CN104299187B - X射线摄影系统的图像处理方法及装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种X射线摄影系统的图像处理方法及装置。所述方法包括：提取输入图像对应的LUT曲线；选取LUT曲线上的至少一点并基于所选取的点调整所述LUT曲线以得到调整后的LUT曲线；根据所述调整后的LUT曲线和所述输入图像生成输出图像。所述装置对应地包括提取单元、选取调整单元及生成单元。本发明能够克服DR系统图像处理过程中的局限性，提高系统输出图像的清晰度。

Description

X射线摄影系统的图像处理方法及装置

技术领域

本发明涉及医疗设备领域，特别涉及一种X射线摄影系统的图像处理方法及装置。

背景技术

数字化X射线摄影(DR，Digital Radiography)系统中，在对一个检查部位进行一次曝光后，检测器接受到透过人体的X射线并通过模拟/数字转换，得到原始图像，以下简称数字化X射线摄影系统为DR系统。

DR系统的原始图像包含了丰富的组织和器官信息，根据医生对特定检查部位的诊断需求，通过一套经过优化调节的算法对原始图像进行图像处理，可以得到符合临床诊断需求的图像。上述图像处理包括对输入图像进行降噪、LUT调整、组织均衡及图像增强等处理过程。DR系统的图像是数字化图像，对其进行图像处理能够满足不同的图像显示要求。

现有技术在对DR图像进行处理的过程中，关心所拍摄的各组织结构内的显示差异，这些拍摄部位的显示差异能够指导医生诊断。在临床应用时，对应不同拍摄部位及拍摄部位的不同区域，其图像的显示亮度、对比度等要求是根据临床实际需要而实时变化的，这涉及图像的灰度级变换。

图像处理中，灰度级变换是通过查表的方式实现的，因此灰度级变换也被称为查找表(LUT，Look Up Table)变换，即LUT变换。现有技术常使用LUT曲线对所输入的DR图像的灰度进行调整。

LUT曲线定义了输入图像与输出图像之间对应像素点的灰度值的对应关系。现有技术通过选择存储在DR系统内的LUT曲线对输入图像进行调整。比如DR系统内一般存储了适合于骨骼及胸部等拍摄部位的几类LUT曲线，当拍摄部位为骨骼，临床选择骨骼所对应的LUT曲线对输入图像(所述输入图像可以是DR系统的原始图像，也可以是待调整的其它DR系统的图像）进行灰度调整，以获得与临床观测骨骼图像所需亮度、对比度等显示要求相符合的输出图像。

但是，上述DR系统图像处理过程是具有局限性的，特别是在系统对图像的灰度调整过程中只能对系统内所存储的LUT曲线进行响应：系统内所存储的LUT曲线只是针对有限类别的拍摄部位所提供的，可能不适用所有拍摄部位，因而当临床对不同拍摄部位进行拍摄时，所选取的LUT曲线可能并不是针对该拍摄部位的，LUT曲线对拍摄部位的适用存在局限性。

此外，考虑到不同的拍摄条件，即使对于相同的拍摄部位，每次拍摄的图像效果存在差异(即输入图像各像素的灰度值对于不同拍摄条件有差别)，因而，即使是对图像适用对应拍摄部位的LUT曲线，该图像灰度调整后所输出的图像也可能不尽如人意。

可知：现有技术的图像处理方式至少存在灰度调整的局限性，这种灰度调整的局限会影响输出图像的显示效果。

发明内容

本发明技术方案所解决的技术问题是：如何克服DR系统图像处理过程中的局限性以获得拍摄部位较为清晰的输出图像。

为了解决上述技术问题，本发明技术方案提供了一种X射线摄影系统的图像处理方法，包括：

提取输入图像对应的LUT曲线；

选取LUT曲线上的至少一点并基于所选取的点调整所述LUT曲线以得到调整后的LUT曲线；

根据所述调整后的LUT曲线和所述输入图像生成输出图像。

可选的，所提取的LUT曲线与系统的类别对应且预先存储在系统中。

可选的，所提取的LUT曲线与系统的不同拍摄部位对应且预先存储在系统中。

可选的，所述LUT曲线用于表示所述输入图像中像素点的灰度值与该像素点在输出时的灰度值之间的映射关系。

可选的，所述输入图像对应的LUT曲线是由若干原始离散点拟合而成，所述原始离散点以所述输入图像中像素点的灰度值和该像素点在输出时的灰度值定义。

可选的，所述所选取的点为所述原始离散点。

可选的，所述所选取的点是所述LUT曲线的预定曲线段上的点，所述预定曲线段包括接近曲线最大值的曲线段、接近曲线最小值的曲线段、曲率最高的曲线段和曲率最低的曲线段中的至少一曲线段。

可选的，所述基于所选取的点调整所述LUT曲线包括：

移动所述所选取的点以获得对应点；

根据所述对应点和所述LUT曲线上的其它点拟合形成所述调整后的LUT曲线。

可选的，所述拟合为线性拟合、多项式曲线拟合、曲线的参数拟合和曲线的非参数拟合中的一种。

可选的，所述选取LUT曲线上的至少一点并基于所选取的点调整所述LUT曲线以得到调整后的LUT曲线包括：

根据输入图像的直方图设定LUT曲线上所选取的n个点，所述n个点将所述LUT曲线分为n+1个部分，所述输入图像的直方图为所述输入图像中不同灰度级的像素点出现的次数，n为大于或等于1的自然数；

