CN110428483A

CN110428483A - 一种图像处理方法及计算设备

Info

Publication number: CN110428483A
Application number: CN201910702549.8A
Authority: CN
Inventors: 张逸凌; 安奕成; 张云东; 刘星宇; 柴伟
Original assignee: Longwood Valley Medtech Co Ltd
Current assignee: Longwood Valley Medtech Co Ltd
Priority date: 2019-07-31
Filing date: 2019-07-31
Publication date: 2019-11-08
Anticipated expiration: 2039-07-31
Also published as: AU2020100537A4; CN110428483B

Abstract

本发明公开了一种图像处理方法及计算设备。该图像处理方法包括步骤：基于至少一张第一图像，生成第二图像，其中至少一张第一图像为一次扫描所得的图像；基于假体的三维模型，生成二维的假体图像；将假体图像叠加到第二图像之上，得到处理后的图像。

Description

一种图像处理方法及计算设备

技术领域

本发明涉及图像处理技术领域，尤其涉及一种医学图像的处理方法及计算设备。

背景技术

在骨科医学图像诊断领域，常见的检测方式有X光射线、电子计算机断层扫描(CT)和磁共振扫描(MR)。其中X光检查是传统的影像学手段。经X光射线所成图像层次丰富、细腻、空间分辨率高，易于观察相邻组织间的关系。其对有骨质改变的骨病、关节部位骨性病变等具有很好的诊断价值。相较于X线，CT是用X射线束对人体某部位指定厚度的区域进行一个接一个的断层扫描。经CT扫描后得到多个平面观察组织结构图像(即，横断面图像)；之后利用后处理技术，对多个横断面图像进行重组，所得三维显像。CT图像的优点在于密度分辨率高，所得结构细节显示清晰，对于测量骨性结构之间的距离精确度高，是X线摄影的重要补充。但CT图像的空间分辨率低于X线所成的图像。故，医生一般还是习惯于在X线成像上进行观察和诊断。但X线成像的缺点在于，组织影像会相互重叠和隐藏，往往需要多角度拍摄才能识别清晰。

综上，需要一种优化的图像处理方案，使处理后的图像能够兼顾空间分辨率和密度分辨率。

发明内容

为此，本发明提供了一种图像处理方法及计算设备，以力图解决或者至少缓解上面存在的至少一个问题。

根据本发明的一个方面，提供了一种图像处理方法，在计算设备中执行，包括步骤：基于至少一张第一图像，生成第二图像，其中至少一张第一图像为一次扫描所得的图像；基于假体的三维模型，生成二维的假体图像；将假体图像叠加到第二图像之上，得到处理后的图像。

可选地，在根据本发明的方法中，基于至少一张第一图像，生成第二图像的步骤包括：累加至少一张第一图像在预定方向上的像素值，得到累加后的像素值；将累加后的像素值映射到预定区间，来生成第二图像，第二图像所在平面与预定方向垂直。

可选地，在根据本发明的方法中，基于至少一张第一图像，生成第二图像的步骤包括：从至少一张第一图像中选取一张第一图像作为基准，采用动态衰减因子，累加所有第一图像在预定方向上的像素值，得到累加后的像素值；将累加后的像素值映射到预定区间，来生成第二图像，第二图像所在平面与预定方向垂直。

可选地，根据本发明的方法还包括步骤：预先生成假体的三维模型，假体的三维模型采用STL文件进行存储。

可选地，在根据本发明的方法中，基于假体的三维模型，生成二维的假体图像的步骤包括：对STL文件中的数据进行切割，生成假体图像。

可选地，在根据本发明的方法中，基于假体的三维模型，生成二维的假体图像的步骤还包括：以假体图像为基准，旋转第二图像，使得旋转后的第二图像与假体图像的朝向保持一致。

可选地，在根据本发明的方法中，将假体图像叠加到第二图像之上，得到处理后的图像的步骤包括：将假体图像叠加到第二图像之上；基于平行光投影，确定出处理后的图像。

可选地，在根据本发明的方法中，将假体图像叠加到第二图像之上的步骤还包括：从第二图像中确定出假体的摆放位置；按照假体的摆放位置，将假体图像叠加到第二图像之上。

可选地，在根据本发明的方法中，预定方向为沿Y轴方向。

可选地，在根据本发明的方法中，累加至少一张第一图像在预定方向上的像素值，得到累加后的像素值的步骤还包括：采用衰减因子累加至少一张第一图像在预定方向上的像素值，得到累加后的像素值，其中，动态衰减因子与对应像素点在Y轴方向上的坐标相关。

