CN102930574A - 一种数字平板胃肠机的图像整体拼接方法及系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种数字平板胃肠机的图像整体拼接方法及系统。所述方法首先利用狭缝透视拼接系统进行图像采集，得到一组透视图像序列；选取所述透视图像序列中每一帧图像中心区域的一条狭缝；对每个狭缝中的灰度值赋予不同的权重，均衡图像灰度值；根据相邻两帧图像的狭缝相对位移变化进行插值算法，将相邻两帧图像的狭缝区域进行插值拼接；将所采集到图像的狭缝拼接到一起，完成所述图像的整体拼接。该方法能够有效改善传统整体拼接系统中图像拼接缝隙明显，非拼接层位拼接错位较大，以及操作复杂，皮肤计量过大的问题，从而提高了整体拼接后的图像质量，避免了由图像错位造成的医学误诊，增强了数字胃肠机整体拼接的可靠性。

Description

一种数字平板胃肠机的图像整体拼接方法及系统

技术领域

本发明涉及医疗设备技术领域，尤其涉及一种数字平板胃肠机的图像整体拼接方法及系统。

背景技术

目前，在医疗设备技术领域中，胃肠等消化道的检查主要依靠两种手段进行：医用诊断X射线机以及胃镜。前者病人痛苦感觉少，能检查上下消化道的各种病变，后者能近距离观察胃等部位的病变情况。医用诊断X射线机主要由以下几部分组成：X射线高压发生装置，管球，诊断床，限束器，图像采集以及处理单元，以及附属部件等。X射线高压发生装置的作用是产生高压，管球和限束器的作用是产生所需的X射线，诊断床作为患者支撑部件，图像采集以及处理单元将X射线变为可见光，将可见光通过CCD芯片转变成数字信号，通过计算机处理后变成可视图像显示并存储传输等。

随着技术的发展，医用诊断X射线机的应用领域也发生了很大的变化，由最初的透视，发展到后来的消化道检查，到现在平板胃肠的兴起。检查的部位也非常丰富，如“Ｔ”管造影、消化道钡餐、静脉肾盂造影、逆行肾输尿管造影、子宫输卵管碘油造影等。胃肠道属于空腔的结构，由于生理原因，以及周围心脏、肺等的周期运动，造成胃肠道处于舒张收缩的交替变化中，此运动对图像有一定的影响，会造成图像模糊，医用诊断X射线机在解决图像模糊方面比CT和MRI具有一定的优势。

在骨科应用方面，医用诊断X射线机也发挥了重要的作用，特别是在图像拼接方面的应用，而现有的图像整体拼接系统中，都是运用点片图像进行拼接，拼接后的图像拼接缝隙明显，非拼接层位拼接错位较大，同时操作复杂，对病人先透视定位，后点片拼接造成皮肤计量过大。

发明内容

本发明的目的是提供一种数字平板胃肠机的图像整体拼接方法及系统，能够有效改善传统整体拼接系统中图像拼接缝隙明显，非拼接层位拼接错位较大，以及操作复杂，皮肤计量过大的问题，从而提高了整体拼接后的图像质量，避免了由图像错位造成的医学误诊，增强了数字胃肠机整体拼接的可靠性。