根据系统的拍摄部位改变对应n+1个部分中的至少一个部分的斜率以形成调整后的LUT曲线。

可选的，所述根据所述调整后的LUT曲线和所述输入图像生成输出图像包括：

根据所述调整后的LUT曲线改变所述输入图像各像素点的灰度值以形成所述输出图像。

可选的，所述X射线摄影系统的图像处理方法还包括：

显示所述输出图像以判断所述输出图像是否满足临床观察要求；

若所述输出图像不满足临床观察要求，则将所述调整后的LUT曲线重新进行调整，重复得到调整后的LUT曲线和生成输出图像的步骤，再次生成输出图像。

为了解决上述技术问题，本发明技术方案还提供了一种X射线摄影系统的图像处理装置，包括：

输入单元，用于接收输入图像；

提取单元，用于提取所述输入图像对应的LUT曲线；

选取调整单元，用于选取LUT曲线上的至少一点并基于所选取的点调整所述LUT曲线以得到调整后的LUT曲线；

生成单元，用于根据所述调整后的LUT曲线和所述输入图像生成输出图像。

可选的，所述选取调整单元包括：

移动单元，用于移动所述所选取的点以获得对应点；

拟合单元，用于根据所述对应点和所述LUT曲线上的其它点拟合形成所述调整后的LUT曲线。

可选的，所述选取调整单元包括：

设定单元，用于根据输入图像的直方图设定LUT曲线上所选取的n个点，所述n个点将所述LUT曲线分为n+1个部分，所述输入图像的直方图定义为所述输入图像中不同灰度级的像素点出现的次数，n为大于或等于1的自然数；

斜率改变单元，用于根据系统的拍摄部位改变对应n+1个部分中的至少一个部分的斜率以形成调整后的LUT曲线。

可选的，所述生成单元包括：

灰度调整单元，用于根据所述调整后的LUT曲线改变所述输入图像各像素点的灰度值以形成所述输出图像。

可选的，所述X射线摄影系统的图像处理装置还包括：

显示单元，用于显示所述输出图像以判断所述输出图像是否满足临床观察要求；

若所述输出图像不满足临床观察要求，所述选取调整单元对所述调整后的LUT曲线重新进行调整，所述生成单元根据重新调整后的LUT曲线再次生成输出图像。

本发明技术方案的有益效果至少包括：

通过调整输入图像的LUT曲线以得到符合图像显示要求的LUT曲线，克服了图像处理中灰度调整的局限性：通过调整所提取LUT曲线上对应图像所需调整部分的灰度值的点，不仅能够在图像整体上满足所需亮度、对比度的临床观测要求，对于图像的局部特征也能够通过LUT曲线的处理而清晰展现。

不同于现有技术仅利用系统所存储的几类LUT曲线对图像进行处理，本发明技术方案使输入图像的LUT曲线可根据输入图像的不同拍摄部位及拍摄条件实时变化，调整出益于应用的LUT曲线，可产生符合所述拍摄部位和拍摄条件的LUT曲线形态以供图像处理，富有良好的曲线延展性能及临床适应性。

在可选方案中，所述系统类别实质是指上述拍摄条件，即对拍摄对象进行拍摄的DR系统类型、DR系统进行一次拍摄时的参数设置等；输入图像所对应的LUT曲线可以是在系统内预选存储的、对应有限类拍摄部位或系统类别的已设定LUT曲线中提取。从这些已设定LUT曲线内提取所述输入图像对应的LUT曲线是为了可以从系统固定的LUT曲线中挑选到与图像显示要求较为相近的LUT曲线，基于这类LUT曲线可以以较小调整范围改变所提取的LUT曲线形态，使图像处理的效率更高些。

在可选方案中，还提供了至少两种曲线调整方式：从预定曲线段上调整图像灰度能够使灰度调整更为明确与简便，增强图像处理的准确度；根据图像的直方图设定LUT曲线上的不同部分是为了更好地将LUT曲线上的部分与输入图像的局部图像相对应，是对局部图像像素点的灰度值进行重新定义的优选实施方式。

本发明技术方案涉及将DR系统的图像处理与可供调整的LUT曲线相结合，不仅能够对整体输入图像的灰度值进行调整，还可以对局部输入图像的灰度值进行个别调整，使系统的输出能够满足拍摄部位或拍摄部位的不同区域的临床显示要求，增加了DR系统的处理功能。