可选地，在根据本发明的方法中，第一图像为CT扫描图像。

根据本发明的又一方面，提供了一种计算设备，包括：一个或多个处理器；和存储器；一个或多个程序，其中一个或多个程序存储在存储器中并被配置为由一个或多个处理器执行，一个或多个程序包括用于执行如上所述方法中的任一方法的指令。

根据本发明的再一方面，提供了一种存储一个或多个程序的计算机可读存储介质，一个或多个程序包括指令，指令当计算设备执行时，使得计算设备执行如上所述的方法中的任一方法。

综上，根据本发明的方案，一方面，对一次CT扫描所得到的多个断层扫描图(即，第一图像)进行处理，使得生成的第二图像能够模拟达成X线成像的效果，以实现空间分辨率、密度分辨率的双重保证。另一方面，利用平行光下假体二维图像叠加于第二图像前方的投影方式，保证了X光成像中假体模型的清晰度以及尺寸配合的准确度，提高诊疗效率。

附图说明

为了实现上述以及相关目的，本文结合下面的描述和附图来描述某些说明性方面，这些方面指示了可以实践本文所公开的原理的各种方式，并且所有方面及其等效方面旨在落入所要求保护的主题的范围内。通过结合附图阅读下面的详细描述，本公开的上述以及其它目的、特征和优势将变得更加明显。遍及本公开，相同的附图标记通常指代相同的部件或元素。

图1示出了根据本发明一个实施例的计算设备100的构造示意图；

图2示出了根据本发明一个实施例的图像处理方法200的流程示意图；

图3示出了根据本发明一个实施例的第一图像和第二图像的空间关系示意图；

图4A-图4C示出了根据本发明一种实施方式所生成的第二图像的对比图(衰减因子不同)；

图5A和图5B示出了根据本发明另一种实施方式所生成的第二图像的对比图(衰减因子不同)；

图6示出了根据本发明一个实施例的假体图像和第二图像的空间关系示意图；

图7A和图7B示出了根据本发明一个实施例的处理后图像与真实X线成像的对比示意图。

具体实施方式

下面将参照附图更详细地描述本公开的示例性实施例。虽然附图中显示了本公开的示例性实施例，然而应当理解，可以以各种形式实现本公开而不应被这里阐述的实施例所限制。相反，提供这些实施例是为了能够更透彻地理解本公开，并且能够将本公开的范围完整的传达给本领域的技术人员。

如前文所述，X线成像和CT扫描成像各有优势，故而根据本发明的实施方式，提供了一种结合X线成像和CT扫描成像各自优势的图像处理技术。概括来说，对一次CT扫描所得到的多个断层扫描图进行重建，使得重建后的图像能够模拟达成X线成像的效果(下文称之为类X射线成像)。这样，重建后的图像兼顾了空间分辨率和密度分辨率，方便专业医师在重建后的图像中进行观察和诊断。

进一步地，将类X射线成像应用到手术规划中。在专业医师利用二维图像诊断病情并进行术前规划时，利用图像处理技术对重建后的图像进行缩放、平移、旋转、切割等操作，同时准确地定位出感兴趣区域，并将相应的手术规划方案显示在图像中。这样，就能够辅助专业医师实现对各种疾病的精确诊断。

根据本发明的上述图像处理方案适于在计算设备中执行。计算设备例如可以是服务器(例如Web服务器、应用服务器等)，桌面计算机和笔记本计算机等个人计算机，手机、平板电脑、智能可穿戴设备等便携式移动设备等，但不限于此。

图1示出了根据本发明一个实施例的计算设备100的框图。在基本的配置102中，计算设备100典型地包括系统存储器106和一个或者多个处理器104。存储器总线108可以用于在处理器104和系统存储器106之间的通信。

