間分辨率從256×256到2048×2056范圍的變化。其中可分辨灰階(JND)與顯示屏亮度的特性關系大致成反對數比例。顯示屏亮度越大，JND也就較高，影像效果越好。簡而言之，醫療專用的顯示系統是一種特殊的高亮度、高空間分辨率的黑白顯示系統。鑒于目前醫院中常用顯示系統多為分辨率小于或者等于1M的彩色顯示系統，對于超出其空間分辨率和亮度范圍的數字圖像，不能全部顯示影像中的有效信息，需要一些方法彌補硬件性能上的不足，豐富臨床診斷用信息。
利用醫學影像技術上特定的窗技術手工調節每幅圖像，是醫生觀察圖像，確定病變之前的常見操作。例如，CT檢查過程中，由于各種組織結構或病變部位具有不同的CT值，因此欲顯示特定組織結構細節時，應選擇適合觀察該組織或病變的窗寬和窗位，以獲得最佳顯示。如果調節不當，可能出現圖像全白、全黑、灰度差別減小等多種圖像表征，無法提供有效的輔助診斷信息。另外，現有的一些圖像調節方法，需要使用者依據經驗預先設置不同解剖部位、組織等的調節參數信息。等到對實際的檢查圖像進行調節時，可以根據興趣區域的具體情況，選擇應用不同的預置數值，達到調整圖像質量的效果。這種方法操作相對復雜，需要醫生在診斷前、后多次操作，而且對于不同部位、器官、組織等的參考圖像數據進行歸納和保存，整個過程具備了相當的工作量。
為解決常規圖像顯示系統不能滿足高分辨率圖像的要求，不能體現出數字化影像的優勢，無法顯示圖像包含的全部有效信息的問題；同時，簡化現有醫學圖像的調節過程中的復雜操作，降低對于醫生臨床經驗的要求。本發明提供了一種基于X-ray影像的圖像調節方法，可以對同一檢查區域上生成的單幅圖像或者在時間上連續的多幅圖像中的特定幀進行操作，調節影像的清晰程度，獲得高品質圖像質量，有利于醫生的臨床診斷。

發明內容
本發明提供的自動圖像調節方法，可以提高診斷圖像，尤其是X-ray影像的顯示質量；同時，簡化醫生圖像調節過程中的手工操作，彌補常規顯示系統對于數字化、高分辨率圖像顯示信息(灰階范圍和最小像素)的不足，豐富臨床診斷用的組織細節信息。應用本方法進行調節，相當于對原有圖像中的興趣區域進行了再透視的效果；通過這種透視，也可以達到部分彌補攝影劑量的偏差，增加診斷的準確性，看到以前看不到的圖像細節的效果。
本發明提供的自動圖像調節方法，其特點在于，包括如下步驟選取步驟，選擇單幅圖像或者在時間上連續的多幅圖像中的特定幀；定義興趣區域，在選定的圖像中，標記出需要調整的區域；像素處理，逐點處理興趣區域內的每個像素；效果顯示，多窗口并存，顯示調節后的圖像效果。
上述自動圖像調節方法，其特點在于，適用于所有X-ray影像設備生成的圖像；上述自動圖像調節方法，其特點在于，適用于單幅圖像或者多幅時間上連續圖像中的一幅；上述自動圖像調節方法，其特點在于，圖像中興趣區域的位置可以任意選取，區域的面積大小可以調整；上述自動圖像調節方法，其特點在于，根據選定圖像興趣區域的范圍，自動進行區域內像素的逐點分離，參照區域內部解剖組織特點重新加權計算并均衡影像；上述自動圖像調節方法，其特點在于，調節后的圖像效果可以實時顯示在定義的興趣區域內；上述自動圖像調節方法，其特點在于，在每一幅圖像中，興趣區域可以連續選擇，調節后的圖像效果隨著區域的變換可以實時顯示；上述自動圖像調節方法，其特點在于，在每一幅應用自動調節方法的圖像中，可以同時顯示出被部分遮擋的原始圖像和調節后的興趣區域效果。
本發明的功效在于1、彌補了常規顯示系統對于數字化、高分辨率圖像顯示信息(灰階范圍和最小像素)的不足，可以發揮出醫學數字影像的信息優勢，豐富臨床診斷用的組織細節信息；2、簡化現有圖像調節過程中繁瑣的手工操作，降低醫生的工作量，提高工作效率；3、可以部分彌補攝影劑量的偏差，改善圖像質量，提供臨床診斷的準確性。以下結合附圖和具體實施例對本發明進行詳細描述，但不作為對本發明的限定。


圖1是根據本方法進行圖像調節的實施步驟流程2選定的原始待處理圖像圖3定義較大的興趣區域圖4調整定義較小的興趣區域圖5調節前的興趣區內的圖像質量圖6調節后的興趣區內的圖像質量圖7變換定義新的興趣區圖8應用本方法的另一個效果圖具體實施方式