附图说明

图1为系统所存储的一条LUT曲线示意图；

图2为系统所存储的对应图1所示LUT曲线的原始离散点表格队列示意图；

图3为本发明实施例1的X射线摄影系统的图像处理方法的流程示意图；

图4为本发明实施例1中实现步骤S101的一种具体方式的流程示意图；

图5为本发明实施例1中所提取LUT曲线上预定曲线段示意示意图；

图6为本发明实施例1中调整所选取离散点位置以形成调整后的LUT曲线段的示意示意图；

图7为本发明实施例1中所形成的调整后的LUT曲线段的示意图；

图8为本发明实施例2中实现步骤S101的一种具体方式的流程示意图；

图9为本发明实施例2根据输入图像直方图对LUT曲线进行划分的过程示意图；

图10为本发明实施例3的X射线摄影系统的图像处理方法的流程示意图。

具体实施方式

现有技术通过选择存储在DR系统内的LUT曲线对输入图像进行处理。比如DR系统内一般存储了适合于膝关节侧位及腹部后前位等拍摄部位的几类LUT曲线，当拍摄部位为膝关节侧位，临床选择膝关节侧位所对应的LUT曲线对输入图像(所述输入图像可以是DR系统对所述膝关节侧位进行拍摄所得的原始图像，也可以是待调整的其它DR系统对所述膝关节侧位进行拍摄所得的图像)进行灰度调整，以获得符合临床观测膝关节侧位所需显示要求的输出图像，所述显示要求涉及显示的亮度、对比度等衡量标准。

LUT曲线实际是由系统内既定的表示输入图像与输出图像灰度级映射关系的离散点拟合而成的一条曲线。一般系统是通过存储代表各离散点的表格队列来记录对应的LUT曲线的：

如图1所示的一条LUT曲线(曲线b0)及图2所示的系统所存储的对应该LUT曲线的原始离散点的表格队列(表格队列a0)，曲线b0定义了输入图像像素点灰度值与输出图像对应像素点灰度值之间的映射关系，可以通过表格队列a0查找实现：比如图1中，离散点m1～m16对应X轴坐标的灰度值分别为1024、2048、3072、4096、5120、6144、7168、8192、9216、10240、11264、12288、13312、14336、15360、16383，从系统存储的对应曲线b0的表格队列可寻找到离散点m1～m16对应Y轴坐标的灰度值(这些离散点对应Y轴坐标的灰度值，指代了输入图像里灰度值与该离散点所对应X轴坐标的灰度值相同的那些像素点，在图像输出时的灰度值)为8、30、92、263、721、1868、4327、8191、12056、14515、15662、16119、16290、16352、16375、16383。比如图1中，对于离散点m10，其X轴坐标的灰度值X10为10240，其Y轴坐标的灰度值Y10为14515，离散点m10指代了输入图像里灰度值为10240的所有像素点，这些像素点在输入图像输出时的灰度值为14515。

DR系统内所存储的适合于膝关节侧位及腹部后前位等拍摄部位的几类LUT曲线，实际是在DR系统内存储了若干种LUT表格队列，以供临床选择并指导临床图像的灰度调整。

但在现有技术的临床应用中，对于输入的DR图像，只能选择一条上述的以LUT表格队列记录形成的LUT曲线，并且，所选择的LUT曲线仅是系统设定提供的，通过该LUT曲线进行图像处理后的输出图像可能不满足临床的显示要求。

因此，在处理图像中提供一条满足输出图像所期待显示特性的LUT曲线是解决本发明技术问题的重要手段。

考虑到：LUT曲线是基于DR系统内部所存储的LUT表格队列而形成的，LUT表格队列记录了反映图像各像素点输入时和输出时灰度值映射关系的离散点。如果能在DR系统处理图像的过程中改变这些离散点中的至少一个，并且根据改变离散点后的LUT表格队列拟合成当前系统的一条新的LUT曲线，是可以实现图像处理过程中LUT曲线形态的改变的；LUT曲线的形态既然是可以改变的，那么可以调整LUT曲线的形态为所期待的LUT曲线。

实施例1

基于上述思路，本实施例提供了一种X射线摄影系统的图像处理方法，如图3所示，包括：

步骤S100，提取输入图像对应的LUT曲线。

在本步骤中，所述输入图像为DR系统拍摄所得的图像或外部输入至DR系统以待处理的输入图像。所提取的输入图像对应的LUT曲线可以是预先存储在DR系统中任意一条LUT曲线，也可以是根据临床需要提取的与拍摄部位对应的LUT曲线，或与所述拍摄部位相关的其他部位对应的LUT曲线。

所提取的LUT曲线可以是与系统的类别对应且预先存储在系统中的，也可以是更进一步的与系统的不同拍摄部位对应且预先存储在系统中，由于系统内的LUT曲线可以有多条，预先存储的LUT曲线可以是考虑系统的类别及系统的不同拍摄部位因素综合形成的。

需要说明的是，所述系统的类别是指与DR系统的类型及生产厂商相关的系统自身硬件条件的因素，包括：

与DR系统的类型相关的拍摄参数设置因素，比如，根据不同类型的DR系统，对于同一拍摄部位的拍摄参数设置不同，系统拍摄参数的设置也不同，带来拍摄导致的需调整的显示上的缺陷也不尽相同，因而，为了克服因不同拍摄参数设置带来的显示缺陷，预先存储在系统中的LUT曲线对于不同的DR系统类型是不同的。

