改變圖像的密度和對比度中的至少一個的方法技術

改變圖像的密度和對比度中的至少一個的方法。其中用來改變對比度和／或密度的兩種增強方法中的至少一種被應用于圖像。根據第一增強方法，圖像的窗寬／窗位設置被修改，根據第二增強方法，通過修改該圖像的多尺度表達來修改該圖像的密度和對比度，由此修改從在不同尺度確定的至少兩個梯度函數得到，特定尺度的梯度函數指定所述尺度的對比度放大作為密度的函數的依賴關系。通過應用任一所述第一和第二增強方法所獲得的修改量由至少一個標記的移動量確定。

【技術實現步驟摘要】

本專利技術涉及一種用于修改圖像的對比度和密度中的至少一個的方法。
技術介紹
在典型的醫療工作站，所顯示圖像的外觀能通過選擇圖像的灰度值像素數據的相 關子域并依據特定的分級(gradation)函數轉換這個子域(subrange)中的數據來進行調整 ο普遍所知的一種手動調整所選子域的寬度和位置的交互(interactive)方法是 / W'iiil^ (window width/level adjustment)。灰度值像素數據這樣的變換主要被用來增加圖像的某些區域或灰度值像素數據 的所選子域中的對比度。所付出的代價是減少圖像其它部分和灰度值像素數據其它范圍 (range)的對比度。圖像區域和像素密度由分級函數相應的縱坐標值確定。另一方面，圖像區域和像 素的對比度放大由分級函數相應的導數值(例如，梯度)確定。因而，如果分級函數的形狀 被調整為在指定的密度間隔內容納大的灰度值子域，即，如果該間隔必須應對大的寬容度 (wide latitude)，那么同時該密度間隔中的對比度就會降低。在另一方面，如果密度間隔 被分配給僅僅窄的灰度值子域，那么該間隔就會提供增強的對比度。如果關于密度和對比度放大的需求相互沖突的話，這是常有的情況，那么折衷就 是不可避免的了。在本專利技術的上下文中，術語“第一增強方法”被用來指代這類的方法，更明確的是 指窗寬/窗位方法。第一增強方法的優點之一就是能夠選擇要增強的像素值的子域。缺點是密度和對 比度調整之間的依賴關系。為了將數字圖像信息最優地轉換成為可見圖像(根據該可見圖像執行診斷)，多 尺度圖像處理(multi-scale image processing)方法(也稱為多分辨率圖像處理方法) 被提出，通過該方法，圖像的密度和對比度可以被修改。更明確地，密度和對比度能夠被獨 立(ind印endently)修改。在本專利技術的上下文中，術語“獨立”指代這樣的處理方法，其中 對比度的修改不會給圖像中的密度級(density level)帶來實質影響，并且其中密度的修 改不會實質影響圖像的對比度。上面提到的圖像處理方法和與這種方法有關的用戶界面在專利US7298383中詳 盡進行了描述，該處理被稱為多尺度分級處理。 在本專利技術的上下文中，術語“第二增強方法”指代多尺度分級處理方法。該第二增強方法的優點之一是能夠獨立調整所顯示圖像的密度和對比度。然而， 該方法不適合于精確選擇要增強的像素值子域。在專利US7298383的特定實施例中，修改是全局修改，即對比度和密度的改變被 應用到所顯示圖像的基本所有像素。本專利技術的一方面提供一種兼具兩種方法優點的方法。
技術實現思路
上述方面通過一種具備權利要求1中所示的特定特征的方法得到實現。依據本專利技術，圖像的密度和對比度中的至少一個被修改，其是通過應用由修改所 述圖像的窗寬/窗位設置來改變密度和對比度的第一增強方法和由修改圖像的多尺度表 達來改變密度和對比度的第二增強方法中的至少一個而被修改，由此，修改從在不同尺度 確定的至少兩個梯度(gradient)函數得到，特定尺度的梯度函數指定所述尺度的對比度 放大作為密度函數的依賴關系。由至少一個標記的移動確定通過應用所述第一和第二增強 方法中的任一個所獲得的修改量。本專利技術的方法可被實施為顯示站的用戶界面，該用戶界面能夠操縱(steer)依據 本專利技術方法由移動至少一個標記(有時在顯示屏上)所獲得的增強量。本專利技術優選實施例中的特定特征在從屬權利要求中示出。在本專利技術的上下文中，術語“修改”(modification)指代密度和/或對比度修改。在本專利技術的上下文中，術語“標記”(indicium)指代通過光標、操縱桿、按鈕、鼠標 點擊、鍵盤上的箭頭移動、語音等等可移動的標志(marker)，用戶借此可以指示移動量，依 照本專利技術，該移動量對應于由任一所述的增強方法產生的所顯示圖像的對比度和密度的改變量。