取决于期望的配置，处理器104可以是任何类型的处理器，包括但不限于：微处理器(μP)、微控制器(μC)、数字信息处理器(DSP)或者它们的任何组合。处理器104可以包括诸如一级高速缓存110和二级高速缓存112之类的一个或者多个级别的高速缓存、处理器核心114和寄存器116。示例的处理器核心114可以包括运算逻辑单元(ALU)、浮点数单元(FPU)、数字信号处理核心(DSP核心)或者它们的任何组合。示例的存储器控制器118可以与处理器104一起使用，或者在一些实现中，存储器控制器118可以是处理器104的一个内部部分。

取决于期望的配置，系统存储器106可以是任意类型的存储器，包括但不限于：易失性存储器(诸如RAM)、非易失性存储器(诸如ROM、闪存等)或者它们的任何组合。系统存储器106可以包括操作系统120、一个或者多个应用122以及程序数据124。在一些实施方式中，应用122可以布置为在操作系统上利用程序数据124进行操作。

计算设备100还可以包括有助于从各种接口设备(例如，输出设备142、外设接口144和通信设备146)到基本配置102经由总线/接口控制器130的通信的接口总线140。示例的输出设备142包括图形处理单元148和音频处理单元150。它们可以被配置为有助于经由一个或者多个A/V端口152与诸如显示器或者扬声器之类的各种外部设备进行通信。示例外设接口144可以包括串行接口控制器154和并行接口控制器156，它们可以被配置为有助于经由一个或者多个I/O端口158和诸如输入设备(例如，键盘、鼠标、笔、语音输入设备、图像输入设备)或者其他外设(例如打印机、扫描仪等)之类的外部设备进行通信。示例的通信设备146可以包括网络控制器160，其可以被布置为便于经由一个或者多个通信端口164与一个或者多个其他计算设备162通过网络通信链路的通信。

网络通信链路可以是通信介质的一个示例。通信介质通常可以体现为在诸如载波或者其他传输机制之类的调制数据信号中的计算机可读指令、数据结构、程序模块，并且可以包括任何信息递送介质。“调制数据信号”可以是这样的信号，它的数据集中的一个或者多个或者它的改变可以在信号中以编码信息的方式进行。作为非限制性的示例，通信介质可以包括诸如有线网络或者专线网络之类的有线介质，以及诸如声音、射频(RF)、微波、红外(IR)或者其它无线介质在内的各种无线介质。这里使用的术语计算机可读介质可以包括存储介质和通信介质二者。在一些实施例中，计算机可读介质中存储一个或多个程序，这一个或多个程序中包括执行某些方法的指令。

计算设备100可以实现为小尺寸便携(或者移动)电子设备的一部分，这些电子设备可以是诸如蜂窝电话、数码照相机、个人数字助理(PDA)、个人媒体播放器设备、无线网络浏览设备、个人头戴设备、应用专用设备、或者可以包括上面任何功能的混合设备。当然，计算设备100也可以实现为包括桌面计算机和笔记本计算机配置的个人计算机，或者是具有上述配置的服务器。本发明的实施方式对此均不作限制。

在根据本发明的一些实施例中，计算设备100被配置为执行图像处理方法200，程序数据124中包含了用于执行该方法200的相关指令。

图2示出了根据本发明一个实施例的图像处理方法200的流程图。方法200始于步骤S210。

在一些实现中，CT扫描方式例如是螺旋CT扫描，不限于此。CT扫描的部位例如有体部(如胸部、腹部)、脊柱(如颈椎、胸椎、腰椎)、颅脑等。如前文所述，对CT扫描图像的处理方式一般是，对CT扫描图像进行多维、多平面的各种类型的重组，以得到逼真的、立体感的显示。但经这种重组处理方式得到的图像空间分辨率不足，故在下述的步骤S210中，示出了一种新的后处理方式，利用CT扫描数据生成二维图像，且图像的空间分辨率能够达到X线成像的效果。

