CN105096255A - 图像处理方法及系统 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种图像处理方法及系统，该方法包括：采集图像，每次采集得到至少一幅原始图像；对每次采集获得的原始图像执行预处理操作，以得到预处理图像，并对所述预处理图像进行显示；同步于所述预处理图像的显示，对所述预处理图像执行预拼接操作；经过所述预拼接操作后，利用所有原始图像、所有原始图像的预处理图像以及所有预处理图像的预拼接操作结果执行拼接操作，以得到拼接图像。本发明能够缩短图象处理时间，提高效率。

Description

图像处理方法及系统

技术领域

本发明主要涉及一种图像处理方法及系统，尤其涉及一种X射线摄影图像的处理方法及系统。

背景技术

在诸如例如医用X射线摄影系统的诊断摄影应用中，除了满足正常的图像处理与显示需求外，通常还需要满足一些特殊功能的处理和结果显示。通常，要求正常的图像处理与显示不受影响，而特殊需求的功能性能也要求尽量快，使得用户在使用时的等待时间尽量短。例如，在图像拼接处理过程中，需要拍摄采集多张图像，每张图像都要经过预处理，另外，预处理后的图像还需要进行拼接，全部图像的拼接结果需要显示。

目前的诊断摄影应用中，通常是单个功能，例如采集、预处理、拼接功能分别独立处理并按顺序执行，后一个功能需要使用前一个功能的处理结果。这样的处理流程，同一时刻仅有单个功能在运行，在实现功能较多时，这种方式的劣势也比较明显，即耗时较长，在例如X射线摄影系统的应用中，会导致患者和医生都要花费较长的时间等待图像的输出及显示，影响诊断效率。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种图像处理方法及系统，有利于改善图像处理效率。

为解决上述技术问题，本发明提供了一种图像处理方法，包括：

采集图像，每次采集得到至少一幅原始图像；

对每次采集获得的原始图像执行预处理操作，以得到预处理图像，并对所述预处理图像进行显示；

同步于所述预处理图像的显示，对所述预处理图像执行预拼接操作；

经过所述预拼接操作后，利用所有原始图像、所有原始图像的预处理图像以及所有预处理图像的预拼接操作结果执行拼接操作，以得到拼接图像。

根据本发明的一个实施例，每次采集后，判断当前采集到的原始图像是否为最后一幅原始图像，如果判断结果为否，则继续采集图像，如果判断结果为是，则停止采集图像。

根据本发明的一个实施例，对于每一幅原始图像，在执行所述预处理操作前还包括如下步骤：保存预处理操作前的原始图像。

根据本发明的一个实施例，对于每一幅原始图像，在执行所述预处理操作前还包括如下步骤：保存预处理操作前的原始图像；在完成所述预处理操作之后还包括：传递保存的原始图像和预处理操作后得到的预处理图像，以用于拼接操作。

根据本发明的一个实施例，判断当前采集到的原始图像是最后一幅原始图像后，在最后一幅原始图像预处理操作之前，在输入信息中增加先前已经完成预拼接操作的全部原始图像、预处理图像以及预拼接操作结果。

根据本发明的一个实施例，在预拼接操作后判断当前的图像是否是最后一幅用于拼接的图像，如果判断结果为否，则前进至结束步骤即不进行拼接操作；如果判断结果为是，则前进至拼接操作步骤。

根据本发明的一个实施例，所述方法还包括对所述拼接图像进行显示。

根据本发明的一个实施例，所述采集图像为依次进行，每次采集得到一幅原始图像；所述预处理操作包括以下一项或多项：降噪、均衡、增强以及自动窗宽和窗位调整；所述预拼接操作包括特征提取及匹配。

根据本发明的一个实施例，定义最后一幅原始图像为第n幅原始图像，对于第i幅(i为1至n-1中的任一数字)原始图像，在第i幅预处理图像的显示过程中进行第i幅原始图像之后的预处理。

