[發明專利]一種計算機數字圖像快速處理算法

無效

• 申請號: 201210243365.8
• 申請日: 2012-07-13
• 公開（公告）號: CN103544726A
• 公開（公告）日: 2014-01-29
• 發明（設計）人: 袁樺;張玉
• 申請（專利權）人: 上海瀾晶數碼科技有限公司
• 主分類號: G06T15/00
• 分類號: G06T15/00;G06T17/30
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本發明涉及一種使用改變圖像的圖像處理算法來對圖像、特別是一種計算機數字圖像快速處理算法，其中，至少部分地在圖形卡上執行圖像處理，該圖形卡包括至少一個像素著色(Pixel?Shader)單元和至少一個頂點著色(Vertex?Shader)單元。

背景技術

本發明的主要應用領域是對圖像照片的快速圖像處理，例如在熒光透視中累積的圖像。在諸如計算機斷層造影、血管造影或者磁共振斷層造影等成像的方法中，需要對利用對應的模態繪制的圖像進行費事的圖像處理。該圖像處理應該一方面例如通過抑制噪聲來改善圖像質量，另一方面例如通過銳化邊緣或濾波來突出圖像中對相應診斷重要的結構。

首先，在其中按照較快的時間序列拍攝檢查區域的X射線圖像照片并立刻在顯示器上為主治醫生顯示出來的熒光透視的領域中，要求進行快速的圖像處理。在現代熒光透視系統中已經按照在30幀/秒的條件下的1024x1024像素的分辨率以及16比特的比特深度來處理圖像。利用改變圖像或者說改善圖像的圖像處理算法的圖像處理在與繪制模態連接的圖像計算機上進行。各種圖像處理算法在所謂的后處理渠道(Pipeline)中得到綜合。因為醫生恰恰在特別是利用導管的干預中需要用于盡可能實時地對儀器進行導航的圖像，所以圖像處理的主要問題在于高的圖像處理速度。

利用常見的主處理器不能在上述圖像分辨率下達到為此所需的處理速度，因此迄今為止必須為這些應用開發并使用基于DSP(數字信號處理)板的專用硬件。在相同發明者的一個平行專利申請中建議，將圖像處理算法的至少一部分在現代圖形卡上實施。該建議使得對于這類圖像處理可以采用標準硬件，其引起的投資花費較小并且可以靈活地更新而沒有巨大的開銷。

現代的圖形卡目前包括至少一個頂點著色單元和一個像素著色單元，利用這些單元可以將三維對象(例如為計算機游戲或動畫)按照較高的速度變換成用于顯示器的、實際的二維顯示。在“Programmierbare?Pixeel-und?Vertex-Shader?am?Beispiel?des?GeForce?3vonNIVIDIA”，專題研討課SS?2001，第1至26頁，eHB中公開了一種這樣的圖形適配器及其應用。US?2003/0020741A1描述了通過設置臨時存儲器更好地使用帶有像素著色單元和圖形著色單元的系統，由此通過不同的著色單元使用已經被處理過的數據并且可以改善圖形應用的編程。在此，涉及的也是三維對象的二維顯示。

發明內容

本發明要解決的技術問題是，提供一種使用改變圖像的圖像處理算法來對圖像、特別是計算機數字圖像進行快速圖像處理的方法，該方法需要的投入費用很少并且對硬件新開發來說比公知系統具有更高的靈活性，以及特別是能夠最佳地利用所使用的部件。

在該使用改變圖像的圖像處理算法來對改變圖像的圖像處理算法來對圖像、特別是計算機數字圖像進行快速圖像處理的方法，至少部分地在圖形卡上執行圖像處理，該圖形卡包括至少一個像素著色單元和至少一個頂點著色單元。像素著色單元是在3D圖形芯片的渲染管線內部的可編程計算單元，其在計算機產生的視圖中產生照明和表面效果。頂點著色單元在圖形芯片中的可編程計算單元，利用其可以按照最佳的方式執行特別是計算機圖形的三角點的三維變換。

在本發明的方法中，首先將二維輸入圖像變換為三維表示，利用該三維表示在頂點著色單元上執行該圖像處理算法的第一部分。然后，將按照這種方式處理的三維表示變換回二維表示，然后利用該二維表示在像素著色單元上執行該圖像處理算法的第二部分。

通過所提出的從二維圖像中人工產生三維表示，可以按照優選的方式將頂點著色單元也用于二維圖像的圖像處理。在此，按照適當方式修改了否則將利用二維圖像進行的處理算法(例如，濾波、噪聲抑制、或邊緣銳化)，以便在三維表示中產生同樣的效果。然后在像素著色單元上繼續對變換回二維表示、并且已經部分處理過的圖像進行剩余的圖像處理，使得兩個單元都被用于圖像處理。通過圖形卡的這種最佳利用，特別是構造成用于三維變換的頂點著色單元的利用，實現了對二維圖像的較快的圖像處理，這種較快的圖像處理正是尤其在本文開始部分提到的熒光透視中的應用所需要的。