在步骤S210中，基于至少一张第一图像，生成第二图像。这里所述的至少一张第一图像，就是一次CT扫描所得的一组图像；第二图像，就是具有类X线成像效果的图像。

此处以被扫描部位为脊柱为例，来阐述根据本发明实施例的生成第二图像的过程。图3示出了根据本发明一个实施例的第一图像和第二图像的空间关系示意图。一般地，第一图像为横断面图像，如图3中的310代表了一组第一图像(应当指出，本发明实施例对第一图像的数量并不做限制，此处仅作为示例)。针对脊柱检查的医学图像均是冠状位和矢状位，以冠状位为例，图像对应的平面是XZ平面，如图3中的320就代表了最终生成的第二图像。结合图3，应当理解，从至少一张第一图像生成第二图像，相当于将至少一张第一图像投影到XZ平面。以下示出根据本发明的实施例的生成第二图像的两种方式。

在一种实施方式中，采用累加投影的方式，来生成第二图像。

首先，累加至少一张第一图像在预定方向上的像素值，得到累加后的像素值。

如前文所述，当第二图像所在平面为XZ平面时，预定方向为沿Y轴方向。也就是说，第二图像所在平面与预定方向垂直。对于XZ平面上的任意像素点(x,z)，其沿Y轴累加后的像素值P(x,z)，可以采用如下公式来计算：

式(1)中，V(x,y_i,z)表示像素点(x,z)对应在第一图像中、沿Y轴方向上的像素值，y_i的取值范围为(y_min,y_max)。

在一些实施例中，采用动态衰减因子来累加至少一张第一图像在预定方向上的像素值，得到累加后的像素值。此时，式(1)对应表示为：

式(2)中，λ_i表示动态衰减因子，V(x,y_i,z)表示像素点(x,z)对应在第一图像中、沿Y轴方向上的像素值，y_i的取值范围为(y_min,y_max)。

特别地，式(1)所示出的累加方式，可以看作是，将式(2)中的衰减因子取固定值(固定值为1)。

在一种优选的实施例中，λ_i与对应像素点在Y轴方向上的坐标相关。例如，λ_i以1/n的形式进行衰减，公式(3)可以改写为：

应当指出，动态衰减因子λ_i还可以以其他形式进行衰减，如1/lnn(这里的n不是固定参数，如公式(3)中所示，n与Y轴坐标值相关)，只要保证λ_i动态衰减即可。

然后，将累加后的像素值映射到预定区间，来生成第二图像。在一种实施例中，以累加后的像素值的最大值为界，将累加后的像素值映射到预定区间内。可选地，预定区间为[0，255]，当然不限于此，预定区间也可以设为[0，1]、[0，100]等等，此处仅为了便于显示灰度图像。假设预定区间为[0，255]，则第二图像中的任意像素点(x,z)，其像素值可以表示为：

p(x,z)＝P(x,z)/P*255 (4)

式(4)中，P(x,z)是该像素点对应的累加后的像素值，P_max是累加后的像素值的最大值。

为进一步对比说明，在根据本发明的实施方式中，选取不同的衰减因子，按上述步骤分别生成第二图像。图4A-图4C示出了所生成的第二图像的对比图。其中，图4A对应的是固定的衰减因子(取值为1)，图4B和图4C分别对应动态衰减因子，取值分别为1/lny_i和1/y_i。结合图4A-图4C得出，图4A包含更多的图像细节，图4C的景深效果更明显。尤其是对比图4B和图4C，随着n值(即，y值)的增加，对应的衰减幅度越大，所以越远的部分占求和值的比例越小，在成像过程中该部分就越模糊，从而景深效果越明显。也就是说，衰减因子越小，所生成的第二图像的景深效果越明显。但缺点在于，随着衰减幅度的增加，远端部分的细节没有得到保留。在实际应用中，可以根据需要选取合适的衰减因子和衰减方式，来生成第二图像。

在另一种实施方式中，采用中间衰减投影的方式，来生成第二图像。

首先，从至少一张第一图像中选取一张第一图像作为基准，采用动态衰减因子，累加所有第一图像在预定方向上的像素值，得到累加后的像素值。

还是以第二图像所在平面为XZ平面，预定方向为沿Y轴方向为例来说明，按照公式(5)所示，计算XZ平面上的任意像素点(x,z)，沿Y轴累加后的像素值P(x,z)：

式(5)中，center表示所选取的基准(即，任一张第一图像)，V(x,y_center,z)即像素点(x,z)在作为基准的第一图像上的像素值，V(x,y_center-1,z)和V(x,y_center+1,z)表示在沿Y轴方向上，与像素点(x,y_center,z)左右相邻的两个像素点的像素值，依次类推。