根据本发明的一个实施例，在第i幅预处理图像的显示过程以及第i+1幅原始图像的原始图像预处理操作过程中，对第i幅预处理图像进行预拼接操作。

为了解决上述问题，本发明还提供了一种图像处理系统，包括：

采集模块，用于采集图像，每次采集得到一幅或多幅原始图像；

预处理模块，用于在所述采集模块每次采集后对当前的原始图像执行预处理操作，以得到预处理图像；

显示模块，用于对所述预处理图像进行显示；

预拼接模块，用于同步于所述预处理图像的显示，对所述预处理图像执行预拼接操作而得到预拼接结果；

拼接模块，用于在收到最后一幅原始图像，利用所有原始图像、所有原始图像的预处理图像以及所有预处理图像的预拼接结果执行拼接操作，以得到可在显示模块中显示的拼接图像。

根据本发明的一个实施例，所述采集模块、预处理模块和预拼接模块分别将

所述原始图像、预处理图像以及预拼接操作结果发送至外部的存储模块进行存储；响应于所述采集模块采集到最后一幅原始图像，所述拼接模块从所述外部的存储模块获取存储的内容以用于所述拼接操作。

根据本发明的一个实施例，所述系统还包括：缓存模块，所述缓存模块用于在所述预处理操作之前缓存所述原始图像，在完成所述预处理操作后，缓存的原始图像和所述预处理模块得到的预处理图像被传递至所述拼接模块；所述拼接模块用于缓存所有预处理图像的预拼接操作结果。

根据本发明的一个实施例，所述拼接模块设有缓存模块，缓存模块用于缓存所有原始图像、预处理图像、预拼接操作结果。

根据本发明的一个实施例，定义最后一幅原始图像为第n幅图像，缓存模块用于保存n-1幅原始图像、n-1幅原始图像对应的预处理图像以及预拼接结果。

与现有技术相比，本发明具有以下优点：

本发明实施例的图像处理方法中，对于采集到的每一幅原始图像，在显示经由预处理操作得到的预处理图像时，同步地对该预处理图像执行预拼接操作，如此，使得图像处理所消耗的时间更短，效率更高，提升诊断效率。

附图说明

图1是根据本发明图像处理方法的主要流程的示意图；

图2是根据本发明第一实施例的图像处理方法的流程示意图；

图3是根据本发明第一实施例的图像处理系统的结构框图；

图4是根据本发明第二实施例的图像处理方法的流程示意图；

图5是根据本发明第二实施例的图像处理系统的结构框图。

具体实施方式

为让本发明的上述目的、特征和优点能更明显易懂，以下结合附图对本发明的具体实施方式作详细说明。

在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明，但是本发明还可以采用其它不同于在此描述的其它方式来实施，因此本发明不受下面公开的具体实施例的限制。

根据本发明的图像处理方法可以用于X射线摄影系统、数字化X射线成像系统(DR)等的拼接功能或者其他功能的实现。在拼接功能中，需要通过采集得到多幅原始图像，每幅原始图像都需要经过预处理操作得到预处理图像，而多幅原始图像及其预处理图像将用于拼接操作，以得到最终的拼接图像。其中，每一原始图像的预处理图像以及最终的拼接图像都需要进行显示，以便于后续使用，例如供诊断使用。

对于采集n幅(n为正整数)原始图像的应用场景，现有技术中常规的处理方法是先采集得到n幅原始图像，对n幅原始图像进行预处理操作，得到n幅原始图像对应的预处理图像；之后，n幅原始图像及其预处理图像将用于拼接操作，在拼接操作之前，需要先对n幅预处理图像进行预拼接，然后再执行拼接操作；之后，显示所有n幅原始图像以及最终得到的拼接图像。

而在本发明的图像处理方法中，在每一原始图像的预处理图像的显示过程中，同步执行图像预拼接操作，从而大大缩短了图像处理整体需要花费的时间以及医生看到图像(包括预处理图像)所需等待的时间。

