CN106651771B - 一种数字x射线图像拼接方法及系统 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种数字X射线图像拼接方法及系统，该方法包括以下步骤：在同一束光器的辐射视野范围内，设置第一探测器与第二探测器，束光器的球管焦点到第一探测器、第二探测器的平面距离相等，第一探测器与第二探测器之间间隔有重叠区域X；数字X射线摄影系统启动曝光一次，并从第一探测器上生成病灶部位的第一DR图像，从第二探测器上生成病灶部位的第二DR图像；在第二DR图像中裁减掉重叠区域X，得到第三DR图像；对第一DR图像和第三DR图像进行拼接，得到第四DR图像；对拼接区域进行灰度融合，从而消除拼接缝，得到图像O；显示拼接图像O。本发明只需要一次曝光即可获取拼接图像，可大幅度降低辐射剂量和患者的摆位时间。
Description
技术领域
本发明涉及数字图像处理领域,具体而言本发明涉及应用于医学目的的数字图像处理，尤其涉及一种数字X射线图像拼接方法及系统。
背景技术
随着医学技术和医疗诊断手段的不断发展，数字X线图像在临床诊断和医学科研等领域得到了广泛的应用，特别是在骨科诊断与治疗中具有非常重要的临床应用价值。在一些临床诊断和手术治疗中，需要患者全身的图像对病灶及其周围进行全面、直观地观察分析。目前受限于探测器的尺寸，骨科临床中常用的数字X射线摄影系统仅能提供患者部分身体的影像，临床诊断医生需要分析患者一系列的影像，才能在自己的脑海中构造出患者全身的数字X射线图像。这样不仅加重了临床诊断医生的负担，而且人为在脑海中构造出的全身数字X射线图像难免存在偏差，对诊断结果会造成一定的影响，因此将患者的一系列数字X摄像图像拼接成一幅完整的图像是十分必要的。
申请号为CN201110073969.8，发明名称为“一种基于模板的CCD-DR图像拼接方法”的中国专利申请揭露了一种使用模板提取DR图像中的特征点，使用提取的特征点进行图像匹配和拼接的技术方案。该技术方案通过模板提取特征点虽然加快了处理速度，但是造成了提取的特征点不够准确，进行图像拼接时容易产生误匹配。
申请号为201210197832.8的中国专利申请揭露了一种基于ORB配准的DR图像拼接方法，此方法对输入图像进行下采样，在低分辨率图像中利用相邻两幅图像的相关性估计两幅图像间的相对位移，从而大致确定两幅图像的拼接位置，然后在原始分辨率下通过互信息最终确定两幅图像的拼接位置，最后通过灰度变化调整拼接图像的亮度差异，使拼接图像是视觉上达到统一。此方法对输入图像的要求比较高，容易产生错误拼接；此方法需要多次曝光，患者需要接收很大的辐射剂量。
发明内容
本发明的目的是克服现有技术中的不足之处，提供一种数字X射线图像拼接方法及系统，该方法采用图像裁剪和图像融合技术快速准确的进行拼接，从而有效提高临床诊断医生的诊断效率，降低误诊率。
本发明的目的是通过以下技术方案来实现的：
一种数字X射线图像拼接方法，包括以下步骤：
步骤A、在同一束光器的辐射视野范围内，设置第一探测器与第二探测器，所述束光器的球管焦点到第一探测器、第二探测器的平面距离相等，第一探测器与第二探测器之间间隔有重叠区域X；
步骤B、数字X射线摄影系统启动曝光一次，并从第一探测器上生成病灶部位的第一DR图像，从第二探测器上生成病灶部位的第二DR图像；
步骤C、在第二DR图像中裁减掉重叠区域X，得到第三DR图像；
步骤D、对第一DR图像和第三DR图像进行拼接，得到第四DR图像；
步骤E、在第四DR图像中对第一DR图像和第三DR图像的拼接区域进行灰度融合，从而消除拼接缝，得到图像O；
步骤F、显示拼接图像O，供临床诊断医生阅片，拼接流程结束。