与DR系统的生产厂商相关的默认拍摄规则因素，即便对于同一DR系统的类型，因其生产厂商的不同，各厂商对于相同拍摄部位的默认拍摄规则也是不同的，这也使得各厂商制造下的DR系统的拍摄规则是相异的；为了克服因不同预定拍摄规则带来的显示缺陷，预先存储在不同生产厂商生产的DR系统中的LUT曲线对于不同生产厂商也是不同的。

LUT曲线是用于表示所述输入图像中像素点的灰度值与该像素点在输出时的灰度值之间的映射关系的，系统所预先存储的LUT曲线具体可以是以LUT表格队列的形式在系统中预先存储；对应一条LUT曲线的LUT表格队列同样记录了系统内所既定的表示输入图像与输出图像灰度级映射关系的离散点。LUT曲线在DR系统内部的XOY坐标系中的形成过程包括：

将系统预先存储的输入图像中像素点灰度值中的第一灰度值作为对应离散点的X坐标，将灰度值为第一灰度值的所有像素点在输出时所期望的第二灰度值作为对应离散点的Y坐标，以此形成XOY坐标系中的第一原始离散点；

将系统预先存储的输入图像中像素点灰度值中的第三灰度值作为对应离散点的X坐标，将灰度值为第三灰度值的所有像素点在输出时所期望的第四灰度值作为对应离散点的Y坐标，以此形成XOY坐标系中的第二原始离散点；

以此类推，在XOY坐标系中形成第三原始离散点、第四原始离散点等一系列原始离散点；系统预先存储的LUT曲线实际是根据由XOY坐标系中所形成的一系列原始离散点拟合而成的。

对于LUT曲线，输入图像中显示的灰度值相同的像素点，其在输出时其灰度值也是对应相同的，基于输入图像中所期待显示的拍摄部位包括灰度值相同和相近像素点的原理，可以通过LUT曲线使图像中所期待显示的拍摄部位输出像素点的灰度值差异于输出图像的其他像素点灰度值，以达到增强显示效果的目的。

继续参考图3，本实施例的图像处理方法还包括：

步骤S101，选取LUT曲线上的至少一点并基于所选取的点调整所述LUT曲线以得到调整后的LUT曲线。

结合步骤S100和本步骤可知，不同于现有技术的LUT曲线，本实施例所述LUT曲线实际是原始离散点拟合而成、以供实时调整的一条曲线。

如图4所示，所述基于所选取的点调整所述LUT曲线可进一步包括如下步骤：

步骤S1011，移动所选取的点以获得对应点；以及，

步骤S1012，根据所述对应点和所述LUT曲线上的其它点拟合形成所述调整后的LUT曲线。

在步骤S1011～S1012中，涉及如何移动所选取的点是基于一定规则的，这个规则与临床的显示要求相关。但由于临床的显示要求的具体规定仅是由临床的经验值限定，受现有临床技术的限制，因此，本实施例并不限定如何对所选取点进行移动。

所选取点可以是所提取LUT曲线的原始离散点，也可以是非原始离散点：系统可以在LUT曲线上着重显示供选择移动的离散点，临床选择LUT曲线上的点可以依据LUT曲线上着重显示的离散点做出选择。

对应步骤S1011～S1012，仅需移动所选择的至少一个离散点即可实现LUT曲线的调整：

当所选取的点为原始离散点时，移动至少一个原始离散点以调整LUT曲线的方式至少包括如下两种：

其一，仅移动所选中的原始离散点：

系统更新所述原始离散点的X坐标的灰度值和Y坐标的灰度值，并依据改变后的原始离散点序列，重新拟合所述LUT曲线。

其二，移动所选中的原始离散点以移动所选中原始离散点所在曲线段：

这种方式本质上是在LUT曲线对应的表格队列中的新加入了所述曲线段上的一些新的离散点，系统记录所述新的离散点的X坐标的灰度值和Y坐标的灰度值，并更新所选中原始离散点的X坐标的灰度值和Y坐标的灰度值，依据改变后的原始离散点序列(包括了新的离散点和原始离散点的离散点序列)，重新拟合所述LUT曲线。

当然，所选取的点还可以是系统预先设置在该LUT曲线的预定曲线段上的点。预定曲线段上的点可能包括原始离散点和非原始离散点。

当所选取的点为所述预定曲线段上的点时，系统同样地可以在LUT曲线上显示所述预定曲线段以供临床选择所述预定曲线上的点。系统还可以进一步着重显示所述预定曲线段上的原始离散点或非原始离散点，作为待选择的点。与移动所选择的原始离散点以调整LUT曲线类似，仅需移动所选择的至少一个预定曲线段上的点即可实现LUT曲线的调整；而移动所选择的预定曲线段上的点以调整LUT曲线的方式包括：

当所述点为原始离散点，系统更新所述离散点的X坐标的灰度值和Y坐标的灰度值，并依据改变后的原始离散点序列，重新拟合所述LUT曲线；

当所述点包括原始离散点和非原始离散点(预定曲线段上的离散点)，系统记录所述非原始离散点的X坐标的灰度值和Y坐标的灰度值，并更新所选中离散点的X坐标的灰度值和Y坐标的灰度值，依据改变后的原始离散点序列(包括了非原始离散点和原始离散点的离散点序列)，重新拟合所述LUT曲线；

