CN105304066B - 一种dicom特性曲线查找表生成的方法及装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种DICOM特性曲线查找表生成的方法及装置，该方法包括获取环境光的亮度，确定环境光是否小于等于亮度阈值，若是，则获取显示器的每个灰阶的亮度，根据环境光的亮度和显示器的每个灰阶的亮度生成显示器的DICOM特性曲线查找表。通过判断环境光的亮度是否满足显示器的对比度要求可以保证不同亮度的环境光的环境下，显示器都可以自适应的进行DICOM特性曲线的校准，避免了因环境光的出现导致观看显示器显示图片出错的现象。

Description

一种DICOM特性曲线查找表生成的方法及装置

技术领域

本发明涉及显示器技术领域，尤其涉及一种DICOM特性曲线查找表生成的方法及装置。

背景技术

DICOM(Digital Imaging and Communications in Medicine，医学数字成像和通信)是医学图像和相关信息的国际标准(ISO 12052)，它定义了质量能满足临床需要的可用于数据交换的医学图像格式。

DICOM Part14规定了一个把像素值和被显示的亮度水平关联起来的函数，即灰度标准显示函数。医用显示器必须具备调整DICOM特性曲线的能力，通过灰度标准显示函数进行DICOM特性曲线校准，可以保证影像的显示质量，DICOM特性曲线如图1所示。DICOM特性曲线具有人类可感的辉度差，在任何灰阶间都可感到同等辉度的特性，把医院内每个显示器的灰阶特性都按照这个灰度标准显示函数进行显示校准的话，从人类工学上来讲，就可实现所有的显示器都可显示为平滑且“正确”的灰度。

一般情况下进行显示校准的时候，都是在暗室进行的，即没有环境光的干扰，但是医院内显示器在使用的时候，不可避免的要有不同的环境光引入，这样人眼看到的显示器的灰阶特性就会出现比较大的差异，特别是比较重要的较暗的灰阶，受环境光的影响会更大。因此，目前的显示器的校准方法无法避免环境光的影响。

发明内容

本发明实施例提供一种DICOM特性曲线查找表生成的方法及装置，用以实现显示器在环境光下可以自动根据DICOM特性曲线查找表的进行DICOM特性曲线的校准。

本发明实施例提供的一种DICOM特性曲线查找表生成的方法，包括：

获取环境光的亮度；

确定所述环境光的亮度是否小于等于亮度阈值；所述亮度阈值为满足显示器的对比度要求的环境光的亮度；

若是，则获取显示器的每个灰阶的亮度，根据所述环境光的亮度和所述显示器的每个灰阶的亮度生成所述显示器的医学数字成像和通信DICOM特性曲线查找表。

相应地，本发明实施例还提供了一种DICOM特性曲线查找表生成的装置，包括：

获取单元，用于获取环境光的亮度；

确定单元，用于确定所述环境光的亮度是否小于等于亮度阈值；所述亮度阈值为满足显示器的对比度要求的环境光的亮度；

生成单元，用于若所述环境光小于等于亮度阈值，则获取显示器的每个灰阶的亮度，根据所述环境光的亮度和所述显示器的每个灰阶的亮度生成所述显示器的医学数字成像和通信DICOM特性曲线查找表。

本发明实施例表明，通过获取环境光的亮度，确定所述环境光是否小于等于亮度阈值，若是，则获取显示器的每个灰阶的亮度，根据所述环境光的亮度和所述显示器的每个灰阶的亮度生成所述显示器的DICOM特性曲线查找表。通过判断环境光的亮度是否满足显示器的对比度要求可以保证在不同亮度的环境光的环境下，显示器都可以自适应的进行DICOM特性曲线的校准，避免了因环境光的出现导致观看显示器显示图片出错的现象。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简要介绍，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性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为现有技术中一种DICOM特性曲线的示意图；

