[发明专利]一种数字化X线图像的拼接方法及系统

说明书

技术领域

本发明属于医学成像技术领域，尤其涉及一种数字化X线图像的拼接方法及系统。

背景技术

目前，数字化X线成像设备由于受到其X线探测器的制造工艺和尺寸大小的制约，尚无法直接获取患者全身或大视角范围的X线图像。为解决被检查部位远大于X线探测器面积的问题，实践中常常需要将被检查部位分成若干次拍摄，然后将分次拍摄的有重叠部分的图像按一定规则拼接起来形成全景图，用于诊断和手术方案制定等目的。

一般地，数字化X线图像的拼接过程可分为两个主要步骤：图像对齐和图像融合。图像对齐通过求取图像间像素的几何位置关系，将图像进行空间变换，使得图像中相同目标位于同一坐标；图像融合则是将已在空间上对齐的图像序列按照一定方式进行组合成全景图，以消除图像光强或色彩的不连续性，使得最终的全景图符合观察的需要，如无明暗不均、无明显拼接缝隙等。

现有技术中，采用特征点检测及匹配的方式来实现图像对齐，在获取图像序列后，利用选取的特征点检测算法来提取候选的特征点，之后通过特征匹配，找到相邻图像中唯一对应的特征点。在该种图像对齐方式下，容易出现匹配由于特征点提取复杂困难、匹配计算量大，使得数字化X线图像的拼接过程耗时较长，效率低。

发明内容

本发明实施例的目的在于提供一种数字化X线图像的拼接方法，旨在解决现有技术提供的数字化X线图像的拼接方法中，采用特征点检测及匹配的方式来实现图像对齐，使得拼接过程耗时长、效率低的问题。

本发明实施例是这样实现的，一种数字化X线图像的拼接方法，所述方法包括以下步骤：

依据输入的图像序列中各图像之间部分区域的相似性确定图像的拼接方向；

对所述图像序列中相邻图像之间的重叠范围进行初始估计，确定匹配模板；

依据所述匹配模板估计所述图像序列中相邻图像之间的空间变换矩阵；

依据所述空间变换矩阵，计算所述图像序列的全局空间变换矩阵，并利用所述全局空间变换矩阵将所述图像序列中各图像的像素坐标统一到同一坐标系，完成所述图像序列的对齐；

对对齐后的所述图像序列中的各相邻图像进行图像融合，得到全景图。

本发明实施例的另一目的在于提供一种数字化X线图像的拼接系统，所述系统包括：

拼接方向确定模块，用于依据输入的图像序列中各图像之间部分区域的相似性确定图像的拼接方向；

匹配模板确定模块，用于对所述图像序列中相邻图像之间的重叠范围进行初始估计，确定匹配模板；

空间变换矩阵估计模块，用于依据所述匹配模板估计所述图像序列中相邻图像之间的空间变换矩阵；

对齐模块，用于依据所述空间变换矩阵，计算所述图像序列的全局空间变换矩阵，并利用所述全局空间变换矩阵将图像序列中各图像的像素坐标统一到同一坐标系，完成所述图像序列的对齐；

融合模块，用于对对齐后的所述图像序列中的各相邻图像进行图像融合，得到全景图。

本发明提出的数字化X线图像的拼接方法及系统，采用了模板匹配方式实现图像对齐，避免了现有采用特征点检测及匹配的方式实现图像对齐时存在的特征点提取困难和匹配计算量大、易匹配失败的不足，减少了数字化X线图像的拼接时间，提高了效率。

附图说明

图1是本发明实施例一提供的数字化X线图像的拼接方法的流程图；

图2是本发明实施例一中，确定图像的拼接方向的过程的详细流程图；

图3a是本发明实施例一中，竖直方向的相似性匹配模板的示意图；

图3b是本发明实施例一中，水平方向的相似性匹配模板的示意图；

图4是本发明实施例一中，估计空间变换矩阵的过程的详细流程图；

图5是本发明实施例一中，依据空间变换矩阵完成图像序列对齐的过程的详细流程图；

图6是本发明实施例一中，图像融合的过程的详细流程图；

图7是本发明实施例一中，确定最优拼缝的过程的详细流程图；

图8a是本发明实施例一中，相邻图像之间的有效重叠区域的示意图；

图8b是本发明实施例一中，有效重叠区域的外接矩形的示意图；

图9a是本发明实施例一中，最优拼缝的一个示例图；

图9b是本发明实施例一中，第一融合权重图的示例图；

图9c是本发明实施例一中，第二融合权重图的示例图；

图10是本发明实施例二提供的数字化X线图像的拼接方法的流程图；

图11是本发明实施例二中，对图像序列进行曝光补偿的过程的详细流程图；