当所述点为非原始离散点(预定离散点)，系统记录所述非原始离散点的X坐标的灰度值和Y坐标的灰度值，依据改变后的原始离散点序列(包括了非原始离散点和原始离散点的离散点序列)，重新拟合所述LUT曲线；

当所述点包括/为非原始离散点时，所述移动所选择的离散点以调整LUT曲线本质上是在LUT曲线对应的表格队列中的新加入了所述预定曲线段上的一些非原始离散点，依据改变后的原始离散点序列(包括了非原始离散点和原始离散点的离散点序列)，重新拟合所述LUT曲线。

所述预定曲线段可以是系统在拟合过程中按像素点的位置划分选择的，也可以是根据所提取的LUT曲线的形状所划分选择的。当预定曲线段是根据所提取的LUT曲线的形状所划分选择的时候，所述预定曲线段包括接近曲线最大值的曲线段、接近曲线最小值的曲线段、曲率最高的曲线段和曲率最低的曲线段中的至少一曲线段。

基于上述，步骤S1011中，所述对应点指的是改变所选取的点的X坐标值和Y坐标值后的点，可以为原始离散点或非原始离散点；所述LUT曲线上的其它点指的是所选取的点之外的在系统中记录的点，包括原始离散点和非原始离散点。

通过以上对步骤S1011～S1012的论述，可知步骤S101是通过对原LUT曲线所对应的原始离散点序列(即表格队列)中的离散点更新或对该离散点序列新增其他离散点，拟合得到调整后的LUT曲线的。调整后的LUT曲线能够用于调整图像的灰度值，使输出图像中拍摄部位的显示特征符合临床要求，能够提高输出图像显示的准确性。比如：

当根据显示的原始离散点选取点并仅移动所选取的点时，所述调整后的LUT曲线的拟合过程是根据移动后的离散点(所述对应点)及其它未移动的原始离散点进行的。

当根据显示的原始离散点选取点并移动所选取的点以改变所选取点所在曲线段上的离散点的位置时，所述调整后的LUT曲线的拟合过程是根据移动后的曲线段上的离散点及其它未移动的原始离散点进行的；这里，所选取点所在曲线段的定义可以以所选取点X、Y轴向坐标值分别沿轴向(对应X轴或Y轴)一定范围内所限定的区域内的曲线段。比如所选取点中的一点的坐标值为(a，b)，那么该点所在曲线段在X轴向的范围可为[a-A，a+A]，在Y轴向的范围可为[b-B，b+B]，其中，a和b分别为该点在X轴向坐标值、Y轴向坐标值，A和B分别为曲线段在X轴向所选数值范围的预设值、Y轴向所选数值范围的预设值。

当根据显示的预定曲线段选取点并仅移动所选取的点时，其具体的拟合过程可根据移动的点结合未移动的其它点(可以是原始离散点)或未移动的曲线段部分进行。这里，根据曲线段拟合可以将曲线段以一定间隔打断形成新的系统所记录的离散点以代替原始离散点拟合曲线，也可以仅选取被移动部分的特征点代替该部分的原始离散点并将特征点和其它未被移动部分的原始离散点进行曲线拟合。

所述拟合过程还可以仅在所移动点所在曲线段的范围内进行，即仅根据所选取的点的变化重新拟合所选取的点范围内的曲线段。

所述拟合算法可以为线性拟合、多项式曲线拟合、曲线的参数拟合和曲线的非参数拟合中的一种。由于系统一般已预先存储了至少一种曲线拟合的算法，上述拟合过程只要输入对应点和所述LUT曲线上的其它点即可拟合形成调整后的LUT曲线。由于LUT曲线的拟合过程属于现有技术，此处不再赘述。

继续参考图3，本实施例的图像处理方法还包括：

步骤S102，根据所述调整后的LUT曲线和所述输入图像生成输出图像。

所述根据所述调整后的LUT曲线和所述输入图像生成输出图像进一步包括：

根据所述调整后的LUT曲线改变所述输入图像各像素点的灰度值以形成所述输出图像。

步骤S102的过程主要是将输入图像各像素点的灰度值在输出时根据调整后的LUT曲线调整对应像素点的灰度值以输出。

本实施例方法的一个应用例可以参见图5～图7，图5～图7基于图1的一种系统预先存储的LUT曲线b0：

设所提取的输入图像对应的LUT曲线为图1的LUT曲线b0，LUT曲线b0实际是对原始离散点m1～m16，…(m1～m16是对图1中方形黑块所表示的离散点的标号，图中仅列举离散点m1～m16)拟合而成以供实时调整的曲线。

在对所提取的LUT曲线b0进行调整时，选取LUT曲线上的至少一点：

参见图5，图5中着重显示了LUT曲线的预定曲线段b1。所显示的预定曲线段b1是根据所提取的LUT曲线的形状所划分选择的，预定曲线段b1是接近曲线最大值的曲线段，此时这种调整效果是将输入图像具备较高灰度值的像素点部分进行改变。

在这里，预定曲线段b1上显示了原始离散点序列(离散点m10～m14，对应X坐标分别为10240、11264、12288、13312、14336，对应Y坐标分别为14515、15662、16119、16290、16352)，所选取点可以是所提取预定曲线段b1上的原始离散点，也可以是预定曲线段b1上的任意点。