图2为本发明实施例中提供的一种DICOM特性曲线的示意图；

图3为本发明实施例中提供的一种DICOM特性曲线的示意图；

图4为本发明实施例中提供的一种DICOM特性曲线查找表生成的方法的流程示意图；

图5为本发明实施例中提供的一种DICOM特性曲线的示意图；

图6为本发明实施例中提供的一种DICOM特性曲线查找表生成的装置的结构示意图。

具体实施方式

为了使本申请的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本申请作进一步地详细描述，显然，所描述的实施例仅仅是本申请一部份实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，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它实施例，都属于本申请保护的范围。

在本发明实施例中，医疗显示器衡量DICOM曲线是否合乎标准采用应答值进行评估，如图2所示，横坐标是由使用灰度标准显示函数的亮度值计算得到的最小可觉差索引值，纵坐标为计算得到的应答值。中间实线曲线为理论上应该达到的目标，黑点表示实际得到的应答值，虚线曲线为设定的范围，在此范围内即为满足预定的要求。没有环境光的时候，实际得到的应答基本上都在实线曲线的周围，误差比较小。

但是在有环境光的影响下，如图3所示，为1.5nits的环境光混入的时候，黑点表示实际得到的应答值，特别在暗场，影响更大，如前两个黑点，分别为黑场和15/255的灰阶，偏差已经大于15％。这样在显示医学图像的时候，偏差会比较大。

基于上述描述，图4示出了本发明实施例提供的一种DICOM特性曲线查找表生成的流程，该流程可以由DICOM特性曲线查找表生成的装置执行，该装置可以位于显示器内，也可以是显示器。

如图4所示，该流程的具体步骤包括：

步骤401，获取环境光的亮度。

步骤402，确定所述环境光是否小于等于亮度阈值，若是，则转入步骤403，若否，则转入步骤404。

步骤403，获取显示器的每个灰阶的亮度，根据所述环境光的亮度和所述显示器的每个灰阶的亮度生成所述显示器的DICOM特性曲线查找表。

步骤404，调整所述显示器的背光的亮度，获取调整后的所述显示器的每个灰阶的亮度，根据所述环境光的亮度和所述调整后的显示器的每个灰阶的亮度生成所述显示器的DICOM特性曲线查找表。

在步骤401中，环境光的亮度可以根据下述步骤确定：通过环境光传感器探测到环境光在显示器屏幕上的照度，然后根据探测到的环境光在显示器屏幕上的照度和比例系数R可以确定环境光的亮度。该比例系数R可以通过测试的多组显示器关机时屏幕上的亮度值和环境光在屏幕上的照度值得到，其中可使用带有望远镜镜头的仪器测试显示器关机时屏幕上的亮度，使用环境光传感器测试环境光在显示器屏幕上的照度。R＝L_j/S_j，其中，L_j为显示器关机时第j个环境光下测试的屏幕上的亮度值和S_j为显示器关机时第j个环境光下测试的屏幕上的照度值，j≥1。具体的，可以根据公式(5)来计算环境光的亮度。

上述公式(5)为：

Lamb＝A*R…………………………(5)

其中，Lamb为环境光的亮度，A为环境光在显示器屏幕上的照度，R为比例系数。

当环境光传感器探测到环境光在显示器屏幕上的照度时，即可获得环境光的亮度。

在步骤402中，为了保证显示器的对比度C，需要对环境光的亮度显示的对比度的要求。在显示器背光亮度一定的情况下，没有环境光时，显示器的对比度为C＝L max/Lmin。但是在有环境光时，显示器的对比度C'＝(L max+Lamb)/(L min+Lamb)，因为显示器的Lmin的数值比较小，当Lamb的数值与Lmin的数值位于相同或相近的数量级时，Lamb对显示器的暗端灰阶的影响比较大，当有环境光时，由于环境光的加入，使得显示器的暗端灰阶增大的比例比较明显，从而对显示器的对比度影响也比较大。

而在增加环境光后，显示器的对比度会有一定程度的损失，环境光的亮度越大，显示器的对比度损失的越厉害，显示器的对比度损失具有一定的比例关系，该比例关系可以设为a，设定为C'≥a*C，a为0～1之间的值，即有环境光时的显示器的对比度降低到原始显示器的对比度的a倍。现有的显示技术中对显示器的对比变化有一定的阈值要求，因此a是一个预设的对比度阈值。因此，为了满足C'≥a*C，即(L max+Lamb)/(L min+Lamb)≥a*C，而C＝L max/L min，从而得到亮度阈值，该亮度阈值为满足显示器的对比度要求的环境光的亮度，环境光的亮度满足小于等于该亮度阈值，就可以直接获取显示器的每个灰阶的亮度。具体的该亮度阈值可以根据公式(1)。