本发明的目的是通过以下技术方案实现的，一种数字平板胃肠机的图像整体拼接方法，所述方法包括：

利用狭缝透视拼接系统对拟拼接的部位进行X光图像采集，得到一组透视图像序列；

选取所述透视图像序列中每一帧图像中心区域的一条狭缝；

对每个狭缝中的灰度值赋予不同的权重，均衡图像灰度值；

根据相邻两帧图像的狭缝相对位移变化进行插值算法，将相邻两帧图像的狭缝区域进行插值拼接；

将所采集到图像的狭缝拼接到一起，完成所述图像的整体拼接。

所述利用狭缝透视拼接系统进行图像采集，得到一组透视图像序列，具体包括：

狭缝透视拼接系统中的影像接收器进入普通透视模式，高压发生装置进入每秒30帧脉冲透视模式，限速器调整到所需的狭缝大小；

所述影像接收器和X射线管组件运动到图像拼接的起始位，进行图像采集，直到所述影像接收器和X射线管组件运动到图像拼接的终止位，得到一组透视图像序列。

所述对每个狭缝中的灰度值赋予不同的权重，均衡图像灰度值，具体包括：

根据每个狭缝的宽度，设定狭缝图像各像素的权重值，均衡图像灰度值。

在完成所述图像的整体拼接之后，所述方法还包括：

将拼接后的图像输出到所述狭缝透视拼接系统中的数字图像系统。

一种数字平板胃肠机的图像整体拼接系统，所述拼接系统包括：

图像采集装置，用于利用狭缝透视拼接系统对拟拼接的部位进行X光图像采集，得到一组透视图像序列；

狭缝选取模块，用于选取所述图像采集装置所采集到的透视图像序列中每一帧图像中心区域的一条狭缝；

狭缝均衡模块，用于对所述狭缝选取模块选取出的每个狭缝中的灰度值赋予不同的权重，均衡图像灰度值；

图像插值处理模块，用于根据所述狭缝均衡模块处理后的相邻两帧图像的狭缝相对位移变化进行插值算法，将相邻两帧图像的狭缝区域进行插值拼接；

狭缝拼接模块，用于在所述图像插值处理模块处理之后，将所采集到图像的狭缝拼接到一起，完成所述图像的整体拼接。

所述狭缝透视拼接系统具体包括影像接收器、高压发生装置、限速器和X射线管组件，其中：

在进行图像采集时，所述影像接收器进入普通透视模式，所述高压发生装置进入每秒30帧脉冲透视模式，所述限速器调整到所需的狭缝大小；

所述影像接收器和所述X射线管组件运动到图像拼接的起始位，进行图像采集，直到所述影像接收器和所述X射线管组件运动到图像拼接的终止位，得到一组透视图像序列。

由上述本发明提供的技术方案可以看出，所述方法首先利用狭缝透视拼接系统进行图像采集，得到一组透视图像序列；选取所述透视图像序列中每一帧图像中心区域的一条狭缝；对每个狭缝中的灰度值赋予不同的权重，均衡图像灰度值；根据相邻两帧图像的狭缝相对位移变化进行插值算法，将相邻两帧图像的狭缝区域进行插值拼接；将所采集到图像的狭缝拼接到一起，完成所述图像的整体拼接。该方法能够有效改善传统整体拼接系统中图像拼接缝隙明显，非拼接层位拼接错位较大，以及操作复杂，皮肤计量过大的问题，从而提高了整体拼接后的图像质量，避免了由图像错位造成的医学误诊，增强了数字胃肠机整体拼接的可靠性。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域的普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他附图。

图1为本发明实施例提供的数字平板胃肠机的图像整体拼接方法流程示意图；

图2为本发明实施例所提供数字平板胃肠机的图像整体拼接系统的结构示意图；

图3为本发明实施例所提供狭缝透视拼接系统的结构示意图。

具体实施方式

下面结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明的保护范围。

本发明实施例提供的数字平板胃肠机的图像整体拼接方法及系统能够有效改善传统整体拼接系统中图像拼接缝隙明显，非拼接层位拼接错位较大，以及操作复杂，皮肤计量过大的问题。提高了整体拼接后的图像质量，避免了由图像错位造成的医学误诊，增强了数字胃肠机整体拼接的可靠性。下面将结合附图对本发明实施例作进一步地详细描述，如图1所示为本发明实施例提供的数字平板胃肠机的图像整体拼接方法流程示意图，所述方法包括：

