CN102426694A - 一种基于Alpha通道位图技术的图像融合方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种基于Alpha通道位图技术的图像融合方法，具体来说，公开了一种基于Alpha通道位图技术的多模态医学图像的融合方法，它属于图像处理技术领域。其步骤包括：1)输入需要融合的源图像；2)求得权重K；3)将源图像进行色彩拉伸；4)通过位图编码方法对拉伸后的图像进行处理，加载伪彩色盘；5)利用Alpha通道做加权融合，生成融合后的图像。本发明针对传统的两种融合方法进行了改进，在保证图像清晰的同时，也可以快速加载伪彩色盘，方便调节融合双方的权重，方法简单，使用方便灵活，适合临床快速的调节和显示。

Description

一种基于Alpha通道位图技术的图像融合方法

技术领域

本发明涉及一种图像处理技术领域，尤其指一种基于Alpha通道位图技术的多模态医学图像的融合方法。

背景技术

在现有技术中，在医学影像领域中，多模态(例如正电子发射成像PET，计算机断层成像CT和核磁共振成像MR等)的联合诊断已经变成了一个非常重要和前沿的研究课题。经过精确配准的多模态图的融合显示是可视化临床诊断的关键。然而，有别于传统的图像，医学图像融合显示具有两个特点。首先，医学图像具有非常宽的动态范围。例如，CT图一般采用12bit编码，PET图甚至采用32bit编码，字长都远远大于主流显示器的色彩位宽。其次，被融合的其中一组图像需要做特殊的伪彩色映射，临床还要求融合的比重可以调节。

从图像处理的角度看，医学图像的融合显示是一种特殊的图像融合技术。即给定两组灰度图像A和B，首先将图像B用一个给定的伪彩色盘进行映射，得到一组伪彩色图C，然后将A和C做融合得到融合图像D。医生可以任意的快速加载伪彩色盘，以及调节图像D中A和C的权重。传统的融合技术主要有两项，色彩抖动融合法和加权平均融合法。色彩抖动法采用国际象棋盘的融合方案，图A按照黑格采样，图C按照白格采样。这种方法显而易见的缺点就是丢失了图A和图C各一半信息，因此这种方法得到的图像清晰度比较差。加权平均法稍微复杂，对图A进行扩展，得到其彩色图A′，其中RGB三通道的值相等，且等于原像素灰度值，接着采用一个可调的权重因子K，0≤K≤1和1-K分别对A′和C进行加权。后者虽然能得到更为清晰的图像，然而计算更为复杂。首先，法二每次需要根据伪彩色盘产生图像C，因此灵活度较差，不适合临床快速的调节和显示。而且伪彩色图并未增加原图信息量，因此将灰度图映射成彩色图时费时费力，没有很好的利用伪彩色盘的特性。另外，由于法二的像素加权值会溢出，因此最后的结果图仍旧需要做动态范围拉伸，需要额外的计算量。法二的清晰度要远远优于法一，但法二的灵活度却不如法一。这项技术的难点在于如何进行清晰且灵活快速的实现图像融合。

发明内容

为克服现有技术中存在的问题，本发明提供一种基于Alpha通道位图技术的图像融合方法，充分利用伪彩色盘的特性，清晰且灵活快速的实现图像融合。

为解决上述技术问题，本发明采用了如下技术方案：

一种基于Alpha通道位图技术的图像融合方法，其步骤包括：1)输入需要融合的源图像；2)求得权重K；3)将源图像进行色彩拉伸；4)通过位图编码方法对拉伸后的图像进行处理，加载伪彩色盘；5)利用Alpha通道做加权融合，生成融合后的图像。

优选地，所述源图像为下列模态之一：医学共振MR成像、计算机断层摄影CT成像、正电子发射光谱PET成像、单光子发射计算机断层摄影SPECT成像。

优选地，所述权重K通过用户设定的源图像各自的Alpha通道值得到。

优选地，步骤3)中所述的色彩拉伸采用窗宽窗位法实现，计算新像素V，的过程包括：从图像中读出窗宽W和窗宽C；对原始像素V做三步法处理，求得新像素V’。

优选地，步骤4)中所述位图编码方法中，通过更改色彩索引表来快速加载伪彩色盘。

优选地，步骤4)中所述位图编码方法为RGB位图编码方法。

本发明针对传统的两种融合方法进行了改进，在保证图像清晰的同时，也可以快速加载伪彩色盘，方便调节融合双方的权重；采用位图编码方法，将图片原有颜色用颜色表的索引来表示，色彩索引表是独立于原始像素的一个单独的数据段，通过更改色彩索引表可以快速加载医用伪彩色盘；利用Alpha通道做加权融合，调节权重K就仅需要通过设定图像的透明度值就可以实现，非常快速灵活。