以所选取的点是所提取预定曲线段b1上的原始离散点m10～m14为例，图6显示了基于调整预定曲线段b1上的原始离散点m10～m14位置以形成调整后的LUT曲线的过程。

图6中是移动了选中离散点m10～m14的位置，以离散点位置的变化改变预定曲线段b1的形状，即根据改变后的离散点位置对离散点范围内的预定曲线段b1进行重新拟合以形成新的预定曲线段b2，曲线段b2和LUT曲线b0其它曲线部分重新组合形成调整后的LUT曲线b3，调整后的LUT曲线b3的特征可参见图7。将调整后的LUT曲线b3与输入图像相结合便可生成输出图像。

基于本实施例的X射线摄影系统的图像处理方法，本实施例还提供一种对应上述方法的X射线摄影系统的图像处理装置，包括：

输入单元，用于接收输入图像；

提取单元，用于提取所述输入图像对应的LUT曲线；

选取调整单元，用于选取LUT曲线上的至少一点并基于所选取的点调整所述LUT曲线以得到调整后的LUT曲线；

生成单元，用于根据所述调整后的LUT曲线和所述输入图像生成输出图像。

进一步地，所述选取调整单元包括：

移动单元，用于移动所述所选取的点以获得对应点；

拟合单元，用于根据所述对应点和所述LUT曲线上的其它点拟合形成所述调整后的LUT曲线。

进一步地，所述生成单元包括：

灰度调整单元，用于根据所述调整后的LUT曲线改变所述输入图像各像素点的灰度值以形成所述输出图像。

实施例2

本实施例提供了另一种X射线摄影系统的图像处理方法，其与实施例1的不同之处在于采用另一种方式实现步骤S101：如图8所示，对于步骤S101中的选取LUT曲线上的至少一点并基于所选取的点调整所述LUT曲线以得到调整后的LUT曲线，包括如下步骤：

步骤S1013，根据输入图像的直方图设定LUT曲线上所选取的n个点，所述n个点将所述LUT曲线分为n+1个部分。

所述输入图像的直方图定义为所述输入图像中不同灰度级的像素点出现的次数，n为大于或等于1的自然数。

本步骤实际是根据输入图像的直方图以对所提取的输入图像的LUT曲线进行调整的过程。

输入图像的直方图表示了输入图像各像素点的灰度值统计分布，将输入图像各像素点可能出现灰度值分为若干不同的灰度级，对输入图像中处于不同灰度级的像素点出现的次数进行了统计。比如，输入图像的直方图在某一高灰度级的范围内有像素点特别多，在需要对这一部分像素点的灰度值进行调整时，就在输入图像的LUT曲线X坐标对应这部分高灰度级范围的曲线部分进行调整。

本实施例根据输入图像的直方图设定LUT曲线上所选取的n个点这一步骤实际是根据输入图像的直方图的统计方式，对应直方图所统计的各个灰度级对输入图像的LUT曲线依据X坐标所指向的灰度值进行划分，以便于直观地调整的LUT曲线部分。

步骤S1014，改变对应n+1个部分中的至少一个部分的斜率以形成调整后的LUT曲线。

本步骤改变相应曲线部分的斜率可以是根据系统的拍摄部位的不同的组织的清晰度、分辨率、对比度等显示要求进行调整的。

当曲线的调整以改变某一部分曲线的斜率为调整对象时，若调整时使曲线斜率大于1，则该曲线部分所表示输出后对应像素点的灰度值被拉伸了，若调整时使曲线斜率小于1，则该曲线部分所表示输出后对应像素点的灰度值被压缩了。

参见图1和图2，将LUT曲线b0作为所提取的输入图像的LUT曲线，其中，仅以m1～m16的离散点范围内的曲线为例：

假使根据输入图像的直方图的灰度级选取点M1、M2将m1～m16的离散点范围内的曲线进行划分，形成图9所示的曲线部分b4～b6。

从图9大致可知，曲线部分b4(离散点m1～m6限定部分)中各线段(曲线可以看成是由若干线段组成的)的斜率近似小于1，曲线部分b5(离散点m7～m10限定部分)中各线段的斜率近似大于1，曲线部分b6(离散点m11～m16限定部分)中各线段的斜率近似小于1。

对应输入图像的直方图，可以看出处于某个灰度级的像素点的分布情况，由此，可以根据直方图识别输入图像需要进行灰度值调整的某个图像部分，这个图像部分往往对应系统的拍摄部位的某个组织。可以根据对应输入图像直方图的至少一个灰度级在LUT曲线上划分形成用于调整LUT曲线的曲线部分，比如，系统的拍摄部位是患者的胸部，曲线部分对应的灰度级是胸片的肺部，那么当需要对胸片肺部的图像灰度值进行调整时，便是对该曲线部分的斜率进行调整；此外，当需要对胸片的肋骨部分的灰度值进行改变时，则非选择上述曲线部分，而是根据输入图像的直方图，找寻此时肋骨部分所处灰度级，利用该灰度级划分出对应肋骨部分的灰度值范围的曲线部分，从而对该曲线部分进行调整。