下面结合图1对本发明图像处理方法的主要步骤进行说明，是以n幅原始图像为例进行说明。图像处理方法包括以下步骤：

a.在步骤101处，进行图像采集，采集得到一幅或多幅原始图像。所述图像采集的方法为X射线摄影领域公知的方法，在此不再赘述。

b.在步骤102处，每采集得到一幅或多幅原始图像，就对其进行预处理操作。该预处理操作可以包括降噪、均衡、增强、自动窗宽和窗位调整中的一种或多种。或者，该预处理操作还可以包括其他适当的图像预处理方式。

c.预处理操作完成之后：

在步骤105处，对经过预处理操作得到的预处理图像进行显示，供诊断使用。

同步于预处理图像的显示，对于每一幅原始图像，在步骤103处对预处理图像进行预拼接操作。

预拼接操作可以包括特征提取及匹配，或者其他适当的用于最终拼接操作的准备工作。其中，提取的特征可以是采集原始图像时，附着在被采集对象表面或位于被采集对象附近预设位置的预设标记或其他预设的特征，这样的预设标记或其他预设的特征包括便于识别、提取的图形、符号等。特征的匹配指的是在多个预处理图像中寻找相同的特征，以便后续在拼接操作中使得相同的特征能够对位。

d.在步骤104处判断采集到的是最后一幅原始图像后，也就是第n幅原始图像后，利用所有n幅原始图像、n幅预处理图像以及先前的所有预拼接操作结果执行拼接操作，从而得到最终的拼接图像。

e.在步骤105处对最终的拼接图像进行显示。

本发明图像处理方法对于第i幅(i为1至n-1中的任一数字)原始图像，在相应的第i幅预处理图像的显示过程中可以进行第i幅原始图像之后的原始图像的预处理，或者，在第i幅预处理图像的显示过程以及第i幅原始图像之后的原始图像(例如i+1幅原始图像)预处理操作过程中，可以对第i幅预处理图像进行预拼接操作，从而使得多幅图像的预处理操作、显示以及预拼接操作并行执行，相比于传统的方法，本发明可以充分利用了第i幅预处理图像显示过程中的时间同步进行其他功能(例如，预拼接和其他幅图像的预处理等)的操作，从而有效地缩短了整体的处理时间。

本发明图像处理方法采用的是一种多功能并行处理，包括不同幅或同一幅图像的不同功能的并行处理，多功能包括采集、预处理、预拼接和显示。设定本发明要采集n幅图像进行拼接，i为1到n-1中的任意一幅。第i幅原始图像采集完成后，将采集得到的原始图像传递给预处理流程，采集流程返回，进行第i+1幅图像的采集。第i幅图像预处理完成后，将处理后的预处理图像传递给显示模块显示图像，同时将第i幅图像的原始图像和预处理图像传递给预拼接模块进行预拼接处理，此时第i幅图像的预处理图像的显示和第i幅图像的预拼接操作同时进行，如果这时第i+1幅图像采集完成，那么第i+1幅图像的预处理也可以和第i幅图像的预处理图像的显示以及第i幅图像的预拼接操作同时进行。当然，第i幅图像的预处理可以和第i+1幅图像的采集同时进行。或者，第i幅图像的预拼接可以和第i+1幅图像的采集或预拼接同时进行。

第一实施例

图2示出了根据第一实施例的图像处理方法的流程示意图，图3示出了根据第一实施例的图像处理系统30的结构框图。

参考图3，该图像处理系统30包括采集模块31、预处理模块32、显示模块33、预拼接模块34以及拼接模块35、用于保存n-1幅原始图像、n-1幅原始图像对应的预处理图像以及预拼接结果的缓存模块36。

在替代的实施例中，该图像处理系统30与外部的存储模块耦接。

下面结合图2和图3进行详细描述。该图像处理方法包括如下具体步骤：

在步骤201处下达开始图像采集的指示。

在步骤202处采集图像，每次采集得到一幅或多幅原始图像。例如，可以利用采集模块31执行采集操作。采集模块31采集到的n-1幅原始图像可以发送至缓存模块36或外部的存储模块进行存储。

在步骤203处，判断当前的原始图像是否是用于拼接的最后一幅图像。如果判断结果为否，则前进至步骤205。

在步骤205处，对当前的原始图像执行预处理操作。例如，采集模块31将当前的原始图像传递至预处理模块32进行预处理操作。预处理操作包括以下一项或多项：降噪、均衡、增强以及自动窗宽和窗位调整。预处理操作还可以包括本领域技术人员公知的其他预处理方式。