Lamb对显示器的暗端灰阶的影响比较大，随着Lamb的增大，对显示器的暗端灰阶的影响越明显，当Lamb超过一定的值之后，显示器的暗端灰阶的亮度无法满足显示器的对比度的需要，此时需要增加显示器的背光的亮度，从而增加暗端灰阶的亮度，减小Lamb对显示器的暗端灰阶的影响。如C＝1000，a＝0.8，则Lamb≤0.25Lmin。一台显示器Lmax＝400nits，Lamb＝0.08nits，Lmin＝0.4nits，0.25Lmin＝0.1nits，满足Lamb≤0.25Lmin，即环境光的亮度满足显示器的对比度要求，此时无需调整显示器的背光的亮度，Lamb对显示器的暗端灰阶的影响还不是很大。若Lamb＝0.15nits，则Lamb>0.1nits，即Lamb>0.25Lmin，当Lamb大于0.25倍的Lmin时，Lamb对显示器的暗端灰阶的影响比较明显，此时若是不进行显示器的背光的增加，会影响显示器的对比度。因此，当Lamb>0.25Lmin时，环境光的亮度不满足显示器的对比度要求，需要增加显示器的背光的亮度，从而增加Lmin的亮度，减小Lamb对显示器的暗端灰阶的影响。

上述公式(1)为：

Lamb≤(1-a)*C*L min/(a*C-1)…………………………(1)

其中，Lamb为环境光的亮度，C为显示器的对比度，C＝L max/L min，Lmax为显示器的最亮灰阶的亮度，Lmin为显示器的最暗灰阶的亮度，a为对比度阈值，a大于等于0且小于等于1。

在步骤403中，若步骤402中确定环境光的亮度小于等于亮度阈值，即满足显示器的对比度要求，则先通过亮度传感器获取显示器的每个灰阶的亮度。显示器的存储器中预先存储了显示器的每个灰阶的亮度归一化后的曲线，当显示器的背光稳定在一个具体的数值时，亮度传感器可以读出当前的最亮灰阶的亮度Lmax和最暗灰阶的亮度Lmin。然后根据环境光的亮度，调整显示器的每个灰阶的亮度，得到修正后的显示器的每个灰阶的亮度，根据修正后的显示器的每个灰阶的亮度中最亮灰阶的亮度和最暗灰阶的亮度，生成DICOM特性曲线，根据该DICOM特性曲线和修正后的显示器的每个灰阶的亮度生成显示器的DICOM特性曲线查找表。

通过显示器的DICOM特性曲线查找表，显示器可以自动进行DICOM特性曲线的校准，该DICOM特性曲线的校准效果如图5所示。

上述修正后的显示器的每个灰阶的亮度中的最亮灰阶的亮度是根据显示器的最亮灰阶的亮度和环境光的亮度确定的，具体的可以根据公式(2)确定。

该公式(2)为：

L max'＝L max+Lamb…………………………(2)

其中，L max'为修正后的显示器的每个灰阶的亮度中的最亮灰阶的亮度，L max为显示器的最亮灰阶的亮度，Lamb为环境光的亮度。

上述修正后的显示器的每个灰阶的亮度中的最暗灰阶的亮度是根据显示器的最暗灰阶的亮度和环境光的亮度确定的，具体的可以根据公式(3)确定。

该公式(3)为：

L min'＝L min+Lamb…………………………(3)

其中，L min'为修正后的显示器的每个灰阶的亮度中的最暗灰阶的亮度，L min为显示器的最暗灰阶的亮度，Lamb为环境光的亮度。

上述修正后的显示器的每个灰阶的亮度是根据显示器的每个灰阶的亮度和环境光的亮度确定的，具体的可以根据公式(4)确定。

该公式(4)为：

L(i)'＝L(i)+Lamb…………………………(4)