本步骤中改变对应n+1个部分中的至少一个部分的斜率以形成调整后的LUT曲线的具体实施涉及实施例1步骤S103～S104。

比如在图9中，若对应直方图需要对曲线部分b5进行调整时，可以选择曲线部分b5上的至少一点以移动实现对其斜率的改变，在斜率改变的过程中形成了调整后的LUT曲线。

选择曲线部分b5上的至少一点以移动实现对其斜率的改变及调整后的LUT曲线的形成可以参考实施例1步骤S103～S104的论述，此处不再赘述。

基于本实施例的X射线摄影系统的图像处理方法，本实施例还提供一种对应上述方法的X射线摄影系统的图像处理装置，包括：

输入单元，用于接收输入图像；

提取单元，用于提取所述输入图像对应的LUT曲线；

选取调整单元，用于选取LUT曲线上的至少一点并基于所选取的点调整所述LUT曲线以得到调整后的LUT曲线；

生成单元，用于根据所述调整后的LUT曲线和所述输入图像生成输出图像。

进一步地，所述选取调整单元包括：

设定单元，用于根据输入图像的直方图设定LUT曲线上所选取的n个点，所述n个点将所述LUT曲线分为n+1个部分，所述输入图像的直方图定义为所述输入图像中不同灰度级的像素点出现的次数，n为大于或等于1的自然数；

斜率改变单元，用于根据系统的拍摄部位改变对应n+1个部分中的至少一个部分的斜率以形成调整后的LUT曲线。

进一步地，所述生成单元包括：

灰度调整单元，用于根据所述调整后的LUT曲线改变所述输入图像各像素点的灰度值以形成所述输出图像。

实施例3

本实施例还提供了一种X射线摄影系统的图像处理方法，如图10所示，包括：

与步骤S100～S102相同的步骤S300～S302；

还包括：

步骤S303，显示所述输出图像以判断所述输出图像是否满足临床观察要求。

判断输出图像是否满足临床观察要求可以通过对于临床所需要检查的组织器官是否能够清楚识别是否病变为判定标准：比如，对于输出图像，其显示的拍摄部位是肺部，如果可以从图像中清楚地识别出所拍摄的肺部为异常或正常，即基于临床学理判断能够得到一定的合理结论时，可认为输出图像是满足临床观察要求的。

当然，判断输出图像是否满足临床观察要求还可以基于输出图像的对于拍摄部位是否细致、清晰等角度判断，还可以根据图像的空间分辨率是否达到一定识别程度来判定。

若所述输出图像不满足临床观察要求，则执行步骤S301～S302，即将调整后的LUT曲线再重新进行调整，重复得到调整后的LUT曲线和生成输出图像的步骤；若所述输出图像满足临床观察要求，则执行步骤S304。

在其他实施例中，也可将调整后的LUT曲线重置(重置后的LUT曲线与步骤S300中所提取的输入图像对应的LUT曲线相同)，对重置后的LUT曲线重新进行调整，直至最终输出的图像满足实际临床观察的需求。

步骤S304，生成最终的输出图像并选择保存最终输出图像对应的LUT曲线。

基于本实施例的X射线摄影系统的图像处理方法，本实施例还提供一种对应上述方法的X射线摄影系统的图像处理装置，包括：

输入单元，用于接收输入图像；

提取单元，用于提取所述输入图像对应的LUT曲线；

选取调整单元，用于选取LUT曲线上的至少一点并基于所选取的点调整所述LUT曲线以得到调整后的LUT曲线；

生成单元，用于根据所述调整后的LUT曲线和所述输入图像生成输出图像。

所述选取调整单元可以进一步地如实施例1所述，包括：

移动单元，用于移动所述所选取的点以获得对应点；

拟合单元，用于根据所述对应点和所述LUT曲线上的其它点拟合形成所述调整后的LUT曲线。

当然，所述选取调整单元还可以如实施例2所述，包括：

设定单元，用于根据输入图像的直方图设定LUT曲线上所选取的n个点，所述n个点将所述LUT曲线分为n+1个部分，所述输入图像的直方图定义为所述输入图像中不同灰度级的像素点出现的次数，n为大于或等于1的自然数；

斜率改变单元，用于根据系统的拍摄部位改变对应n+1个部分中的至少一个部分的斜率以形成调整后的LUT曲线。

所述生成单元进一步包括：

灰度调整单元，用于根据所述调整后的LUT曲线改变所述输入图像各像素点的灰度值以形成所述输出图像。

进一步地，本实施例的X射线摄影系统的图像处理装置还包括：

显示单元，用于显示所述输出图像以判断所述输出图像是否满足临床观察要求；

若所述输出图像不满足临床观察要求，所述选取调整单元对所述调整后的LUT曲线重新进行调整，所述生成单元根据重新调整后的LUT曲线再次生成输出图像。

本发明虽然已以较佳实施例公开如上，但其并不是用来限定本发明，任何本领域技术人员在不脱离本发明的精神和范围内，都可以利用上述揭示的方法和技术内容对本发明技术方案做出可能的变动和修改，因此，凡是未脱离本发明技术方案的内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化及修饰，均属于本发明技术方案的保护范围。