需要说明的是，所选取的作为基准的第一图像，不局限于是在这一组第一图像中尽可能位于中间的一张图像，可以是这一组第一图像中随机抽取的一张图像，本发明的实施例对此不做限制。

此时，动态衰减因子以1/n的形式，以基准为界，左右对称依次变化。如式(5)中，n的取值依次为1,2,3,4,5…。同样地，此处动态衰减因子也可以以1/lnn等其他任何方式，只要保证其动态衰减即可。

接着，将累加后的像素值映射到预定区间，来生成第二图像。映射的过程可以参考前文关于公式(4)的相关描述，此处不再赘述。

为进一步对比说明，在根据本发明的实施方式中，选取不同的衰减因子，按上述步骤分别生成第二图像。图5A和图5B示出了所生成的第二图像的对比图。其中，图5A和图5B选取同一个第一图像作为基准，且图5A对应的动态衰减因子为1/lnn，图5B对应的动态衰减因子为1/n。结合图5A和图5B同样可以得出，衰减因子越小，所生成的第二图像的景深效果越明显。同时，针对中间衰减投影的方式，其投影效果不仅受衰减因子的影响，基准的选取也会影响其效果。从式(5)可以看出，基准的占比大，故而基准所对应图像的图像细节会被突出显示在所生成的第二图像中。在实际应用中，可以根据需要选取合适的中间层和衰减因子，来生成第二图像。

当然，此处仅以第二图像为冠状位图像举例，说明生成第二图像的过程。依据本发明实施例所描述的内容，本领域技术人员应当能够推算出，当第二图像为矢状位图像时，投影平面是YZ平面，预定方向为沿X轴方向；当第二图像是横断面图像时，投影平面是XY平面，预定方向为沿Z轴方向，等等。结合本发明实施例所提供的方法，本领域技术人员就能够利用CT扫描图像，生成具有类X成像效果的图像。

根据本发明的一个实施例，为了尽可能保存图像的细节，同时使生成的第二图像的效果逼近X线，经过实验对比，确定采用第一种方式，即，衰减因子为1的累加投影算法，来生成第二图像。

如前文所述，所生成的第二图像，能够兼顾空间分辨率和密度分辨率，便于专业医师进行观察。基于所生成的第二图像，在根据本发明的一些实施场景中，将手术规划方案显示在该第二图像中。例如，通过扫描某部位得到的一组CT扫描图像，来生成第二图像；再经过后处理技术，将假体(一种替代人体某个肢体、器官或组织的医疗器械)映射到第二图像中的对应位置，以得到具有手术规划效果的图像。

优选地，为髋关节置换手术规划术前方案。髋关节置换手术是将人工假体(包含股骨部分和髋臼部分)，利用骨水泥和螺丝钉固定在正常的骨质上，以取代病变的关节，重建患者髋关节的正常功能。根据本发明的实施方式，在经步骤S210生成关于髋关节的具有类X线成像效果的第二图像的同时，生成要置入的假体(包含髋臼杯和股骨柄)的二维图像；而后，按照术前规划，将假体的图像叠加到第二图像中的相应位置，以供专业医师更好地观察规划结果。例如专业医师可以根据图像效果观察所选的假体型号是否合适，摆放的位置是否恰当，等等。

以下进一步示出具体地处理过程。

在步骤S220中，基于假体的三维模型，生成二维的假体图像。

在根据本发明的实施例中，在执行步骤S220之前，会预先生成关于假体的三维模型。应当了解，本发明的实施例对构建三维模型的具体算法不做限制，任何已知或未来可知的三维扫描和三维建模算法，均可以与本发明的实施例相结合，以构建出假体的三维模型。

需要说明的是，假体的成像平面，与第二图像的成像平面保持一致。进一步地，为便于后期处理，在初始建模时，可以设置假体的初始摆放位置，与CT扫描时被扫描对象的体位(也就是第二图像所对应的面)相关联。以步骤S210中所述的冠状位为例，假体的初始位置保持以XZ平面左右对称，假体成像时，成像平面也是XZ平面。

