一种低剂量DR图像处理方法及其装置制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种低剂量DR图像处理方法及其装置，所述方法包括：探测器噪声抑制；组织信息空间均衡及多极融合；图像增强降噪。所述装置包括探测器噪声抑制模块、组织信息空间均衡处理及多极融合模块、图像增强降噪模块。本发明专利技术采用一种低剂量DR图像处理方法，能够在使用低剂量条件曝光时，有效的降低图像噪声，充分利用显示空间提升组织对比差异，增强组织细节的显示能力，提升图像质量。尤其适用于提升婴幼儿低剂量拍摄时的图像质量。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及X射线数字图像处理
，特别是涉及一种低剂量DR图像处理方法，以及利用该方法实现的低剂量DR图像处理装置。
技术介绍
DR是利用数字平板探测器进行X线摄影的数字化影像设备。与普通X线影像设备相比，其具有分辨率高、动态范围大，剂量低，组织信息丰富等优点。进行拍摄时X射线从球管出发，经过人体组织后被平板探测器接收，并转换成数字信号，形成数字影像。此时的数字影像虽然包含用于临床检查的必要信息，但是其组织层次差异小，噪声大，并不能直接用于临床诊断。增加组织层次信息，降低噪声的一种最直接方式就是增加曝光剂量，而曝光剂量的增加必然会给患者带来更大的辐射伤害。特别是婴幼儿拍摄时，由于其组织器官尚未发育完全，辐射伤害对其伤害尤为明显。目前临床中常用的方法是在图像质量和病人辐射之间进行权衡，最终得到一个在适当的曝光剂量下获取用于临床诊断的DR影像。目前的产品中对DR图像的处理普遍采用图像增强加图像降噪，进而达到在增强了组织细节的同时抑制图像的噪声。此种处理方式在适当的曝光剂量下会获得较好的处理效果，但随着曝光剂量的降低，其处理效果也将越来越差。
技术实现思路
针对现有技术中存在的上述不足之处，本专利技术的目的是提供一种低剂量DR图像处理方法，该方法能够有效的处理低剂量下的DR图像；并提供一种使用该方法实现的低剂量DR图像处理装置。本专利技术为实现上述目的所采用的技术方案是：一种低剂量DR图像处理方法，包括以下步骤：探测器噪声抑制：创建探测器噪声分担数据表和探测器信号基准值，利用探测器噪声分担数据表和探测器信号基准值抑制图像中的探测器噪声分量；组织信息空间均衡及多极融合：压制探测器噪声抑制后图像的离散极值点，然后进行多层级区域化图像重构和图像融合并组织多极融合；图像增强降噪：对图像中的细节信息进行增强处理，并降低图像中的噪声，生成最终的图像。所述创建探测器噪声分担数据表，具体为：采集N1组探测器基底数据：D10、D11、……、D1N1-1，N1为人为预设值；生成噪声分担数据表：所述创建探测器信号基准值，具体为：采集N2组探测器基底数据：D20、D21、……、D2N2-1，N2为人为预设值；生成探测器信号基准值：所述探测器噪声抑制后图像为：其中，Iori为初始图像，即探测器噪声抑制对象，Dmap为噪声分担数据表，Dbase为探测器信号基准值，N1为噪声分担数据表中探测器基底数据的组数。所述压制探测器噪声抑制后图像的离散极值点，包括以下步骤：对探测器噪声抑制后图像进行直方图统计；跟据直方图统计结果计算极值点阈值：Tdh＝imax×rh其中，imax为直方图统计结果中最大的图像像素点值，rh为预设极值点统计比率；在直方图统计结果中，对灰度值i≥Tdh的值进行求和，若和值大于等于预设阈值，则判定为无异常极值点；否则进行极值点压缩处理，即将图像中介于Tdh和imax之间的像素点压缩到Tdh和预设值idst之间。所述多层级区域化图像重构和图像融合包括以下步骤：根据预设的当前层级所包含独立区域的维数，以及平板像素的维数，计算每一个独立区域对应的平板像素维数；根据预设的偏执度，在水平和垂直两个维度对独立区域进行偏移形成偏执区域；对各层级独立区域及偏执区域进行空间拉伸；创建同一层级独立区域与偏执区域融合曲线；进行同一层级独立区域与偏执区域融合；进行层级间图像融合。