预处理模块32得到的n-1幅原始图像对应的预处理图像返回给采集模块31并发送至缓存模块36或外部的存储模块进行存储。

在步骤209处，对经过预处理操作得到的预处理图像进行显示。例如，可以通过显示模块33将当前的预处理图像呈献给用户。

同步于预处理图像的显示，在步骤206处对当前的预处理图像进行预拼接操作。例如，预拼接模块34可以执行预拼接操作，该预拼接操作可以包括特征提取以及匹配等，或者还可以包括其他适当的、服务于最终拼接操作的准备工作。

预拼接模块34可以将得到n-1幅原始图像对应的预拼接操作结果返回给采集模块31并发送至缓存模块36或外部的存储模块进行存储。

在步骤207处，判断当前的图像是否是最后用于拼接的一幅图像，如果判断结果为否，则前进至步骤210，结束图像采集；如果判断结果为是，则前进至步骤208。

如果步骤203处的判断结果为是，也就是当前采集到的原始图像是最后一幅图像，也就是第n幅原始图像，那么前进至步骤204。

在步骤204处，在最后一幅原始图像预处理操作之前，在输入信息中增加先前已经完成预拼接操作的全部原始图像、预处理图像以及预拼接操作结果，即向采集模块31输入信息，也就是将最后一张采集到的原始图像和已完成预拼接操作的原始图像、预处理图像、预拼接操作结果一起输入到采集模块要传递的数据块中。响应于最后一幅原始图像的获得，缓存模块36或外部的存储模块中存储的内容，将先前n-1幅原始图像、n-1幅原始图像对应的预处理图像以及预拼接结果发送至采集模块。数据块会由采集模块传递给预处理模块及拼接模块。最后一幅原始图像对应的预处理图像、预拼接操作结果不会输入采集模块31，而是最后传递给拼接模块。

然后同样前进至步骤205进行预处理操作，然后，前进至步骤209进行显示，同步前进至步骤206进行预拼接操作。此时，步骤207处的判断结果为是，从而前进至步骤208。

在步骤208处，执行最终的拼接操作。具体而言，拼接操作是指拼接模块35通过采集模块31获取缓存模块36或外部的存储模块中的存储内容，并结合当前的最后一幅原始图像、最后一幅原始图像的预处理图像及其预拼接结果，完成最终的拼接操作，得到拼接图像。

在步骤209处，显示最终得到的拼接图像。

第二实施例

图4示出了根据第二实施例的图像处理方法的流程示意图，图5示出了根据第二实施例的图像处理系统50的结构框图。第一实施例和第二实施例都在显示图像预处理结果的同时进行拼接预处理。

参考图5，该图像处理系统50包括采集模块51、预处理模块52、显示模块53、预拼接模块54、拼接模块55以及缓存模块56。可以理解的是，在替代的实施例中，预拼接模块54、缓存模块56也可以省去，用其他模块，例如拼接模块55来实现其相应的功能，也就是说，预拼接模块54、缓存模块56都可以设置成拼接模块55的一部分。

下面结合图4和图5进行详细描述，该图像处理方法包括如下具体步骤：

在步骤401处下达开始图像采集的指示。

在步骤402处采集图像，采集模块51每次采集得到一幅或多幅原始图像。

在步骤403处，判断当前采集得到的原始图像是否是用于拼接的最后一幅图像，如果判断结果为是，则前进至步骤411，结束图像采集；如果判断结果为否，则返回步骤402，继续采集图像。

在步骤404处，对预处理操作前的原始图像进行保存。例如，拼接模块55或缓存模块56对原始图像进行缓存。

在步骤405处，预处理模块52对当前的原始图像进行预处理操作，以得到对应的预处理图像。例如，可以由预处理模块52完成该预处理操作。在预处理操作完成后，可以前进至步骤410处，对得到的预处理图像进行显示，例如由显示模块53将预处理图像呈现给用户。

在步骤406处，将预处理操作前和预处理操作后的图像信息传递给预拼接模块54。例如，在完成预处理操作后，缓存在缓存模块56中的原始图像和通过预处理模块52预处理得到的预处理图像被传递至预拼接模块54。