步骤11：利用狭缝透视拼接系统对拟拼接的部位进行X光图像采集，得到一组透视图像序列。

在该步骤中，所述利用狭缝透视拼接系统进行图像采集，得到一组透视图像序列的具体过程为：

狭缝透视拼接系统中的影像接收器进入普通透视模式，高压发生装置进入每秒30帧脉冲透视模式，限速器调整到所需的狭缝大小；

所述影像接收器和X射线管组件运动到图像拼接的起始位，进行图像采集，直到所述影像接收器和X射线管组件运动到图像拼接的终止位，得到一组透视图像序列。

举例来说，将数字平板胃肠机DRF-1加入这套狭缝透视拼接系统。

步骤12：选取所述透视图像序列中每一帧图像中心区域的一条狭缝，完成对全序列图像的狭缝选取。

步骤13：对每个狭缝中的灰度值赋予不同的权重，均衡图像灰度值。

在该步骤中，所述对每个狭缝中的灰度值赋予不同的权重，均衡图像灰度值，具体包括：

首先根据每个狭缝的宽度，设定狭缝图像各像素的权重值，提高中心位置像素值的比重，降低后续的拼接过程中，中心位移对拼接结果的影响。

步骤14：根据相邻两帧图像的狭缝相对位移变化进行插值算法，将相邻两帧图像的狭缝区域进行插值拼接。

步骤15：将所采集到图像的狭缝拼接到一起，完成所述图像的整体拼接。

在该步骤中，完成狭缝插值算法之后，再将所采集到图像的狭缝拼接到一起，从而完成所述图像的整体拼接。

另外，在完成所述图像的整体拼接之后，还可以进一步将拼接后的图像输出到所述狭缝透视拼接系统中的数字图像系统，由数字图像系统对图像做进一步的处理，该数字图像系统是一套数字图像后处理算法，可以在降低图像噪声的基础上显著增强图像细节。

另外，在具体实现过程中，为了精确获得人体特定身体层面的拼接图像，还需要知道准确的拼接步长，上述拼接步长可以通过计算得出如下关系式：

$\mathrm{\λ}=\frac{\mathrm{sid}*v*t}{(\mathrm{sid}-\mathrm{pc}-\mathrm{cc})*p}$

其中λ为步长，v为滑车运动速度，t为透视采样间隔，sid为球管到探测器距离，pc为探测器到床面板距离，cc为身体层面到床面板距离，p为像素尺寸。其中cc需要医生根据需要自行输入，其他各参数都在出厂前设定。这样就有效的保证了对人体特定身体层面的精确拼接。

本发明实施例还提供了一种数字平板胃肠机的图像整体拼接系统，如图2所示为本发明实施例所提供系统的结构示意图，图2中所述拼接系统包括：

图像采集装置，用于利用狭缝透视拼接系统对拟拼接的部位进行X光图像采集，得到一组透视图像序列；

狭缝选取模块，用于选取所述图像采集装置所采集到的透视图像序列中每一帧图像中心区域的一条狭缝；

狭缝均衡模块，用于对所述狭缝选取模块选取出的每个狭缝中的灰度值赋予不同的权重，均衡图像灰度值；

图像插值处理模块，用于根据所述狭缝均衡模块处理后的相邻两帧图像的狭缝相对位移变化进行插值算法，将相邻两帧图像的狭缝区域进行插值拼接；

狭缝拼接模块，用于在所述图像插值处理模块处理之后，将所采集到图像的狭缝拼接到一起，完成所述图像的整体拼接。

具体实现中，如图3所示为本发明实施例所提供狭缝透视拼接系统的结构示意图，图3中狭缝透视拼接系统主要包括影像接收器4、高压发生装置1、限速器5和X射线管组件6，具体来说：

在进行图像采集时，所述影像接收器4进入普通透视模式，所述高压发生装置1进入每秒30帧脉冲透视模式，所述限速器5调整到所需的狭缝大小；

所述影像接收器4和所述X射线管组件6运动到图像拼接的起始位，进行图像采集，直到所述影像接收器4和所述X射线管组件6运动到图像拼接的终止位，得到一组透视图像序列。

上述狭缝透视拼接系统中还包括有数字图像系统2和诊断床3，在完成所述图像的整体拼接之后，还可以进一步将拼接后的图像输出到数字图像系统2，由数字图像系统2对图像做进一步的处理。

综上所述，本发明实施例所提供的数字平板胃肠机的图像整体拼接方法及系统只需将球管和探测器移动到起始拼接位开始透视采样，直到结束拼接位停止透视采集，并且在透视过程中限速器开口很小，一次拼接的皮肤计量仅是限速器很小开口下拼接区域的一次透视计量，相比传统整体拼接系统，先透视确定拼接部位，再点片采样拼接。将一次整体拼接所需的皮肤计量减小到了传统整体拼接系统的一半以下，减小了射线对人身造成的伤害。

