[發明專利]圖像處理方法和圖像處理設備

無效

• 申請號: 201010212301.2
• 申請日: 2010-06-28
• 公開（公告）號: CN101930595A
• 公開（公告）日: 2010-12-29
• 發明（設計）人: 近江裕行
• 申請（專利權）人: 佳能株式會社
• 主分類號: G06T5/00
• 分類號: G06T5/00
• 代理公司: 北京林達劉知識產權代理事務所(普通合伙) 11277
• 代理人: 劉新宇

技術領域

本發明涉及一種用于將X射線圖像變換為具有最佳色調的輸出圖像的X射線圖像處理方法。更具體地，本發明涉及用于創建色調轉換曲線以限定輸出圖像的對比度的圖像處理方法(即，色調映射(tone-mapping)方法)和圖像處理設備，其中，所創建的色調轉換曲線至少部分包含前一圖像的色調轉換曲線。

背景技術

對于X射線圖像，已經提出了各種類型的色調轉換，以提高輸入X射線圖像的輸出版本，從而力圖提高醫生的診斷能力。進行用于最優化X射線圖像的觀察區域的色調轉換，以提高醫生的診斷能力。為了進行該最優化，已經提出了從X射線圖像中提取相對于噪聲和運動具有更高魯棒性的觀察區域。已經使用S形函數作為色調曲線以最優化該區域的輸出圖像。當拍攝X射線圖像作為(由幀序列組成的)運動圖像時，還需要考慮這些幀之間的對比度變化并使其穩定。由于X射線變化以及被攝體變化，因而引起幀之間的對比度變化。X射線變化是指即使在恒定攝像條件下也產生的X射線的量的變化、以及由于X射線操作或控制引起的攝像條件的變化。例如，被攝體變化可以是指肺野由于呼吸而移入和移出攝像區域，或者是指注入造影劑。

迄今為止，已通過使X射線更穩定來應對由X射線的量的差異所引起的幀之間的對比度變化。另一方面，已通過分析被攝體的方法或通過控制色調轉換曲線來應對被攝體變化。

分析被攝體的示例方法包括涉及根據輸入圖像的像素值創建直方圖、提取最小值和最大值并在時間方向上對這些值進行濾波的方法(例如，參見日本專利3334321)。在時間方向上對最小值和最大值進行濾波使得能夠抑制對對比度變化的靈敏度并使其穩定。

用于控制色調轉換的示例方法包括涉及通過分析輸入圖像檢測場景變化、并基于場景變化所需的時間將新創建的色調轉換曲線與過去的色調轉換曲線進行合成的方法(例如，參見日本專利4050547)。根據該方法，可以通過在時間方向上對色調轉換曲線進行濾波來抑制對對比度變化的靈敏度并使其穩定。

然而，上述傳統技術中存在有以下問題。即使通過對直方圖的最小值和最大值(表示特別暗和特別亮的區域的最小值和最大值)進行濾波來抑制圖像整體的對比度變化，也不能抑制正被注視觀察的區域中的變化，并且(諸如正在使用輸出圖像進行診斷的醫生等的)用戶敏銳地感受到該狀況。響應于此而抑制觀察區域中的變化的嘗試導致了飽和和限幅，這是因為不能反映運動圖像中的對比度變化并且不能創建最適于輸入幀的輸出圖像。

期望一種在反映圖像整體的對比度變化的同時抑制正被注視觀察的區域中的對比度變化的方法。此外，存在如下多種情況：在圖像序列內基于場景變化所需的時間來控制色調轉換曲線的情況下，期望與該場景變化所需的時間無關地控制對比度變化。

發明內容

期望提供在通過抑制運動圖像的閃爍獲得穩定色調的同時針對(一系列幀或構成運動圖像的圖像內的)各運動圖像幀獲得最佳色調的設備和方法。還期望提供在創建沒有感覺不自然的觀察區域的圖像的同時反映(即，考慮)每一幀的對比度變化的設備和方法。期望提供在具有不同亮度或對比度等級的一系列時序幀或同步幀中、或者甚至在具有使觀察者不能辨別具有較低對比度等級的其它低亮度區域的高亮度區域的單個圖像中獲得最佳色調的設備和方法。

根據本發明的一方面，提供了一種圖像處理方法，用于對由X射線攝像系統所生成的圖像序列的圖像進行色調轉換，所述圖像處理方法包括：提取步驟，用于從所述圖像序列的第二圖像中提取在所述圖像序列的圖像中用作基準區域的區域；以及色調轉換步驟，用于在相對于所述圖像序列中的第一圖像在所述第二圖像中存在對比度變化的情況下，對所述第二圖像進行色調轉換，從而在所述基準區域中抑制在所述第一圖像和所述第二圖像之間產生的對比度變化，并且在所述基準區域以外的區域中反映所述對比度變化。

根據本發明的另一方面，提供了一種圖像處理設備，用于對由X射線攝像系統所生成的圖像序列的圖像進行色調轉換，所述圖像處理設備包括：提取部件，用于從所述圖像序列的第二圖像中提取在所述圖像序列的圖像中用作基準區域的區域；以及色調轉換部件，用于在相對于所述圖像序列中的第一圖像在所述第二圖像中存在對比度變化的情況下，對所述第二圖像進行色調轉換，從而在所述基準區域中抑制所述對比度變化，并且在所述基準區域以外的區域中反映所述對比度變化。

通過以下(參考附圖)對典型實施例的說明，本發明的其它特征將變得明顯。

附圖說明

圖1是示出根據本發明的圖像處理設備的硬件結構的示例的框圖。

圖2是示出圖1所示的圖像處理單元104的詳細結構的框圖。

圖3A和圖3B示出兩個X射線圖像幀中的像素值的直方圖。