所述空间拉伸包括以下步骤：首先创建像素值映射函数：其中，j为I0中像素的灰度值，nj为独立区域和偏执区域内像素灰度值为j的像素点的数目，N为独立区域和偏执区域包含的像素点数目，idst为预设灰度值，iup为区域最大值调整上限，idn为区域最大值调整下限，N为独立区域和偏执区域包含的像素点数目；通过函数f将同I0对应的独立区域和偏执区域中的像素灰度值从j调整到f(j)，I0为压制离散极值点后输出的图像。所述组织多极融合包括以下步骤：创建组织权重曲线：其中，i为图像中组织对应的灰度值，c为曲线形态调整系数；利用组织权重曲线lut(i)将经过探测器噪声抑制后的图像It和经过组织信息空间均衡后的图像I0进行融合：I(r,c)＝lut(It(r,c))×It(r,c)+(1-lut(It(r,c)))×I0(r,c)其中，r为像素点所在的行序号，c为像素点所在的列序号；将经过上述处理后的图像I(r,c)同经过探测器噪声抑制后的图像I0(r,c)进行线性融合：Im(r,c)＝wlin×I(r,c)+(1-wlin)×I0(r,c)其中，Im为空间信息组织均衡及多极融合后的图像，wlin为线性融合的权重系数。所述对图像中的细节信息进行增强处理，包括以下步骤：通过N级迭代滤波从Im中提取出N种级别的平滑图像和对应的细节图像以组织权重曲线为基础创建细节增强曲线的基底曲线：lutenhb(i)＝lut(i)*(max(lut(i))-lut(i))其中，lut(i)为组织权重曲线；根据实际使用需要取细节增强曲线的基底曲线上相应的曲线段，并进行幅度调整后生成增强曲线lutenh(i)；利用增强曲线lutenh(i)及平滑图像中的灰度信息对组织细节进行增强。对细节图像进行细节迭代增强，生成细节增强后的图像Ienh。所述降低图像中的噪声，包括以下步骤：进行噪声形态分析：对平滑图像进行图像噪声形态分析，并创建噪声抑制曲线：其中，i为平滑图像中组织对应的灰度值，c为曲线形态调整系数；根据分析出来的噪声形态进行噪声抑制：使用噪声抑制曲线lutnoisp(i)对细节增强后的图像Ienh进行图像噪声抑制，生成最终的图像。一种低剂量DR图像处理装置，包括：探测器噪声抑制模块：用于创建探测器噪声分担数据表和探测器信号基准值，利用探测器噪声分担数据表和探测器信号基准值抑制图像中的探测器噪声分量；组织信息空间均衡及多极融合模块：用于压制探测器噪声抑制后图像的离散极值点，进行多层级区域化图像重构和图像融合并组织多极融合；图像增强降噪模块：用于对组织多极融合后图像中的细节信息进行增强处理，并降低图像中的噪声，生成最终的图像。所述探测器噪声抑制模块包括：噪声分担模型创建单元：用于创建探测器噪声分担数据表；信号基准值创建单元：用于创建探测器信号基准值；探测器噪声抑制单元：用于利用探测器噪声分担数据表和探测器信号基准值抑制图像中的探测器噪声分量。所述组织信息空间均衡及多极融合模块包括：离散极值点压缩单元：用于通过对探测器噪声抑制后图像进行直方图统计并计算极值点阈值对图像中的离散极值点进行压制；多层级区域化图像重构单元：用于分层级分区域对离散极值点压制后的图像进行重构；多层级区域化图像融合单元：用于对分层级分区域重构的图像进行融合；组织多极融合单元：用于对融合后的图像进行多极融合。所述图像增强降噪模块包括：图像增强单元：用于对多极融合后图像的组织细节进行增强；图像降噪单元：用于对增强后的图像进行降噪。本专利技术所述的方法和装置通过对探测器噪声抑制，组织信息空间均衡、融合、增强、降噪等处理在提升组织层次的同时降低图像噪声，弱化低剂量条件拍摄带来的组织层次差异不明显及图像噪声大的问题，提升低剂量拍摄条件下的图像质量，在保证临床诊断的同时降低病人照射剂量。附图说明图1为本专利技术的方本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种低剂量DR图像处理方法，其特征在于，包括以下步骤：探测器噪声抑制：创建探测器噪声分担数据表和探测器信号基准值，利用探测器噪声分担数据表和探测器信号基准值抑制图像中的探测器噪声分量；组织信息空间均衡及多极融合：压制探测器噪声抑制后图像的离散极值点，然后进行多层级区域化图像重构和图像融合并组织多极融合；图像增强降噪：对图像中的细节信息进行增强处理，并降低图像中的噪声，生成最终的图像。

