[发明专利]一种小部位X线图像背景抑制方法及其装置

说明书

技术领域

本发明涉及X射线数字图像处理技术领域，特别是涉及一种小部位X线图像背景抑制方法，以及利用该方法实现的小部位X线图像背景抑制的装置。

背景技术

在X射线成像过程中，由于射线源与探测器中心并非绝对的对准，通常会存在一定的位置偏差，即导致了X射线束并非垂直照射到探测器上，而是存在一定的倾角，以及焦点到平板探测器不同位置的距离差异，都导致X射线非均匀的分布在探测器上。另外，高速电子轰击阳极靶产生X射线时所特有的足跟效应，X射线所经过的滤过路径的长度差异，X射线与被扫描体发生相互作用产生的散射X线光子，都增强了X射线在平板探测器上的非均匀分布效果。上述几点原因致使X射线在探测器上形成一层非均匀的低频投照。在扫描如胸、腰椎等大部位时，由于扫描部位对应区域与空白区域之间的射线剂量差异较大，这一部分非均匀投照剂量对图像几乎没有影响。但是当扫描手、脚等小部位时，由于被扫描部位的衰减较小，在某些情况下扫描部位对射线强度的影响甚至不如非均匀投照对射线强度的影响。此时，非均匀投照就会在图像上增加一层明显的非均匀背景，降低图像中组织之间的对比度差异，降低图像的显示效果，增加阅片的难度。

目前普遍使用的背景处理方式是通过设置一个动态阈值，通过阈值判断是否为无组织的空白区域，然后通过特定的公式对空白区域的像素灰度值进行压缩，进而达到抑制背景的目的。通常为了防止出现将组织误判定为背景的情形，对阈值的设置都比较低，通常会出现背景抑制不完全的情形，抑制后的背景强度不一，以及损失部分的软组织信息。

发明内容

针对现有技术中存在的上述不足之处，本发明的目的是提供一种能够适应不同情形的小部位X线图像背景抑制方法，利用小部位X线图像中包含的背景信息合成完整背景图像，通过背景图像进行背景抑制；并提供一种使用该方法实现的小部位X线图像背景抑制装置。

本发明为实现上述目的所采用的技术方案是：一种小部位X线图像背景抑制方法，包括以下步骤：

A.从原始图像中提取粗略背景信息图像；

B.根据粗略背景信息图像获取精细背景信息图像；

C.根据精细背景信息图像合成背景图像；

D.从原始图像中去除背景图像，得到背景抑制后的图像。

所述步骤A包括以下步骤：

A1.对原始图像进行二维梯度计算，获取绝对梯度图像；

A2.在所述绝对梯度图像中去除原始图像中的强边缘信息；

A3.根据背景阈值上限去除原始图像中的强组织信息；

A4.对A2和A3处理后的图像进行交运算，得到粗略背景信息图像。

所述步骤B包括以下步骤：

B1.对粗略背景信息图像进行行方向过滤；

B2.对经B1处理后的图像进行列方向过滤；

B3.清除经B2处理后的背景信息图像中的残留组织信息；

B4.清除经B3处理后的背景信息图像中的无效行信息，得到精细背景信息图像。

所述步骤B1包括以下步骤：

B11.对粗略背景信息图像进行行背景信息统计，提取出连续的背景信息段，计算连续背景信息段的开始位置、结束位置、背景信息段长度；

B12.从所述连续的背景信息段中去除长度小于预设阈值的背景信息段；

B13.从经B12处理后剩余的背景信息段中去除导数异常的背景信息段；

B14.从经B13处理后剩余的背景信息段中去除限束器遮挡对应的背景信息段。

所述步骤B13包括以下步骤：

计算背景信息段中每一信息段对应的背景均值；

计算背景均值最小的背景信息段位置，记为谷值信息段；

对第一个背景信息段到谷值信息段之间的信息段进行求导，清除导数大于0的信息段；

对谷值信息段到最后一个背景信息段之间的信息段进行求导，清除导数小于0的信息段。

所述步骤B14包括以下步骤：

根据相邻背景信息段的距离计算允许的背景差异上限；

如果前一段与后一段的背景差值大于背景差异上限，则清除前一段及其前所有的背景信息段；

如果后一段与前一段的背景差值大于背景差异上限，则清除后一段及其后所有的背景信息段。

所述步骤B3包括以下步骤：

B31.计算步骤A之后得到的粗略背景信息图像对应的直方图；

B32.计算步骤B2之后得到的背景信息图像对应的直方图；

B33.计算B31和B32中的直方图差异比值；