在本实施例中，可以预先构建不同型号的髋臼杯和股骨柄的三维模型，同时，假体的三维模型采用STL文件进行存储。在一种实施例中，将记录假体的三维模型数据的STL文件，按照假体的型号进行存储(例如，用假体标识符来唯一地标识各假体)。这样，当选定某型号的假体时，获取该型号对应的STL文件，并对STL文件中的数据进行切割，以生成二维的假体图像。优选地，利用vtkcutter函数切割STL文件中的数据，结合前例，切割时以XZ平面为切面进行切割即可。应当指出，本发明的实施例并不限制采用何种方法生成假体的二维图像，可以调用诸如VTK(Visualization Toolkit)、OpenGL(Open Graphics Library)中的函数，也可以采用其他方式来生成。

在另一些实施例中，生成的假体图像与第二图像的朝向不一致。假设第二图像朝向Y轴的负半轴，而假体图像朝向Y轴的正半轴，因此，在生成假体图像后，还需要依据假体对象，对第二图像进行处理，以确保第二图像与假体图像朝向一致。具体地，以假体图像为基准，旋转第二图像(在上例中，可以将第二图像旋转180度)，使得旋转后的第二图像与假体的位置保持一致。

综上所述，在根据本发明的方案中，分别执行针对假体三维模型与CT扫描数据来生成二维图像的过程。具体地，在生成第二图像时，采用累加投影(或中间衰减投影)的方式，而在生成假体图像时，采用切割的方式，这样可以避免两者一起投影时，轮廓边缘模糊的问题。

故在随后的步骤S230中，对于所生成的第二图像和假体图像，将假体图像叠加到第二图像之上，得到处理后的图像。

在一种实施例中，首先将假体图像叠加到第二图像之上。换言之，将第二图像叠加到假体图像的后方。图6示出了根据本发明一个实施例的假体图像和第二图像的空间关系示意图。如图6，第二图像610处于假体图像620的后方(应当指出，图6仅作为示例，说明第二图像610和假体图像620的空间关系，对具体地尺寸、位移并不做限制)。这样能够保证在最终生成的图像中，假体是清晰的。

接着，基于平行光投影，确定出处理后的图像。平行光投影的本质是所有光线都朝向平行的同一方向，而在传播过程中遇到物体(或随着传播距离改变)时，光线强度发生衰减(或增强)，这样，最终到达投影平面时，就可以根据每束光线的光强不同来反推出光线传播路径上的信息，进而模拟出整体投影的效果。关于平行光投影的具体推算方法，此处不进行赘述。本发明旨在提供一种基于假体三维模型与CT扫描数据来生成清晰准确的二维图像的过程，任何平行光投影的算法均可以与本发明的实施例相结合，以实现本发明的方案。

在另一些实施例中，在将假体图像叠加到第二图像之上时，还需要确定假体图像的摆放位置。继续如图6所示，假体图像620中包含假体622，第二图像610中包含被扫描部位612，通过调整假体图像620的位置，使得假体622正好叠加到被扫描部位612的对应位置。

确定假体图像摆放位置的过程可以概括为，从第二图像中确定出假体的摆放位置，即，在第二图像中确定出假体622应该摆放在被扫描部位612的什么位置；然后，按照假体的摆放位置，将假体图像叠加到第二图像之上。

在一种实施例中，将假体图像中假体的初始位置设置在原点位置，基于图像分割算法，确定出假体的大小和轮廓；同时通过搜索算法计算出假体的摆放位置；利用假体的摆放位置和初始位置，就可以计算出假体图像的位移，并根据该位移来移动假体图像，使之能够准确地叠加到第二图像之上。

图7A和图7B示出了根据本发明一个实施例的处理后图像与真实X线成像的对比示意图。其中，图7A为根据本发明实施例所生成的处理后图像，图7B是真实的X线成像。可以看出，图7A包含清晰的边缘细节，即，具有与图7B相当的空间分辨率，同时，图7A的结构细节显示得更加清晰。因此，基于图7A，能够准确地反映出假体在图像中的尺寸、位置的配准度。