整個發明的實施方式可以圍繞圖1所示的流程圖來展開說明。選取步驟(101)，將一幅DR主機拍攝胸部影像作為待處理的原始圖像。這里舉例過程中使用的DR圖像只是X-ray影像中的一類，本自動圖像調節方法適用于所有的X-ray影像。原始DR圖像的顯示如圖2所示。由于人體胸部的復雜解剖學構成，標準DR圖像中包含了雙肺紋理、胸壁軟組織、縱隔和肺門結構、氣管，以及心后區和肺肝重疊處的肺紋理、肋骨、脊柱，胸椎等多種部位的眾多信息。在同一幅圖像上，若要同時清晰觀察上述各部位的結構，需要反復調節窗寬、窗位，或者多次應用不同的預置顯示參數，這樣的操作不夠方便，而且很難得到效果更佳的診斷圖像。
步驟二，定義興趣區(102)。根據醫生的關注點所在，可以在步驟一選定的原始圖像上任意標記出興趣區域，定義需要應用本發明自動調整的局部；定義過程中，可以根據實際要求，放大或者縮小區域范圍，顯示如圖3(定義較大的興趣區域)和圖4(定義較小的興趣區域)。區域選定的范圍通常為方形，但不局限于此。
步驟三，像素處理(103)。此步驟為自動進行。依據標記出的興趣區域輪廓，應用本方法自動進行以下運算處理逐點提取內部的每個像素特征值，匯總所有特征值分布信息后自動計算出適用于輪廓線內部區域的顯示范圍參數，并實時應用于興趣區域的顯示中。
步驟四，效果顯示(104)。調整后局部圖像效果實時顯示如圖6，可以看到與圖5調節前定義的興趣區域內的圖像存在明顯的不同。通過應用本圖像調節方法，將原本看不到的右肺中的組織信息清晰化，就像在原興趣區域上疊加了一個“虛擬的透鏡”觀察圖像，“透鏡內”影像得到優化處理。
當一幅圖像中存在多個需要處理的區域時，可以依據本流程反復、多次應用自動調整方法。顯示如圖7，定義另外一個興趣區域，進行圖像的調節。
圖8所示為一幅腰椎圖像應用本方法后的多窗口效果顯示。
權利要求
1.一種用于自動調整圖像的方法，其特征在于，包括如下步驟選取步驟，選擇單幅圖像或者在時間上連續的多幅圖像中的特定幀；定義興趣區域，在選定的圖像中，標記出需要調整的區域；像素處理，逐點處理興趣區域內的每個像素；效果顯示，多窗口并存，顯示調節后的圖像效果。
2.權利1要求的方法，其特征在于，適用于所有X-ray影像設備生成的圖像；
3.權利1要求的方法，其特征在于，適用于單幅圖像或者多幅時間上連續圖像中的一幅；
4.權利1要求的方法，其特征在于，圖像中興趣區域的位置可以任意選取，區域的面積大小可以調整；
5.權利1要求的方法，其特征在于，根據選定圖像興趣區域的范圍，自動進行區域內像素的逐點分離，參照區域內部解剖組織特點重新加權計算并均衡影像；
6.權利1要求的方法，其特征在于，調節后的圖像效果可以實時顯示在定義的興趣區域內；
7.權利1要求的方法，其特征在于，在每一幅圖像中，興趣區域可以連續選擇，調節后的圖像效果隨著區域的變換可以實時顯示；
8.權利1要求的方法，其特征在于，在每一幅應用自動調節方法的圖像中，可以同時顯示出被部分遮擋的原始圖像和調節后的興趣區域效果。
9.權利1要求的方法，其特征在于，興趣區域的輪廓通常使用方形，但不局限于方形。
10.權利1要求的方法，其特征在于，像素處理步驟為自動進行。
全文摘要
本發明涉及一種醫學影像的處理方法，尤其是對來源于X－ray影像設備的檢查圖像，提供一種實時、動態，便捷的調節方法。本發明提供的自動圖像調節方法，其特點在于，包括如下步驟選取步驟，選擇單幅圖像或者在時間上連續的多幅圖像中的特定幀；定義興趣區域，在選定的圖像中，標記出需要調整的區域；像素處理，逐點處理興趣區域內的每個像素；效果顯示，多窗口并存，顯示調節后的圖像效果。選取影像設備對于同一檢查區域上生成的單幅圖像或者在時間上連續的多幅圖像中的特定幀，利用本發明提供的圖像調整方法，可以獲得不同興趣區域中的高清晰度診斷圖像。
文檔編號G06T3/00GK1891154SQ200610011950
公開日2007年1月10日 申請日期2006年5月19日 優先權日2006年5月19日
發明者王民漢, 周宇, 周衛華 申請人:北京思創貫宇科技開發有限公司