該標記可以被顯示但不是必須被顯示。本專利技術的方法適用于本文中進一步描述的經由多尺度分級處理的圖像。然而，本 方法同樣適用于其它對比度再現(rendition)的實現方式，由此對比度放大和密度可以被 獨立指定。依照本專利技術的方法適用于任何類型的單色數字圖像以及彩色圖像。至此，彩色 圖像包括每個像素的三個成分，這三個成分通常表示為視頻設備的紅、綠和藍通道輸入 (RGB)，彩色圖像優選地轉換為標準的色彩空間，其代表色調、飽和度和亮度(HSL)。如果圖 像在這樣的色彩空間中表示，那么依照本專利技術的方法被優選地僅僅應用到亮度成分，就像 單色圖像那樣。如果只有這個通道被影響，那么對比度和密度會被調節而不帶來色彩失真。本專利技術的方法適合于修改任何類型(單色和彩色)的圖像的對比度和密度，該圖 像可以通過廣泛的多種應用領域的多種捕獲裝置獲得，其中能夠執行密度和/或對比度的 交互修改。所述方法為醫療圖像中的應用而發展，例如通過計算(computed)或直接的射線 照相(radiography)獲得的數字醫療圖像。然而，除醫療成像以外，該方法和用戶界面可被用于其它應用的實例如下(未窮 舉)照相洗印加工領域(Photofinishing)、航空攝影學(aerial photography)中通過掃 描系統和數字相機獲得的圖像的修改，印前(prepress)，視頻圖像上的應用，例如圖像修 復，數字電影粘貼到計算機上等。本專利技術不限于這些列舉的捕獲方式和列舉的應用領域。本專利技術的方法通常以適于在臺計算機上運行時實施本專利技術的方法步驟的計算機 程序產品的形式實施。該計算機程序產品通常被存儲在計算機可讀載體介質例如CD-ROM 中。可選地，計算機程序產品采用電信號的形式并且能夠經由電通信傳遞給用戶。附圖說明圖1示出根據本專利技術用于密度和對比度調整的顯示窗口和交互用戶控制的第一 實施例。圖2示出根據本專利技術用于密度和對比度調整的顯示窗口和交互用戶控制的第二 實施例。圖3示出根據第三實施例，將用于改變對比度和密度的用戶輸入分解為通過第一 增強方法改變對比度和密度的量和通過第二增強方法改變對比度和密度的量。圖4示出根據第四實施例，將用于改變對比度和密度的用戶輸入分解為通過第一 增強方法改變對比度和密度的量和通過第二增強方法改變對比度和密度的量。圖5示出基于處理過的圖像內的關注像素的灰度值分布的、目標窗寬/窗位設置 的計算。具體實施方法根據本專利技術，兩種增強方法被用來修改例如顯示在監視器上的圖像的對比度和/ 或密度。第一增強方法用來通過修改圖像的窗寬/窗位設置，來改變所顯示圖像的對比度 和/或密度。第二增強方法用來通過修改圖像的多尺度表達，來獨立改變對比度和/或密度。 該修改由在不同尺度(scale)確定的至少兩個梯度函數得到，由此在特定尺度的梯度函數 指定在該尺度對比度放大如何依賴于密度。該方法被稱為多尺度分級處理。這種類型的增 強方法在美國專利7298383中有詳盡的描述。在第一處理步驟中，根據多尺度變換，原始的(raw)數字圖像被分解為連續尺度 的至少兩個細節圖像和偶爾殘留圖像(residual image)(還稱為多尺度表達)。多尺度表 達的成分(component)被稱為細節圖像。多尺度表達的像素值相對于它們的近鄰域與基礎 圖像成分(elementary image c本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種修改圖像的密度和對比度中的至少一個的方法，該方法通過應用由修改所述圖像的窗寬／窗位設置來改變密度和對比度的第一增強方法和由修改圖像的多尺度表達來改變密度和對比度的第二增強方法中的至少一個來修改所述圖像的密度和對比度中的至少一個，由此修改從在不同尺度確定的至少兩個梯度函數得到，特定尺度的梯度函數指定所述尺度的對比度放大作為密度的函數的依賴關系，其特征在于通過應用所述第一和第二增強方法中任一個所獲得的修改量由至少一個標記的移動確定。

【技術特征摘要】
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【專利技術屬性】
技術研發人員：T伯坦斯，P武伊爾斯特基，
申請(專利權)人：愛克發醫療保健公司，
類型：發明
國別省市：BE