根据本发明的实施例，平行光投影保证了实体的尺寸大小不随其距离相机的距离而发生改变，因此，所确定出的处理后的图像能够准确地反映假体在髋关节中的效果。基于所生成的处理后的图像，专业医师可以判断出所选假体的型号是否合适、位置是否准确，进而提前确定出手术中所需假体的型号、置入位置等，辅助完善手术规划方案，提高诊疗效率。

根据本发明的方案，一方面，利用CT扫描数据、配合累加投影算法生成了具有类X光成像效果的图像。这就实现了空间分辨率、密度分辨率的双重保证。另一方面，利用平行光下假体二维图像叠加于第二图像前方的投影方式，保证了X光成像中假体模型的清晰度以及尺寸配合的准确度，提高诊疗效率。同时，基于本方案所生成的处理后的图像，医生能更好地观察规划结果，并且便于与患者的X线成像结果做比较。

应当理解，为了精简本公开并帮助理解各个发明方面中的一个或多个，在上面对本发明的示例性实施例的描述中，本发明的各个特征有时被一起分组到单个实施例、图、或者对其的描述中。然而，并不应将该公开的方法解释成反映如下意图：即所要求保护的本发明要求比在每个权利要求中所明确记载的特征更多特征。更确切地说，如下面的权利要求书所反映的那样，发明方面在于少于前面公开的单个实施例的所有特征。因此，遵循具体实施方式的权利要求书由此明确地并入该具体实施方式，其中每个权利要求本身都作为本发明的单独实施例。

本领域那些技术人员应当理解在本文所公开的示例中的设备的模块或单元或组件可以布置在如该实施例中所描述的设备中，或者可替换地可以定位在与该示例中的设备不同的一个或多个设备中。前述示例中的模块可以组合为一个模块或者此外可以分成多个子模块。

本领域那些技术人员可以理解，可以对实施例中的设备中的模块进行自适应性地改变并且把它们设置在与该实施例不同的一个或多个设备中。可以把实施例中的模块或单元或组件组合成一个模块或单元或组件，以及此外可以把它们分成多个子模块或子单元或子组件。除了这样的特征和/或过程或者单元中的至少一些是相互排斥之外，可以采用任何组合对本说明书(包括伴随的权利要求、摘要和附图)中公开的所有特征以及如此公开的任何方法或者设备的所有过程或单元进行组合。除非另外明确陈述，本说明书(包括伴随的权利要求、摘要和附图)中公开的每个特征可以由提供相同、等同或相似目的的替代特征来代替。

本发明一并公开了：

A9、如A1-8中任一项所述的方法，其中，预定方向为沿Y轴方向。

A10、如A2所述的方法，其中，累加至少一张第一图像在预定方向上的像素值，得到累加后的像素值的步骤还包括：采用衰减因子累加至少一张第一图像在预定方向上的像素值，得到累加后的像素值，其中，动态衰减因子与对应像素点在Y轴方向上的坐标相关。

A11、如A1-10中任一项所述的方法，其中，第一图像为CT扫描图像。

此外，本领域的技术人员能够理解，尽管在此所述的一些实施例包括其它实施例中所包括的某些特征而不是其它特征，但是不同实施例的特征的组合意味着处于本发明的范围之内并且形成不同的实施例。例如，在下面的权利要求书中，所要求保护的实施例的任意之一都可以以任意的组合方式来使用。

这里描述的各种技术可结合硬件或软件，或者它们的组合一起实现。从而，本发明的方法和设备，或者本发明的方法和设备的某些方面或部分可采取嵌入有形媒介，例如软盘、CD-ROM、硬盘驱动器或者其它任意机器可读的存储介质中的程序代码(即指令)的形式，其中当程序被载入诸如计算机之类的机器，并被所述机器执行时，所述机器变成实践本发明的设备。

在程序代码在可编程计算机上执行的情况下，计算设备一般包括处理器、处理器可读的存储介质(包括易失性和非易失性存储器和/或存储元件)，至少一个输入装置，和至少一个输出装置。其中，存储器被配置用于存储程序代码；处理器被配置用于根据该存储器中存储的所述程序代码中的指令，执行本发明所述的方法。

