[发明专利]数字式X光机图像后处理方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种对数字式X光机采集的原始图像进行后处理的方法，用于机器的控制软件中，尤其涉及到方法中的对比度调整算法。

背景技术

当前X光机正经历从模拟到数字的转变，由胶片形式过渡到数字图像形式。数字式X光机因为成像器件(如平板或CCD探测器)本身的特性，获取的原始图像在负像状态下发白，基本上看不到细节(如附图的左边图像)，须通过图像后处理方法将其还原与增强，才能用于临床诊断。图像后处理方法的优劣程度直接决定了数字式X光机呈现给医生的图像效果的好坏，是其核心软件模块。

现有两种技术用于数字式X光机的图像后处理。第一种通过窗宽窗位调整改变图像的亮度和对比度，突出图像的某一区域内容。这种方法优点是实现简单，能实时调整；缺点是在突出某一区域时会丢失其他区域信息，严重破坏图像信息的完整性。第二种是使用较为复杂的图像后处理算法(主要是图像还原与图像增强)。该种方法因为算法的优劣不同，普遍存在着对比度偏弱、图像均衡性差、细节不够清楚的问题；且方法先对图像分割，图像后处理方法施加于前景区域。

发明内容

为了解决现有方法的缺陷，特别是第二种，本发明提出了一种新的对比度调整算法，能够在改善对比度的同时，保持图像均衡性，并且有提高部分区域细节的功能。不仅该算法的运算对象是整幅图像，而且后处理方法中，所有算法都是针对整幅图像。为保存使用何种算法、算法参数、以何种步骤调用算法等方面信息，本发明提出使用带有语法规则与语义约束的配置文件规范化这些信息，由程序自动解析执行。

该对比度调整算法的输入参数如下：待处理图像在内存中的起始地址、存放处理后图像的内存起始地址、最小像素值、最大像素值、对比度调整系数、图像的高度、图像的宽度、图像的有效位数。算法的主要步骤：

1.计算图像像素值的分布，最大像素值P_max，最小像素值P_min

2.对每一个像素值i的分布H_i进行对数、开平方运算得h_i

3.获取尺度系数

4.构建LUT(Look Up Table)表，round为四舍五入操作

5.对图像中所有点的像素值利用LUT表进行变换，得到处理后的像素值

为得到医生认可的效果图像，需分析原始图像的特征，选择合适的算法，并设置恰当的算法参数，这是人为过程，而不是机器自动识别的结果。使用了何种算法、算法的具体参数、每个算法执行的先后顺序，这些信息需要以一种程序能够理解的方式让程序知道，以便自动执行。本发明设计了一种参数配置文件格式，规定了每行的语法格式及其语义，以便计算机自动识别，理解算法的相应信息。每行的语法格式及对应语义如下：

1.以#开头，表示本行为注释

2.每行第一个第二个大写字母，表示何种算法

3.大写字母之后为算法参数，以，分开；若算法没有参数，算法名称后仍需加，

4.参数和参数之间也以，分隔

5.行末尾添加回车换行符

本发明所提方法和已有方法相比，有如下益处：能够有效增强图像的对比度，保持图像的均衡性和美观性，针对某些区域能够强化细节的显示；消除图像分割算法不准确引起的废片。

本发明主要存在速度上的不足，因为是针对整幅图像处理，需要运算的像素更多；为获取更好的图像效果，算法设计上更为复杂，处理时间上会更长。有两种方法可解决速度问题：一是利用硬件GPU加速；二是改进算法，提高执行效率。何况计算机的运算能力越来越高，更快的速度可以预期。

附图说明

附图是数字式X光机图像处理前和处理后的对比，左边是原始图像，右边是使用本发明所提方法处理后的效果。(该效果需要运行多个算法，本发明是核心算法，决定最终效果)

具体实施方式

本发明的具体实施方式分为如下三个部分：

第一部分：算法具体实现，因为没有图形界面，且要求执行效率高，使用C语言开发，最大限度利用语言优势，提高速度。在程序的编译优化选项上，选择速度优先，并简化浮点运算模型，以求速度进一步提高。算法实现以动态链接库的形式表现，可通过开放的接口调用。接口的输入参数是整幅图像数据的内存起始地址。

第二部分：在规范配置文件的语法形式以及语义约定后，使用文本编辑器编写配置文件内容，再调用加密模块对配置文件加密。算法先解密，再根据确定的语法形式和语义约定，读取配置文件内容，执行相应操作。

第三部分：使用VC编写图形界面调用算法构成的动态链接库，读入图像、处理、保存并显示图像，验证算法可靠性、效果、性能。