在步骤407处，预拼接模块54对预处理图像进行预拼接操作。例如，可以由预拼接模块54来完成预拼接操作。预拼接操作得到的预拼接操作结果可以传递至缓存模块56或拼接模块55进行缓存，以用于最终的拼接操作。

在步骤408处，判断当前的图像是否是用于拼接的最后一幅图像，如果判断结果为否，则前进至步骤411处，结束即不进行拼接操作；如果判断结果为是，则前进至步骤409。

在步骤409处，拼接模块55执行拼接操作。例如，拼接模块55利用缓存的预拼接操作结果以及先前传递过来的各个原始图像及其预处理图像，执行拼接操作，以得到最终的拼接图像。

在步骤410处，显示模块53对拼接操作得到的拼接图像进行显示。

第一实施例在采集到最后一幅原始图像后，将最后一张采集到的原始图像和已完成预拼接操作的n-1幅原始图像、n-1幅原始图像对应的预处理图像、预拼接操作结果一起输入到采集模块要传递的数据块中。在将第n幅原始图像传递给拼接模块时，需要通过采集模块31从缓存模块36中调取出n-1幅原始图像、n-1幅原始图像对应的预处理图像、预拼接操作结果，连同第n幅原始图像对应的预处理图像、预拼接操作结果最终一起直接或间接地传递给拼接模块。

第二实施例对图像数据的传输进行了进一步优化，第二实施例在最后一幅图像传给拼接模块之前就直接或间接地将n-1幅原始图像及其预处理图像、预拼接结果传递给了拼接模块或者缓存在拼接模块中的缓存模块而不用传出去，即随着每一幅图像的预处理和预拼接操作过程就已经直接或间接地将n-1幅原始图像、n-1幅原始图像对应的预处理图像、预拼接结果传递给了拼接模块，比第一实施例多节省了n-1幅图像的数据信息传输时间。

需要说明的是，图3所示的图像处理系统30和图5所示的图像处理系统50可以作为摄影诊断设备(例如X射线摄影系统等)的附加设备，或者也可以作为摄影诊断设备的一部分。

另外，本领域技术人员应当进一步理解，本文实施例中描述的各种模块、步骤可实现为电子硬件、计算机软件或这两者的组合。为清楚地解说硬件与软件的这一可互换性，各种模块、步骤是以其功能性的形式作一般化描述的。此类功能性是被实现为硬件还是软件取决于具体应用和施加于整体系统的设计约束。技术人员对于每种特定应用可用不同的方式来实现所描述的功能性，但这样的实现决策不应被解读成导致脱离了本发明的范围。

结合本文所公开的实施例描述的各种模块、步骤可用通用处理器、数字信号处理器(DSP)、专用集成电路(ASIC)、现场可编程门阵列(FPGA)或其它可编程逻辑器件、分立的门或晶体管逻辑、分立的硬件组件、或其设计成执行本文所描述功能的任何组合来实现或执行。通用处理器可以是微处理器，但在替换方案中，该处理器可以是任何常规的处理器、控制器、微控制器、或状态机。处理器还可以被实现为计算设备的组合，例如DSP与微处理器的组合、多个微处理器、与DSP核心协作的一个或多个微处理器、或任何其他此类配置。

结合本文公开的实施例描述的方法或步骤可直接在硬件中、在由处理器执行的软件模块中、或在这两者的组合中体现。软件模块可驻留在RAM存储器、闪存、ROM存储器、EPROM存储器、EEPROM存储器、寄存器、硬盘、可移动盘、CD-ROM、或本领域中所知的任何其他形式的存储介质中。示例性存储介质耦合到处理器以使得该处理器能从/向该存储介质读取和写入信息。在替换方案中，存储介质可以被整合到处理器。处理器和存储介质可驻留在ASIC中。ASIC可驻留在用户终端中。在替换方案中，处理器和存储介质可作为分立组件驻留在用户终端中。