其中，L(i)'为修正后的显示器的第i个灰阶的亮度，L(i)为显示器的第i个灰阶的亮度，Lamb为环境光的亮度，i≥1。

在步骤404中，若步骤402中确定环境光的亮度不小于等于亮度阈值，即大于亮度阈值，此时，环境光的亮度不满足显示器的对比度要求。则可以调整显示器的背光的亮度。调整显示器的背光的亮度，即提高背光的亮度以减小环境光对暗端灰阶的影响。具体的讲，是按照环境光的亮度和预设公式计算需求的目标背光的亮度值，根据目标背光的亮度值和实际背光的亮度值的差值，提高背光的亮度。示例性的：可以先确定显示器的最亮灰阶的亮度，即可以根据上述公式(1)可以确定显示器的最亮灰阶的亮度。如当环境光的亮度Lamb＝0.15nits时，将Lamb＝0.15nits、a＝0.8、C＝1000代入公式(1)中，可以得出Lmax≥599nits。因此，在环境光为0.15nits的环境中，显示器的背光的亮度最少需要599nits，当前的显示器的背光的亮度不符合，需要背光传感器进行调整。同样也可以根据显示器的其它灰阶的亮度调整显示器的背光的亮度，本发明实施例对此不做限制，仅是示例作用。

通过背光传感器对显示器的背光的亮度进行调整，然后再通过亮度传感器读取调整后的显示器的每个灰阶的亮度。然后根据环境光的亮度，调整该读取的调整后的显示器的每个灰阶的亮度，得到修正后的显示器的每个灰阶的亮度，根据修正后的显示器的每个灰阶的亮度中最亮灰阶的亮度和最暗灰阶的亮度，生成DICOM特性曲线，根据该DICOM特性曲线和修正后的显示器的每个灰阶的亮度生成显示器的DICOM特性曲线查找表。

上述实施例表明，通过获取环境光的亮度，确定环境光是否小于等于亮度阈值，若是，则获取显示器的每个灰阶的亮度，根据环境光的亮度和显示器的每个灰阶的亮度生成显示器的DICOM特性曲线查找表。通过判断环境光的亮度是否满足显示器的对比度要求可以保证在不同亮度的环境光的环境下，显示器都可以自适应的进行DICOM特性曲线的校准，避免了因环境光的出现导致观看显示器显示图片出错的现象。

基于相同的技术构思，图6示出了本发明实施例提供的一种DICOM特性曲线查找表生成的装置，该装置可以执行DICOM特性曲线查找表生成的流程，该装置可以位于显示器内，也可以是显示器。

如图6所示，该装置具体包括：

获取单元601，用于获取环境光的亮度；

确定单元602，用于确定所述环境光的亮度是否小于等于亮度阈值；所述亮度阈值为满足显示器的对比度要求的环境光的亮度；

生成单元603，用于若所述环境光小于等于亮度阈值，则获取显示器的每个灰阶的亮度，根据所述环境光的亮度和所述显示器的每个灰阶的亮度生成所述显示器的DICOM特性曲线查找表。

优选地，所述生成单元603还用于：

若所述环境光的亮度不小于等于亮度阈值，则调整所述显示器的背光的亮度；

获取调整后的所述显示器的每个灰阶的亮度；

根据所述环境光的亮度和所述调整后的显示器的每个灰阶的亮度生成所述显示器的DICOM特性曲线查找表。

优选地，所述生成单元603具体用于：

根据所述环境光的亮度，调整所述调整后的显示器的每个灰阶的亮度，得到修正后的显示器的每个灰阶的亮度；

根据所述修正后的显示器的每个灰阶的亮度中最亮灰阶的亮度和最暗灰阶的亮度，生成DICOM特性曲线；

根据所述DICOM特性曲线和所述修正后的显示器的每个灰阶的亮度生成所述显示器的DICOM特性曲线查找表。

优选地，所述确定单元602具体用于：

根据公式(1)确定所述亮度阈值；

所述公式(1)为：

Lamb≤(1-a)*C*L min/(a*C-1)…………………………(1)