具体的，所述步骤D的具体步骤为：
第一DR图像倒数第一行的第一个像素点对应第三DR图像第一行的第一个像素点；根据该对应点拼接得到第四DR图像。
具体的，所述步骤E的具体为：
首先对可见光图像进行线性组合得到初始灰度融合图像；然后对所述的初始灰度融合图像进行亮度传递，得到最终灰度融合图像。
所述步骤E具体包括步骤：
将第一DR图像拼接区域中的每一行OverlapUi,i＝1,2,…,N的像素和第三DR图像拼接区域中的每一行OverlapDi，i＝1,2,…,N的像素分别乘以相应系数再相加进行灰度融合，其灰度融合表示为：
其中，系数列向量V为:
将获得的灰度融合结果替换拼接缝以下高度为N的图像区域，从而去除DR图像的拼接缝；其中，N为大于1的自然数，表示重叠区域的行数。
基于同一构思，本发明还提供一种数字X射线图像拼接系统，该系统包括：
进行曝光处理输出曝光图像的DR设备，
以及连接DR设备用于对曝光图像进行拼接处理的PC终端，
所述DR设备包括X光球管、用于接收X光球管发射的X光并生成曝光图像的第一探测器与第二探测器以及用于控制X光发射面积的束光器，其特征在于，所述拼接系统按照上述方法对曝光图像进行拼接处理。
本发明相比现有技术具有以下优点及有益效果：
1、本发明通过两块探测器同时采集两幅图像，首先对得到的图像进行固定大小的裁剪，然后对两幅图像进行融合，最后对拼接区域进行灰度调整，消除拼接缝，得到最终的拼接图像。相对现有技术，由于本方法及系统采用简单的图像裁剪和图像融合技术就可以得到拼接好的图像，提高了拼接效率，并且不会出现错误拼接的情况；此外，本发明只需要一次曝光即可获取拼接图像，可大幅度降低辐射剂量和患者的摆位时间。
2、拼接过程中不需要改变X光球管和探测器平板的位置，克服因球管以及平板移动造成的拼接误差。
3、通过图像裁剪和图像灰度融合技术就可以得到拼接图像，不需要其他复杂的算法，可以使拼接准确性提高到100％。
4、本发明进行一次曝光后获取的拼接图像，由于重叠区域光亮度差异较小，不会出现亮暗分布不均的现象，显著减少图像拼接时间及提高拼接效率。
附图说明
图1是本发明一个实施例的流程示意图。
图2是一种数字X射线图像拼接系统的示意图。
具体实施方式
下面结合实施例及附图对本发明作进一步详细的描述，但本发明的实施方式不限于此。
实施例
本发明提出了一种一种数字X射线图像拼接方法及系统，只需要医生简单的选定患者的拍摄范围，系统将在短时间内自动完成有且只有一次曝光拼接出图的过程。这一过程不需要人为干涉，系统运行可靠且图像拼接效果好。
如图1，本发明的一种数字X射线图像拼接方法，包括以下步骤：
步骤A、在同一束光器的辐射视野范围内，设置第一探测器与第二探测器，所述束光器的球管焦点到第一探测器、第二探测器的平面距离相等，第一探测器与第二探测器之间间隔有重叠区域X；
步骤B、数字X射线摄影系统启动曝光一次，并从第一探测器上生成病灶部位的第一DR图像，从第二探测器上生成病灶部位的第二DR图像；
步骤C、在第二DR图像中裁减掉重叠区域X，得到第三DR图像；
步骤D、对第一DR图像和第三DR图像进行拼接，得到第四DR图像；
步骤E、在第四DR图像中对第一DR图像和第三DR图像的融合区域进行灰度融合，从而消除拼接缝，得到图像O；
步骤F、显示拼接图像O，供临床诊断医生阅片，拼接流程结束。
具体的，所述步骤D的具体步骤为：
第一DR图像倒数第一行的第一个像素点对应第三DR图像第一行的第一个像素点；根据该对应点拼接得到第四DR图像。
具体的，所述步骤E的具体为：
首先对可见光图像进行线性组合得到初始灰度融合图像；然后对所述的初始灰度融合图像进行亮度传递，得到最终灰度融合图像。