虽然本发明已参照当前的具体实施例来描述，但是本技术领域中的普通技术人员应当认识到，以上的实施例仅是用来说明本发明，在没有脱离本发明精神的情况下还可作出各种等效的变化或替换，因此，只要在本发明的实质精神范围内对上述实施例的变化、变型都将落在本申请的权利要求书的范围内。

Claims (15)

1.一种图像处理方法，包括如下步骤：

采集图像，每次采集得到至少一幅原始图像；

对每次采集获得的原始图像执行预处理操作，以得到预处理图像，并对所述预处理图像进行显示；

同步于所述预处理图像的显示，对所述预处理图像执行预拼接操作；

经过所述预拼接操作后，利用所有原始图像、所有原始图像的预处理图像以及所有预处理图像的预拼接操作结果执行拼接操作，以得到拼接图像。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，每次采集后，判断当前采集到的原始图像是否为最后一幅原始图像，如果判断结果为否，则继续采集图像；如果判断结果为是，则停止采集图像。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，对于每一幅原始图像，在执行所述预处理操作前还包括如下步骤：保存预处理操作前的原始图像。

4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，在完成所述预处理操作之后还包括：传递保存的原始图像和预处理操作后得到的预处理图像，以用于拼接操作。

5.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，判断当前采集到的原始图像是最后一幅原始图像后，在最后一幅原始图像预处理操作之前，在输入信息中增加先前已经完成预拼接操作的全部原始图像、预处理图像以及预拼接操作结果。

6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在预拼接操作后判断当前的图像是否是最后一幅用于拼接的图像，如果判断结果为否，则前进至结束步骤即不进行拼接操作；如果判断结果为是，则前进至拼接操作步骤。

7.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，还包括：对所述拼接图像进行显示。

8.根据权利要求1至7中任一项所述的方法，其特征在于，所述采集图像为依次进行，每次采集得到一幅原始图像；所述预处理操作包括以下一项或多项：降噪、均衡、增强以及自动窗宽和窗位调整；所述预拼接操作包括特征提取及匹配。

9.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，定义最后一幅原始图像为第n幅原始图像，对于第i幅(i为1至n-1中的任一数字)原始图像，在第i幅预处理图像的显示过程中进行第i幅原始图像之后的预处理。

10.根据权利要求9所述的方法，其特征在于，在第i幅预处理图像的显示过程以及第i+1幅原始图像的原始图像预处理操作过程中，对第i幅预处理图像进行预拼接操作。

11.一种图像处理系统，其特征在于，包括：

采集模块，用于采集图像，每次采集得到一幅或多幅原始图像；

预处理模块，用于在所述采集模块每次采集后对当前的原始图像执行预处理操作，以得到预处理图像；

显示模块，用于对所述预处理图像进行显示；

预拼接模块，用于同步于所述预处理图像的显示，对所述预处理图像执行预拼接操作而得到预拼接结果；

拼接模块，用于在收到最后一幅原始图像，利用所有原始图像、所有原始图像的预处理图像以及所有预处理图像的预拼接结果执行拼接操作，以得到可在显示模块中显示的拼接图像。

12.根据权利要求11所述的系统，其特征在于，所述采集模块、预处理模块和预拼接模块分别将所述原始图像、预处理图像以及预拼接操作结果发送至外部的存储模块进行存储；

响应于所述采集模块采集到最后一幅原始图像，所述拼接模块从所述外部的存储模块获取存储的内容以用于所述拼接操作。

13.根据权利要求11所述的系统，其特征在于，所述系统还包括缓存模块，所述缓存模块用于在所述预处理操作之前缓存所述原始图像，在完成所述预处理操作后，缓存的原始图像和所述预处理模块得到的预处理图像被传递至所述拼接模块；所述拼接模块用于缓存所有预处理图像的预拼接操作结果。

14.根据权利要求11所述的系统，其特征在于，所述拼接模块设有缓存模块，缓存模块用于缓存所有原始图像、预处理图像、预拼接操作结果。

15.根据权利要求11所述的系统，其特征在于，定义最后一幅原始图像为第n幅图像，缓存模块用于保存n-1幅原始图像、n-1幅原始图像对应的预处理图像以及预拼接结果。