其中，Lamb为环境光的亮度，C为显示器的对比度，C＝L max/L min，Lmax为显示器的最亮灰阶的亮度，Lmin为显示器的最暗灰阶的亮度，a为对比度阈值，a大于等于0且小于等于1。

优选地，所述生成单元603具体用于：

根据公式(2)确定所述修正后的显示器的每个灰阶的亮度中的最亮灰阶的亮度；根据公式(3)确定所述修正后的显示器的每个灰阶的亮度中的最暗灰阶的亮度；根据公式(4)确定所述修正后的显示器的每个灰阶的亮度；

所述公式(2)为：

L max'＝L max+Lamb…………………………(2)

其中，L max'为修正后的显示器的每个灰阶的亮度中的最亮灰阶的亮度，L max为显示器的最亮灰阶的亮度，Lamb为环境光的亮度；

所述公式(3)为：

L min'＝L min+Lamb…………………………(3)

其中，L min'为修正后的显示器的每个灰阶的亮度中的最暗灰阶的亮度，L min为显示器的最暗灰阶的亮度，Lamb为环境光的亮度；

所述公式(4)为：

L(i)'＝L(i)+Lamb…………………………(4)

其中，L(i)'为修正后的显示器的第i个灰阶的亮度，L(i)为显示器的第i个灰阶的亮度，Lamb为环境光的亮度，i≥1。

本申请是参照根据本申请实施例的方法、设备(系统)、和计算机程序产品的流程图和/或方框图来描述的。应理解可由计算机程序指令实现流程图和/或方框图中的每一流程和/或方框、以及流程图和/或方框图中的流程和/或方框的结合。可提供这些计算机程序指令到通用计算机、专用计算机、嵌入式处理机或其他可编程数据处理设备的处理器以产生一个机器，使得通过计算机或其他可编程数据处理设备的处理器执行的指令产生用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的装置。

这些计算机程序指令也可存储在能引导计算机或其他可编程数据处理设备以特定方式工作的计算机可读存储器中，使得存储在该计算机可读存储器中的指令产生包括指令装置的制造品，该指令装置实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能。

这些计算机程序指令也可装载到计算机或其他可编程数据处理设备上，使得在计算机或其他可编程设备上执行一系列操作步骤以产生计算机实现的处理，从而在计算机或其他可编程设备上执行的指令提供用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的步骤。

尽管已描述了本申请的优选实施例，但本领域内的技术人员一旦得知了基本创造性概念，则可对这些实施例作出另外的变更和修改。所以，所附权利要求意欲解释为包括优选实施例以及落入本申请范围的所有变更和修改。

显然，本领域的技术人员可以对本申请进行各种改动和变型而不脱离本申请的精神和范围。这样，倘若本申请的这些修改和变型属于本申请权利要求及其等同技术的范围之内，则本申请也意图包含这些改动和变型在内。

Claims (6)

1.一种DICOM特性曲线查找表生成的方法，其特征在于，包括：

获取环境光的亮度；

确定所述环境光的亮度是否小于等于亮度阈值；所述亮度阈值为满足显示器的对比度要求的环境光的亮度；

若是，则获取显示器的每个灰阶的亮度，根据所述环境光的亮度和所述显示器的每个灰阶的亮度生成所述显示器的医学数字成像和通信DICOM特性曲线查找表；

若所述环境光的亮度不小于等于亮度阈值，则调整所述显示器的背光的亮度；获取调整后的所述显示器的每个灰阶的亮度；根据所述环境光的亮度，调整所述调整后的显示器的每个灰阶的亮度，得到修正后的显示器的每个灰阶的亮度；根据所述修正后的显示器的每个灰阶的亮度中最亮灰阶的亮度和最暗灰阶的亮度，生成DICOM特性曲线；根据所述DICOM特性曲线和所述修正后的显示器的每个灰阶的亮度生成所述显示器的DICOM特性曲线查找表。

2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，根据公式(1)确定所述亮度阈值；

所述公式(1)为：

Lamb≤(1-a)*C*Lmin/(a*C-1)…………………………(1)