【技术特征摘要】
1.一种低剂量DR图像处理方法，其特征在于，包括以下步骤：探测器噪声抑制：创建探测器噪声分担数据表和探测器信号基准值，利用探测器噪声分担数据表和探测器信号基准值抑制图像中的探测器噪声分量；组织信息空间均衡及多极融合：压制探测器噪声抑制后图像的离散极值点，然后进行多层级区域化图像重构和图像融合并组织多极融合；图像增强降噪：对图像中的细节信息进行增强处理，并降低图像中的噪声，生成最终的图像。2.根据权利要求1所述的一种低剂量DR图像处理方法，其特征在于，所述创建探测器噪声分担数据表，具体为：采集N1组探测器基底数据：D10、D11、……、D1N1-1，N1为人为预设值；生成噪声分担数据表：Dmap=Σi=0N1-1D1i]]>3.根据权利要求1所述的一种低剂量DR图像处理方法，其特征在于，所述创建探测器信号基准值，具体为：采集N2组探测器基底数据：D20、D21、……、D2N2-1，N2为人为预设值；生成探测器信号基准值：Dbase=Σi=0N2-1D2iN2]]>4.根据权利要求1所述的一种低剂量DR图像处理方法，其特征在于，所述探测器噪声抑制后图像为：Id=((Iori+Dmap)N1+1-Dbase)×(N1+1)]]>其中，Iori为初始图像，即探测器噪声抑制对象，Dmap为噪声分担数据表，Dbase为探测器信号基准值，N1为噪声分担数据表中探测器基底数据的组数。5.根据权利要求1所述的一种低剂量DR图像处理方法，其特征在于，所述压制
\t探测器噪声抑制后图像的离散极值点，包括以下步骤：对探测器噪声抑制后图像进行直方图统计；跟据直方图统计结果计算极值点阈值：Tdh＝imax×rh其中，imax为直方图统计结果中最大的图像像素点值，rh为预设极值点统计比率；在直方图统计结果中，对灰度值i≥Tdh的值进行求和，若和值大于等于预设阈值，则判定为无异常极值点；否则进行极值点压缩处理，即将图像中介于Tdh和imax之间的像素点压缩到Tdh和预设值idst之间。6.根据权利要求1所述的一种低剂量DR图像处理方法，其特征在于，所述多层级区域化图像重构和图像融合包括以下步骤：根据预设的当前层级所包含独立区域的维数，以及平板像素的维数，计算每一个独立区域对应的平板像素维数；根据预设的偏执度，在水平和垂直两个维度对独立区域进行偏移形成偏执区域；对各层级独立区域及偏执区域进行空间拉伸；创建同一层级独立区域与偏执区域融合曲线；进行同一层级独立区域与偏执区域融合；进行层级间图像融合。7.根据权利要求6所述的一种低剂量DR图像处理方法，其特征在于，所述空间拉伸包括以下步骤：首先创建像素值映射函数：f(j)=Σj=0idst-1njN×(iup-idn)+idn]]>其中，j为I0中像素的灰度值，nj为独立区域和偏执区域内像素灰度值为j的像素点的数目，N为独立区域和偏执区域包含的像素点数目，idst为预设灰度
\t值，iup为区域最大值调整上限，idn为区域最大值调整下限，N为独立区域和偏执区域包含的像素点数目；通过函数f将同I0对应的独立区域和偏执区域中的像素灰度值从j调整到f(j)，I0为压制离散极值点后输出的图像。8.根据权利要求1所述的一种低剂量DR图像处理方法，其特征在于，所述组织多极融合包括以下步骤：创建组织权重曲线：lut(i)=ei/c-e-i/cei/c+e-i\...

【专利技术属性】
技术研发人员：杨本强，周传丽，朱洪峰，金荣飞，张立波，张启林，
申请(专利权)人：辽宁开普医疗系统有限公司，
类型：发明
国别省市：辽宁;21