将两幅DR图像对齐和灰度调整之后，因为上下两幅DR图像在接缝处有较大的梯度变化，会产生一条很明显的接缝，这条接缝先会对诊断有较大影响，因此在需要将这条接缝线去除。本发明采用灰度融合方法，以行为单位将，两幅拼接图像的重叠区域的每一行乘以系数相加。
所述步骤E具体包括步骤：
令上下两幅DR图像的重叠区域为OverlapU和OverlapD，重叠区域的大小为N×M，N行M列，N和M均为大于1的自然数，将第一DR图像拼接区域中的每一行OverlapUi,i＝1,2,…,N的像素和第三DR图像拼接区域中的每一行OverlapDi，i＝1,2,…,N的像素分别乘以相应系数再相加进行灰度融合，其灰度融合表示为：
其中，系数列向量V为:
将获得的灰度融合结果替换拼接缝以下高度为N的图像区域，从而去除DR图像的拼接缝；其中，N为大于1的自然数，表示重叠区域的行数。然后，将这个灰度融合结果替换拼接缝以下高度为N的图像区域就能去除DR图像的拼接缝。
如图2，基于同一构思，本发明还提供一种数字X射线图像拼接系统，该系统包括：
进行曝光处理输出曝光图像的DR设备，
以及连接DR设备用于对曝光图像进行拼接处理的PC终端，
所述DR设备包括X光球管、用于接收X光球管发射的X光并生成曝光图像的第一探测器与第二探测器以及用于控制X光发射面积的束光器，其特征在于，所述拼接系统按照上述方法对曝光图像进行拼接处理。
上述实施例为本发明较佳的实施方式，但本发明的实施方式并不受上述实施例的限制，其他的任何未背离本发明的精神实质与原理下所作的改变、修饰、替代、组合、简化，均应为等效的置换方式，都包含在本发明的保护范围之内。
Claims (3)
1.一种数字X射线图像拼接方法，包括以下步骤：
步骤A、在同一束光器的辐射视野范围内，设置第一探测器与第二探测器，所述束光器的球管焦点到第一探测器、第二探测器的平面距离相等，第一探测器与第二探测器之间间隔有重叠区域X；
步骤B、数字X射线摄影系统启动曝光一次，并从第一探测器上生成病灶部位的第一DR图像，从第二探测器上生成病灶部位的第二DR图像；
步骤C、在第二DR图像中裁减掉重叠区域X，得到第三DR图像；
步骤D、对第一DR图像和第三DR图像进行拼接融合，得到第四DR图像；
步骤E、在第四DR图像中对第一DR图像和第三DR图像的融合区域进行灰度融合，从而消除拼接缝，得到图像O；
步骤F、输出拼接图像并显示图像O，供临床诊断医生阅片，拼接流程结束，
所述步骤D的具体步骤为：
第一DR图像倒数第一行的第一个像素点对应第三DR图像第一行的第一个像素点；根据该对应点拼接得到第四DR图像。
2.根据权利要求1所述的数字X射线图像拼接方法，其特征在于：所述步骤E具体包括步骤：
将第一DR图像拼接区域中的每一行OverlapUi,i＝1,2,…,N的像素和第三DR图像拼接区域中的每一行OverlapDi，i＝1,2,…,N的像素分别乘以相应系数再相加进行灰度融合，其灰度融合表示为：
其中，系数列向量V为:
将获得的灰度融合结果替换拼接缝以下高度为N的图像区域，从而去除DR图像的拼接缝；其中，N为大于1的自然数，表示重叠区域的行数。
3.一种数字X射线图像拼接系统，该系统包括：
进行曝光处理输出曝光图像的DR设备，
以及连接DR设备用于对曝光图像进行拼接处理的PC终端，
所述DR设备包括X光球管、用于接收X光球管发射的X光并生成曝光图像的第一探测器与第二探测器以及用于控制X光发射面积的束光器，其特征在于，所述拼接系统按照权利要求1-2任何一项所述方法对曝光图像进行拼接处理。
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