[發明專利]用于生成多尺度的對比度增強的圖像的方法

有效

• 申請號: 200880107543.6
• 申請日: 2008-06-10
• 公開（公告）號: CN101821775A
• 公開（公告）日: 2010-09-01
• 發明（設計）人: T·伯滕斯;P·武伊爾斯特克
• 申請（專利權）人: 愛克發醫療保健公司
• 主分類號: G06T7/00
• 分類號: G06T7/00
• 代理公司: 中國專利代理(香港)有限公司 72001
• 代理人: 王岳;蔣駿

技術領域

本發明涉及用于增強由數字信號表示的圖像的圖像質量的方法。

背景技術

由數字信號表示的圖像(例如醫學圖像)通常在顯示或硬拷貝記 錄期間或之前經受圖像處理。

將灰度值像素轉換成適合用于再現或顯示的值可以包括多尺度 (multi-scale)的圖像處理方法(也被稱為多分辨率圖像處理方法)， 通過該方法來增強圖像的對比度(contrast)。

根據這樣的多尺度圖像處理方法，通過應用下面的步驟來處理由 像素值陣列表示的圖像。首先，原始圖像被分解成多個尺度下的一系 列細節圖像并且偶爾會分解成殘留圖像(residual?image)。接著， 通過對這些像素值應用至少一個轉換來修改該細節圖像的像素值。最 后，通過將重構(reconstruction)算法應用于殘留圖像和經過修改 的細節圖像來計算經過處理的圖像。

對轉換函數(conversion?function)的性能(behavior)存在限 制。如果該轉換函數過度地非線性，則圖像中的灰度值過渡可以被失 真成外觀變得不自然的程度。在顯著的灰度級過渡附近這樣的失真更 明顯，這導致在階躍邊緣(step?edge)處的過沖(overshoot)以及面向 強階躍邊緣的低變化(variance)區域中的均勻性損耗。對于CT圖像 來說，創建贗像的風險變得更顯著，因為例如在軟組織和造影劑的接 口(interface)處它們具有更銳化(sharper)的灰度級過渡。必須 謹慎地使用關于CT圖像的多尺度技術。

在2006年12月11日提交的共同待審的歐洲專利申請06125766.3 中已描述了在保持邊緣過渡的形狀的同時還產生對比度增強的圖像的 多尺度對比度增強算法。

在該方法的一個實施例中，在一個或多個尺度下創建圖像的至少 一個逼近圖像(approximation?image)的轉變差異(translation difference)圖像。接著，非線性地修改轉變差異圖像。然后，通過 結合在特定尺度或更小尺度下的修改的轉變差異圖像來計算在該特定 尺度下的至少一個增強的中心差異(center?difference)圖像。最后， 通過將重構算法應用于增強的中心差異圖像來計算增強的圖像。

本發明的目的是進一步增強這一方法。

發明內容

通過具有在權利要求1中闡述的特定步驟的方法來獲得上面提到 的進一步增強。在從屬權利要求中闡述用于本發明的優選實施例的特 定元件。

在本發明的上下文中，按照下面的方式來定義特定術語：

多尺度分解(decomposition)機制：

圖像的多尺度(或多分辨率)分解是一種在灰度值圖像的多個尺 度下來計算所述圖像的細節圖像的過程。多尺度分解機制通常涉及用 于計算細節圖像的濾波器組(filter?bank)。公知的技術例如是拉普 拉斯金字塔(Laplacian?pyramid)、Burt金字塔、拉普拉斯堆疊(stack)、 小波分解、QMF濾波器組。

逼近圖像：

逼近圖像是表示相同的或較大的尺度或者相同的或較小的分辨率 下的原始灰度值圖像的灰度值圖像。在特定尺度下的逼近圖像等同于 在其中已省略在該特定尺度下的所有細節的原始灰度值圖像(Mallat S.G.，“A?Theory?for?Multiresolution?Signal?Decomposition：The Wavelet?Representation”，IEEE?Trans.On?Pattern?Analysis?and Machine?Intelligence，vol.11，no.7，July?1989)。

細節圖像：

細節圖像被定義成在特定尺度下的逼近圖像和在較小尺度下的逼 近圖像之間的信息的差異。

轉換運算符(Conversion?operator)：

轉換運算符是一種生成細節像素值的逐像素(pixel-wise)的修 改作為中間步驟以創建灰度值圖像的對比度增強的版本的運算符。已 在例如歐洲專利EP?527525中描述了這樣的運算符。修改由轉換函數 定義，并且可以例如被實施為查找表或倍增(multiplicative)放大。

轉變差異圖像：