Claims (14)

1.一种X射线摄影系统的图像处理方法，其特征在于，包括：

提取输入图像对应的LUT曲线；

选取LUT曲线上的至少一点并基于所选取的点调整所述LUT曲线以得到调整后的LUT曲线，所述选取LUT曲线上的至少一点并基于所选取的点调整所述LUT曲线以得到调整后的LUT曲线包括：

移动所述所选取的点以获得对应点；

根据所述对应点和所述LUT曲线上的其它点拟合形成所述调整后的LUT曲线；

根据所述调整后的LUT曲线和所述输入图像生成输出图像。

2.如权利要求1所述的X射线摄影系统的图像处理方法，其特征在于，所提取的LUT曲线与系统的类别对应且预先存储在系统中。

3.如权利要求1所述的X射线摄影系统的图像处理方法，其特征在于，所提取的LUT曲线与系统的不同拍摄部位对应且预先存储在系统中。

4.如权利要求1～3任一项所述的X射线摄影系统的图像处理方法，其特征在于，所述LUT曲线用于表示所述输入图像中像素点的灰度值与该像素点在输出时的灰度值之间的映射关系。

5.如权利要求4所述的X射线摄影系统的图像处理方法，其特征在于，所述输入图像对应的LUT曲线是由若干原始离散点拟合而成，所述原始离散点以所述输入图像中像素点的灰度值和该像素点在输出时的灰度值定义。

6.如权利要求5所述的X射线摄影系统的图像处理方法，其特征在于，所述所选取的点为所述原始离散点。

7.如权利要求1所述的X射线摄影系统的图像处理方法，其特征在于，所述所选取的点是所述LUT曲线的预定曲线段上的点，所述预定曲线段包括接近曲线最大值的曲线段、接近曲线最小值的曲线段、曲率最高的曲线段和曲率最低的曲线段中的至少一曲线段。

8.如权利要求1所述的X射线摄影系统的图像处理方法，其特征在于，所述拟合为线性拟合、多项式曲线拟合、曲线的参数拟合和曲线的非参数拟合中的一种。

9.如权利要求1所述的X射线摄影系统的图像处理方法，其特征在于，所述根据所述调整后的LUT曲线和所述输入图像生成输出图像包括：

根据所述调整后的LUT曲线改变所述输入图像各像素点的灰度值以形成所述输出图像。

10.如权利要求1所述的X射线摄影系统的图像处理方法，其特征在于，还包括：

显示所述输出图像以判断所述输出图像是否满足临床观察要求；

若所述输出图像不满足临床观察要求，则将所述调整后的LUT曲线重新进行调整，重复得到调整后的LUT曲线和生成输出图像的步骤，再次生成输出图像。

11.一种X射线摄影系统的图像处理方法，其特征在于，包括：

提取输入图像对应的LUT曲线；

选取LUT曲线上的至少一点并基于所选取的点调整所述LUT曲线以得到调整后的LUT曲线，所述选取LUT曲线上的至少一点并基于所选取的点调整所述LUT曲线以得到调整后的LUT曲线包括：

根据输入图像的直方图设定LUT曲线上所选取的n个点，所述n个点将所述LUT曲线分为n+1个部分，所述输入图像的直方图为所述输入图像中不同灰度级的像素点出现的次数，n为大于或等于1的自然数；

根据系统的拍摄部位改变对应n+1个部分中的至少一个部分的斜率以形成调整后的LUT曲线；

根据所述调整后的LUT曲线和所述输入图像生成输出图像。

12.一种X射线摄影系统的图像处理装置，其特征在于，包括：

输入单元，用于接收输入图像；

提取单元，用于提取所述输入图像对应的LUT曲线；

选取调整单元，用于选取LUT曲线上的至少一点并基于所选取的点调整所述LUT曲线以得到调整后的LUT曲线，所述选取调整单元包括：

移动单元，用于移动所述所选取的点以获得对应点；

拟合单元，用于根据所述对应点和所述LUT曲线上的其它点拟合形成所述调整后的LUT曲线；或者

设定单元，用于根据输入图像的直方图设定LUT曲线上所选取的n个点，所述n个点将所述LUT曲线分为n+1个部分，所述输入图像的直方图定义为所述输入图像中不同灰度级的像素点出现的次数，n为大于或等于1的自然数；

斜率改变单元，用于根据系统的拍摄部位改变对应n+1个部分中的至少一个部分的斜率以形成调整后的LUT曲线；

生成单元，用于根据所述调整后的LUT曲线和所述输入图像生成输出图像。

13.如权利要求12所述的X射线摄影系统的图像处理装置，其特征在于，所述生成单元包括：

灰度调整单元，用于根据所述调整后的LUT曲线改变所述输入图像各像素点的灰度值以形成所述输出图像。

14.如权利要求12所述的X射线摄影系统的图像处理装置，其特征在于，还包括：

显示单元，用于显示所述输出图像以判断所述输出图像是否满足临床观察要求；

若所述输出图像不满足临床观察要求，所述选取调整单元对所述调整后LUT曲线重新进行调整，所述生成单元根据重新调整后的LUT曲线再次生成输出图像。