附图说明

图1为本发明方法的流程图。

具体实施方式

为了使本技术领域的人员更好的理解本发明实施方式的方案，下面结合附图对本发明的具体实施方式作进一步详细的说明。

本发明的发明思想为：首先输入需要融合的源图像，再采用位图编码方法，将图片原有颜色用颜色表的索引来表示，色彩索引表是独立于原始像素的一个单独的数据段，通过更改色彩索引表可以快速加载医用伪彩色盘；最后，利用Alpha通道做加权融合，通过设定图像的透明度值就可以实现调节权重K，生成融合后的图像。

一种基于Alpha通道位图技术的图像融合方法，包括如下步骤：

1)输入需要融合的源图像图A和图B；

需要融合的源图像通常可以是医学共振MR成像、计算机断层摄影CT成像、正电子发射光谱PET成像、单光子发射计算机断层摄影SPECT成像。显然，需要融合的图像是同一部位的图像。比如，可以是不同模态的脑部图像。在进行融合时，要求输入的两幅源图像是经过预配准后的图像，即对于一幅图像与另一幅图像上的对应点达到空间上的一致，即同一点在两张匹配图像上有相同的空间位置。

2)求得权重K；

权重可以由用户设定，通过用户设定的源图像各自的Alpha通道值可得到。Alpha通道，是在原有的图片编码方法基础上，增加像素的透明度信息。图形处理中，通常把RGB三种颜色信息称为红通道、绿通道和蓝通道，相应的把透明度称为Alpha通道。对于用户来说，权重K就是图像的透明度的比值。

3)将源图像图A和图B进行色彩拉伸；

采用窗宽窗位法实现。过程包括：从图像中读出窗宽W和窗宽C；对原始像素V做如下的三步法处理，求的新像素，即分别将图A和图B量化至8bit区间内，记为V_A′，V_B′；

$V>(C+\frac{W}{2})?255:(C+\frac{W}{2});$

$V<(C-\frac{W}{2})?0:(C-\frac{W}{2});$

$V^{\&prime;}=\frac{V-(C-\frac{W}{2})}{W}\&times;255.$

4)通过位图编码方法对拉伸后的图像进行处理，加载伪彩色盘。

本实施方式采用RGB位图编码方法。

(1)建立临时图C，利用下列公式将V_A′复制入像素段，其颜色索引表P采用默认灰度颜色索引表，即对第i个索引值，

P_R[i]＝P_G[i]＝P_B[i]＝i，P_A[i]＝K。

(2)建立临时图D，利用下列公式将V_B′复制入像素段，其颜色索引表P采用伪彩色盘U，即对第i个索引值，

P_R[i]＝U_R[i]

P_G[i]＝U_G[i]

P_B[i]＝U_B[i]，   P_A[i]＝1-K

其中P_R，P_G，P_B，P_A分别是R，G，B，A这四个通道的颜色索引值。

5)利用Alpha通道做加权融合，生成融合后的图像。

在需要显示的区域，绘制临时图C，接着绘制临时图D，就得到了所需的加权融合图像。

按照本发明实施例的方法得到的融合图像，图像清晰，方法简单，使用方便灵活，适合临床快速的调节和显示。

本发明不局限于上述具体实施方式，所属领域的技术人员应该明白，在不脱离所附权利要求书所限定的本发明的精神和范围内，在形式上和细节上对本发明做出各种变化，均为本发明的保护范围。

Claims (7)

1.一种基于Alpha通道位图技术的图像融合方法，其特征在于，其步骤包括：1)输入需要融合的源图像；2)求得权重K；3)将源图像进行色彩拉伸；4)通过位图编码方法对拉伸后的图像进行处理，加载伪彩色盘；5)利用Alpha通道做加权融合，生成融合后的图像。

2.根据权利要求1所述的一种基于Alpha通道位图技术的图像融合方法，其特征在于，所述源图像为下列模态之一：医学共振MR成像、计算机断层摄影CT成像、正电子发射光谱PET成像、单光子发射计算机断层摄影SPECT成像。

3.根据权利要求1所述的一种基于Alpha通道位图技术的图像融合方法，其特征在于，所述权重K通过用户设定的源图像各自的Alpha通道值得到。

4.根据权利要求1所述的一种基于Alpha通道位图技术的图像融合方法，其特征在于，步骤3)中所述的色彩拉伸采用窗宽窗位法实现。

5.根据权利要求4所述的一种基于Alpha通道位图技术的图像融合方法，其特征在于，步骤3)中所述窗宽窗位法计算新像素V’的过程包括：

(1)从图像中读出窗宽W和窗宽C；

(2)对原始像素V做如下处理，求的新像素V’：

$V>(C+\frac{W}{2})?255:(C+\frac{W}{2});$

$V<(C-\frac{W}{2})?0:(C-\frac{W}{2});$

$V^{\&prime;}=\frac{V-(C-\frac{W}{2})}{W}\&times;255.$

6.根据权利要求1所述的一种基于Alpha通道位图技术的图像融合方法，其特征在于，步骤4)中所述位图编码方法中，通过更改色彩索引表来快速加载伪彩色盘。

7.根据权利要求6所述的一种基于Alpha通道位图技术的图像融合方法，其特征在于，步骤4)中所述位图编码方法为RGB位图编码方法。

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