[發明專利]一種基于模板的CCD-DR圖像拼接方法

無效

• 申請號: 201110073969.8
• 申請日: 2011-03-25
• 公開（公告）號: CN102184560A
• 公開（公告）日: 2011-09-14
• 發明（設計）人: 熊邦書;陳樂平;歐巧鳳
• 申請（專利權）人: 南昌航空大學
• 主分類號: G06T11/60
• 分類號: G06T11/60;G06K9/46;G06K9/36;A61B6/00
• 代理公司: 南昌洪達專利事務所 36111
• 代理人: 劉凌峰

技術領域

本發明涉及醫學圖像拼接方法，即涉及采用CCD陣列采集一定視場范圍內的DR圖像，利用模板CCD-DR圖像確定的位置關系，實現實物CCD-DR圖像拼接的方法。

背景技術

隨著可視化技術和現代醫學技術的不斷發展，X射線醫學圖像在臨床診斷、醫學科研等醫學圖像分析方面有著廣泛的應用。尤其是在圖像導引的骨科診斷和治療中具有重要的臨床應用價值。在人體脊椎和長骨等的骨科診斷和手術治療中，常需要得到大幅度、超分辨率、完整的解剖結構圖像來對病人的病灶及其周圍部位進行全面、直觀地觀察分析。

目前骨科臨床常用的數字化X射線攝影設備（DR）僅能提供視野局限的影像，因此在傳統的醫學圖像分析中，醫生需要在診斷治療中分析一系列的DR圖像，并重構出完整的全景圖像。而采用單一CCD一次性獲取的全景DR圖像，則圖像分辨率不高，且設備昂貴，難以普及。這樣在醫學圖像分析中大大降低了醫生的工作效率，也對醫療診斷的準確性帶來了影響。為此醫學圖像拼接技術因其高分辨和廣闊的視角，開始廣泛應用于醫學圖像分析領域。但針對骨科醫學圖像場景單一的特殊性，采用傳統的拼接融合流程技術并不能得到高質量的醫學拼接圖像，圖像色差、偽影等缺陷普遍存在且拼接效率低。

發明內容

本發明的目的在于提供一種用于高效獲取高分辨率大視場CCD-DR圖像的圖像拼接方法。

本發明解決其技術問題所采用的技術方案是：采用CCD陣列采集一定視場范圍內的圓形點陣網格模板和實物DR圖像；對獲取的網格模板DR圖像先采用最大類間方差法進行自動閾值分割，再利用連通域檢測方法進行特征點提??；在此基礎上，對各網格模板DR圖像以連通域面積最大的特征點為坐標原點，將其周圍所有特征點依次轉換為相對坐標，根據相對坐標轉換統計出的特征點行列數目確定重疊區域的特征點對，分別在水平方向和垂直方向利用仿射變換進行圖像配準，并保存各自對應的仿射變換參數；在CCD-DR圖像采集條件保持穩定不變情況下，可重復性調用所保存的網格模板DR圖像配準信息，利用仿射變換、三次內插法和灰度平均法先從左到右，再從上到下對實物CCD-DR圖像進行拼接處理。

本發明的方法包括以下主要步驟：

1）利用CCD陣列采集一定視場范圍內的圓形點陣網格模板和實物DR圖像；

2）對獲取的CCD-DR圖像進行亮度校正和幾何畸變校正預處理；

3）在網格模板DR圖像中利用自動閾值分割和連通域檢測方法進行特征點提??；

4）按CCD陣列順序，對相鄰網格模板DR圖像分別在水平方向和垂直方向進行特征點配準；

5）利用步驟4）特征點配準確定的位置變換關系，對CCD陣列采集的實物DR圖像，利用仿射變換、三次內插法和灰度平均法，按CCD陣列順序先從左到右，再從上到下進行多圖拼接。

所述的模板是一張圓形等間隔的點陣網格模板，其大小與CCD陣列相對應，并且每個CCD中心對應的網格點面積比周圍網格點面積要大一些，以示區別。

利用CCD陣列對模板同時采集多張DR圖像，利用相鄰模板中圓形點陣的已知對應關系，實現實物CCD-DR圖像的拼接。

所述對CCD陣列采集的實物DR圖像拼接，是在CCD-DR圖像采集條件保持穩定不變情況下，可重復性調用所保存的網格模板DR圖像配準信息，按CCD陣列順序先從左到右，再從上到下利用仿射變換、三次內插法和灰度平均法對實物DR圖像進行拼接處理。

本發明的優點是：在DR圖像拼接中，針對實物DR圖像場景單一不易獲取特征點的問題，采用等間隔圓形點陣模板圖像有效地提取特征點，可精確確定相鄰CCD圖像間的配準信息；在CCD-DR圖像采集條件保持穩定不變情況下，可重復性調用所保存的網格模板DR圖像配準信息對實物DR圖像進行拼接處理，從而可高效準確地獲取高分辨率大視場的全景DR圖像。

具體實施方式

本發明方法要求采用CCD陣列采集一定視場范圍內的DR圖像進行圖像拼接，并且是先利用網格模板DR圖像確定相鄰CCD-DR圖像的位置變換關系，在CCD-DR圖像采集條件保持穩定不變情況下，可重復性調用所保存的網格模板DR圖像配準信息對實物DR圖像進行拼接處理。

本發明的基于模板的CCD-DR圖像拼接方法的流程圖，獲取高分辨率大視場的全景DR圖像，其具體實施步驟如下：

1、CCD-DR圖像采集

采用CCD陣列分別采集等間隔圓形點陣網格模板和實物DR圖像，并將圖像數據輸入計算機系統。

2、CCD-DR圖像預處理