其中，Lamb为环境光的亮度，C为显示器的对比度，C＝Lmax/Lmin，Lmax为显示器的最亮灰阶的亮度，Lmin为显示器的最暗灰阶的亮度，a为对比度阈值，a大于等于0且小于等于1。

3.如权利要求2所述的方法，其特征在于，根据公式(2)确定所述修正后的显示器的每个灰阶的亮度中的最亮灰阶的亮度；根据公式(3)确定所述修正后的显示器的每个灰阶的亮度中的最暗灰阶的亮度；根据公式(4)确定所述修正后的显示器的每个灰阶的亮度；

所述公式(2)为：

Lmax'＝Lmax+Lamb…………………………(2)

其中，Lmax'为修正后的显示器的每个灰阶的亮度中的最亮灰阶的亮度，Lmax为显示器的最亮灰阶的亮度，Lamb为环境光的亮度；

所述公式(3)为：

Lmin'＝Lmin+Lamb…………………………(3)

其中，Lmin'为修正后的显示器的每个灰阶的亮度中的最暗灰阶的亮度，Lmin为显示器的最暗灰阶的亮度，Lamb为环境光的亮度；

所述公式(4)为：

L(i)'＝L(i)+Lamb…………………………(4)

其中，L(i)'为修正后的显示器的第i个灰阶的亮度，L(i)为显示器的第i个灰阶的亮度，Lamb为环境光的亮度，i≥1。

4.一种DICOM特性曲线查找表生成的装置，其特征在于，包括：

获取单元，用于获取环境光的亮度；

确定单元，用于确定所述环境光的亮度是否小于等于亮度阈值；所述亮度阈值为满足显示器的对比度要求的环境光的亮度；

生成单元，用于若所述环境光小于等于亮度阈值，则获取显示器的每个灰阶的亮度，根据所述环境光的亮度和所述显示器的每个灰阶的亮度生成所述显示器的医学数字成像和通信DICOM特性曲线查找表；

所述生成单元还用于：若所述环境光的亮度不小于等于亮度阈值，则调整所述显示器的背光的亮度；获取调整后的所述显示器的每个灰阶的亮度；根据所述环境光的亮度，调整所述调整后的显示器的每个灰阶的亮度，得到修正后的显示器的每个灰阶的亮度；根据所述修正后的显示器的每个灰阶的亮度中最亮灰阶的亮度和最暗灰阶的亮度，生成DICOM特性曲线；根据所述DICOM特性曲线和所述修正后的显示器的每个灰阶的亮度生成所述显示器的DICOM特性曲线查找表。

5.如权利要求4所述的装置，其特征在于，所述确定单元具体用于：

根据公式(1)确定所述亮度阈值；

所述公式(1)为：

Lamb≤(1-a)*C*Lmin/(a*C-1)…………………………(1)

其中，Lamb为环境光的亮度，C为显示器的对比度，C＝Lmax/Lmin，Lmax为显示器的最亮灰阶的亮度，Lmin为显示器的最暗灰阶的亮度，a为对比度阈值，a大于等于0且小于等于1。

6.如权利要求5所述的装置，其特征在于，所述生成单元具体用于：

根据公式(2)确定所述修正后的显示器的每个灰阶的亮度中的最亮灰阶的亮度；根据公式(3)确定所述修正后的显示器的每个灰阶的亮度中的最暗灰阶的亮度；根据公式(4)确定所述修正后的显示器的每个灰阶的亮度；

所述公式(2)为：

Lmax'＝Lmax+Lamb…………………………(2)

其中，Lmax'为修正后的显示器的每个灰阶的亮度中的最亮灰阶的亮度，Lmax为显示器的最亮灰阶的亮度，Lamb为环境光的亮度；

所述公式(3)为：

Lmin'＝Lmin+Lamb…………………………(3)

其中，Lmin'为修正后的显示器的每个灰阶的亮度中的最暗灰阶的亮度，Lmin为显示器的最暗灰阶的亮度，Lamb为环境光的亮度；

所述公式(4)为：

L(i)'＝L(i)+Lamb…………………………(4)

其中，L(i)'为修正后的显示器的第i个灰阶的亮度，L(i)为显示器的第i个灰阶的亮度，Lamb为环境光的亮度，i≥1。