同时，可以精确确定拼接的身体层面，运用透视图像拼接，采样间隔很短，每一个部位在多幅图像中出现，叠加过程中显著的减小的随机噪声，并且模糊了非拼接层面，增强了拼接层面的视觉效果。相比传统整体拼接系统，非拼接层面错位明显，干扰拼接层面的医学诊断，图像质量有了很大的提高。

另外，该系统操作简单、降低操作时间，减少了病人在设备上长时间保持不动的时间。相比传统整体拼接系统的透视后点片采样，仅需一次透视所需时间，将病人保持不动的时间缩小一半，提高了拼接的成功率，避免了对人身可能造成的伤害。

以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明披露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应该以权利要求书的保护范围为准。

Claims (6)

1.一种数字平板胃肠机的图像整体拼接方法，其特征在于，所述方法包括：

利用狭缝透视拼接系统对拟拼接的部位进行X光图像采集，得到一组透视图像序列；

选取所述透视图像序列中每一帧图像中心区域的一条狭缝；

对每个狭缝中的灰度值赋予不同的权重，均衡图像灰度值；

根据相邻两帧图像的狭缝相对位移变化进行插值算法，将相邻两帧图像的狭缝区域进行插值拼接；

将所采集到图像的狭缝拼接到一起，完成所述图像的整体拼接。

2.如权利要求1所述数字平板胃肠机的图像整体拼接方法，其特征在于，所述利用狭缝透视拼接系统进行图像采集，得到一组透视图像序列，具体包括：

狭缝透视拼接系统中的影像接收器进入普通透视模式，高压发生装置进入每秒30帧脉冲透视模式，限速器调整到所需的狭缝大小；

所述影像接收器和X射线管组件运动到图像拼接的起始位，进行图像采集，直到所述影像接收器和X射线管组件运动到图像拼接的终止位，得到一组透视图像序列。

3.如权利要求1所述数字平板胃肠机的图像整体拼接方法，其特征在于，所述对每个狭缝中的灰度值赋予不同的权重，均衡图像灰度值，具体包括：

根据每个狭缝的宽度，设定狭缝图像各像素的权重值，均衡图像灰度值。

4.如权利要求1所述数字平板胃肠机的图像整体拼接方法，其特征在于，在完成所述图像的整体拼接之后，所述方法还包括：

将拼接后的图像输出到所述狭缝透视拼接系统中的数字图像系统。

5.一种数字平板胃肠机的图像整体拼接系统，其特征在于，所述拼接系统包括：

图像采集装置，用于利用狭缝透视拼接系统对拟拼接的部位进行X光图像采集，得到一组透视图像序列；

狭缝选取模块，用于选取所述图像采集装置所采集到的透视图像序列中每一帧图像中心区域的一条狭缝；

狭缝均衡模块，用于对所述狭缝选取模块选取出的每个狭缝中的灰度值赋予不同的权重，均衡图像灰度值；

图像插值处理模块，用于根据所述狭缝均衡模块处理后的相邻两帧图像的狭缝相对位移变化进行插值算法，将相邻两帧图像的狭缝区域进行插值拼接；

狭缝拼接模块，用于在所述图像插值处理模块处理之后，将所采集到图像的狭缝拼接到一起，完成所述图像的整体拼接。

6.如权利要求5所述数字平板胃肠机的图像整体拼接系统，其特征在于，所述狭缝透视拼接系统具体包括影像接收器、高压发生装置、限速器和X射线管组件，其中：

在进行图像采集时，所述影像接收器进入普通透视模式，所述高压发生装置进入每秒30帧脉冲透视模式，所述限速器调整到所需的狭缝大小；

所述影像接收器和所述X射线管组件运动到图像拼接的起始位，进行图像采集，直到所述影像接收器和所述X射线管组件运动到图像拼接的终止位，得到一组透视图像序列。

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