以示例而非限制的方式，计算机可读介质包括计算机存储介质和通信介质。计算机可读介质包括计算机存储介质和通信介质。计算机存储介质存储诸如计算机可读指令、数据结构、程序模块或其它数据等信息。通信介质一般以诸如载波或其它传输机制等已调制数据信号来体现计算机可读指令、数据结构、程序模块或其它数据，并且包括任何信息传递介质。以上的任一种的组合也包括在计算机可读介质的范围之内。

此外，所述实施例中的一些在此被描述成可以由计算机系统的处理器或者由执行所述功能的其它装置实施的方法或方法元素的组合。因此，具有用于实施所述方法或方法元素的必要指令的处理器形成用于实施该方法或方法元素的装置。此外，装置实施例的在此所述的元素是如下装置的例子：该装置用于实施由为了实施该发明的目的的元素所执行的功能。

如在此所使用的那样，除非另行规定，使用序数词“第一”、“第二”、“第三”等等来描述普通对象仅仅表示涉及类似对象的不同实例，并且并不意图暗示这样被描述的对象必须具有时间上、空间上、排序方面或者以任意其它方式的给定顺序。

尽管根据有限数量的实施例描述了本发明，但是受益于上面的描述，本技术领域内的技术人员明白，在由此描述的本发明的范围内，可以设想其它实施例。此外，应当注意，本说明书中使用的语言主要是为了可读性和教导的目的而选择的，而不是为了解释或者限定本发明的主题而选择的。因此，在不偏离所附权利要求书的范围和精神的情况下，对于本技术领域的普通技术人员来说许多修改和变更都是显而易见的。对于本发明的范围，对本发明所做的公开是说明性的，而非限制性的，本发明的范围由所附权利要求书限定。

Claims

1.一种图像处理方法，所述方法适于在计算设备中执行，包括步骤：

基于至少一张第一图像，生成第二图像，其中所述至少一张第一图像为一次扫描所得的图像；

基于假体的三维模型，生成二维的假体图像；

将假体图像叠加到第二图像之上，得到处理后的图像。

2.如权利要求1所述的方法，其中，基于至少一张第一图像，生成第二图像的步骤包括：

累加所述至少一张第一图像在预定方向上的像素值，得到累加后的像素值；

将所述累加后的像素值映射到预定区间，来生成第二图像，所述第二图像所在平面与预定方向垂直。

3.如权利要求1所述的方法，其中，基于至少一张第一图像，生成第二图像的步骤包括：

从所述至少一张第一图像中选取一张第一图像作为基准，采用动态衰减因子，累加所有第一图像在预定方向上的像素值，得到累加后的像素值；

4.如权利要求1-3中任一项所述的方法，还包括预先生成假体的三维模型的步骤，其中，

所述假体的三维模型采用STL文件进行存储。

5.如权利要求4所述的方法，其中，所述基于假体的三维模型，生成二维的假体图像的步骤包括：

对STL文件中的数据进行切割，生成假体图像。

6.如权利要求1-5中任一项所述的方法，其中，所述基于假体的三维模型，生成二维的假体图像的步骤还包括：

以假体图像为基准，旋转第二图像，使得旋转后的第二图像与假体图像的朝向保持一致。

7.如权利要求1-6中任一项所述的方法，其中，所述将假体图像叠加到第二图像之上，得到处理后的图像的步骤包括：

将假体图像叠加到第二图像之上；

基于平行光投影，确定出处理后的图像。

8.如权利要求7所述的方法，其中，所述将假体图像叠加到第二图像之上的步骤还包括：

从第二图像中确定出假体的摆放位置；

按照假体的摆放位置，将假体图像叠加到第二图像之上。

9.一种计算设备，包括：

一个或多个处理器；和

存储器；

一个或多个程序，其中所述一个或多个程序存储在所述存储器中并被配置为由所述一个或多个处理器执行，所述一个或多个程序包括用于执行根据权利要求1-8所述方法中的任一方法的指令。

10.一种存储一个或多个程序的计算机可读存储介质，所述一个或多个程序包括指令，所述指令当计算设备执行时，使得所述计算设备执行根据权利要求1-8所述的方法中的任一方法。