[發明專利]一種X射線圖像邊緣和對比度綜合增強方法

有效

• 申請號: 200710062928.2
• 申請日: 2007-01-22
• 公開（公告）號: CN101231747A
• 公開（公告）日: 2008-07-30
• 發明（設計）人: 張麗;王志明;陳志強;邢宇翔
• 申請（專利權）人: 清華大學;同方威視技術股份有限公司
• 主分類號: G06T5/40
• 分類號: G06T5/40;A61B6/00
• 代理公司: 北京路浩知識產權代理有限公司
• 代理人: 劉長威

技術領域

本發明涉及圖像處理技術領域，尤其涉及工業或醫學X射線圖像檢查系統的圖像增強處理。

背景技術

在X射線圖像檢查系統中，經常出現輸出圖像模糊不清、圖像整體亮度過低等情況，對檢查人員觀察圖像內容及發現圖像中的可疑區域造成很大的困難。

為使圖像顯示更為清晰，在X射線圖像檢查系統中需要加入各種圖像處理功能。常用的有各種邊緣增強算法和對比度增強算法，不同的算法有不同的效果，多種算法的組合次序與增強結果也有密切的關系。在以往的增強算法中，往往只提供單獨的邊緣增強方法，如發明專利CN1405734-一種醫學圖像的邊緣增強方法、CN1426019-用于增強數字圖像同時抑制下沖和過沖的方法和CN1819621-醫學圖像增強處理方法，也有單獨的對比度增強方法，如發明專利CN1438610-使用直方圖匹配增強對比度的裝置和方法、CN1770847-自適應對比度增強；或只增強圖像中較暗區域的技術，如英國發明專利9916088.9-X射線圖像增強。在使用過程中，需要用戶根據實踐經驗選擇和嘗試各種算法，或簡單的將某種對比度增強與邊緣增強組合使用。但用戶很難選擇適當的算法，并按正確的順序將它們組合起來。

另外，有些增強方法依賴于特定的硬件，如發明專利CN1438610-使用直方圖匹配增強對比度的裝置和方法和CN1620107-圖像銳度增強裝置和方法，缺乏通用性。

發明內容

本發明的目的是提供一種通用的X射線圖像綜合增強方法，使得用戶通過單一綜合增強方法，同時增強圖像中的邊緣細節信息和對比度信息，方便用戶對圖像內容的檢查。

本發明所給出的方法可以自動、快速、高效地增強各種透視圖像的細節信息。

本發明提供的X射線圖像邊緣和對比度綜合增強方法包括如下步驟：

S1：輸入采集到的X射線圖像；

S2：采用可調節強度的Laplacian邊緣增強算法對圖像進行邊緣增強處理；

S3：采用快速局部直方圖均衡化(LHE：Local?HistogramEqualization)處理增強圖像中的每一處細節；

S4：對經過步驟S3處理的圖像數據進行灰度范圍拉伸；

S5：輸出增強的圖像。

其中，在步驟S2中，采用滑動窗口的方式計算局部直方圖；在統計累積直方圖時，僅累積到當前像素灰度級值，且根據當前像素值小于或大于灰度范圍的一半，分別采用從下向上累積或從上向下累積方式，使得對任意一點的累加次數不超過灰度級數的一半；將局部直方圖均衡化的窗口尺寸取為灰度級與2的整數次冪的乘積，將灰度映射過程中的乘法和除法轉化為快速的移位操作。

其中，在步驟S3中通過自適應參數的對數變換來增強圖像中較暗區域。

同現有各種檢查設備上的透視圖像增強算法相比，本發明技術有以下幾個優勢：

(1)增強效果好。無論是原始圖像較暗區域還是較亮區域，在增強之后都能達到一個適于人眼觀察的亮度，且層次清晰；

(2)自適應能力強，自動化程度高，使用簡單。無需用戶多次挑選和疊加各處增強技術，也無需為算法設置參數，算法各步中的自適應調節會在各種類型的圖像上得到很好的增強效果。

(3)執行速度快。由于我們對計算量最大的局部直方圖均衡化采用了多種加速技術，使得與同類采用局部直方圖均衡化處理的增強算法相比，速度有了明顯的提高。

附圖說明

圖1本發明方法的整體處理流程圖；

圖2為Laplacian算子的離散形式示意圖；

圖3為采用滑動窗口的方式計算局部直方圖；

圖4為依據本發明方法所作的一個典型的圖像處理示意圖；

圖5為采用本發明的增強方法進行處理后的結果示意圖。

具體實施方式

以下實施例用于說明本發明，但不用來限制本發明的范圍。

本發明的整個處理過程如圖1所示，對X射線圖像的綜合增強方法主要包括以下三步，在將由X射線圖像采集系統采集到的X射線圖像輸入到計算機處理系統后，首先采用可調節強度的Laplacian邊緣增強算法對圖像進行邊緣增強處理；然后采用快速局部直方圖均衡化(LHE：Local?Histogram?Equalization)處理增強圖像中的每一處細節；最后一步為灰度范圍拉伸，由于X射線圖像一般有些區域偏暗，通過自適應參數的對數變換來拉伸圖像中較暗區域的灰度范圍。經過以上三步增強處理，就得到增強的射線圖像。

下面分別介紹本發明具體實現步驟的三個步驟：