[发明专利]用于生成多尺度的对比度增强的图像的方法

说明书

技术领域

本发明涉及用于增强由数字信号表示的图像的图像质量的方法。

背景技术

由数字信号表示的图像(例如医学图像)通常在显示或硬拷贝记 录期间或之前经受图像处理。

将灰度值像素转换成适合用于再现或显示的值可以包括多尺度 (multi-scale)的图像处理方法(也被称为多分辨率图像处理方法)， 通过该方法来增强图像的对比度(contrast)。

根据这样的多尺度图像处理方法，通过应用下面的步骤来处理由 像素值阵列表示的图像。首先，原始图像被分解成多个尺度下的一系 列细节图像并且偶尔会分解成残留图像(residual image)。接着， 通过对这些像素值应用至少一个转换来修改该细节图像的像素值。最 后，通过将重构(reconstruction)算法应用于残留图像和经过修改 的细节图像来计算经过处理的图像。

对转换函数(conversion function)的性能(behavior)存在限 制。如果该转换函数过度地非线性，则图像中的灰度值过渡可以被失 真成外观变得不自然的程度。在显著的灰度级过渡附近这样的失真更 明显，这导致在阶跃边缘(step edge)处的过冲(overshoot)以及面向 强阶跃边缘的低变化(variance)区域中的均匀性损耗。对于CT图像 来说，创建赝像的风险变得更显著，因为例如在软组织和造影剂的接 口(interface)处它们具有更锐化(sharper)的灰度级过渡。必须 谨慎地使用关于CT图像的多尺度技术。

在2006年12月11日提交的共同待审的欧洲专利申请06125766.3 中已描述了在保持边缘过渡的形状的同时还产生对比度增强的图像的 多尺度对比度增强算法。

在该方法的一个实施例中，在一个或多个尺度下创建图像的至少 一个逼近图像(approximation image)的转变差异(translation difference)图像。接着，非线性地修改转变差异图像。然后，通过 结合在特定尺度或更小尺度下的修改的转变差异图像来计算在该特定 尺度下的至少一个增强的中心差异(center difference)图像。最后， 通过将重构算法应用于增强的中心差异图像来计算增强的图像。

本发明的目的是进一步增强这一方法。

发明内容

通过具有在权利要求1中阐述的特定步骤的方法来获得上面提到 的进一步增强。在从属权利要求中阐述用于本发明的优选实施例的特 定元件。

在本发明的上下文中，按照下面的方式来定义特定术语：

多尺度分解(decomposition)机制：

图像的多尺度(或多分辨率)分解是一种在灰度值图像的多个尺 度下来计算所述图像的细节图像的过程。多尺度分解机制通常涉及用 于计算细节图像的滤波器组(filter bank)。公知的技术例如是拉普 拉斯金字塔(Laplacian pyramid)、Burt金字塔、拉普拉斯堆叠(stack)、 小波分解、QMF滤波器组。

逼近图像：

逼近图像是表示相同的或较大的尺度或者相同的或较小的分辨率 下的原始灰度值图像的灰度值图像。在特定尺度下的逼近图像等同于 在其中已省略在该特定尺度下的所有细节的原始灰度值图像(Mallat S.G.，“A Theory for Multiresolution Signal Decomposition：The Wavelet Representation”，IEEE Trans.On Pattern Analysis and Machine Intelligence，vol.11，no.7，July 1989)。

细节图像：

细节图像被定义成在特定尺度下的逼近图像和在较小尺度下的逼 近图像之间的信息的差异。

转换运算符(Conversion operator)：

转换运算符是一种生成细节像素值的逐像素(pixel-wise)的修 改作为中间步骤以创建灰度值图像的对比度增强的版本的运算符。已 在例如欧洲专利EP 527525中描述了这样的运算符。修改由转换函数 定义，并且可以例如被实施为查找表或倍增(multiplicative)放大。

转变差异图像：