[发明专利]一种基于动态范围转换的医学图像窗宽窗位显示方法

说明书

技术领域

本发明涉及医学图像处理领域，具体而言，涉及基于动态范围转换的医学图像窗 宽窗位显示方法。

背景技术

数字医学图像在显示屏上多显示为灰度图像，而大部分显示器往往只支持8-bits 灰度显示，通用的做法是将选择原始图像的一部分像素值范围映射到显示器从黑到白显示 的灰阶。选取的这个像素值区间称为窗口，区间的上下限之差称为窗宽，区间的中心称做窗 位，这种做法称为调窗技术。最常用的做法是将图像像素值区域线性映射到0～255可见灰 度区间，这样做的结果是无论像素值在图像中的作用，等长度的像素值区域映射到相同数 量的可见灰度级。

为了尽可能充分突出对诊断有用的关键信息，如图像中的软组织、骨头、脑组织、 肺、腹部等等，常在调窗后进行一些对比度增强的算法。一个自然的考虑是：根据不同像素 值区域蕴含诊断信息的重要性分配可见灰度级，或能提高图像显示效果。图像处理中的直 方图规定化方法在一定意义上体现了这样的思想，但是用于医学图像显示造成了图像的信 息损失，并且难以保证视觉效果上的连续性。

综上，现有技术医学图像窗宽窗位显示方法存在以下缺点：1)在调窗后未充分反 映不同灰度区间的重要性；2)有可能会丢失图像的部分信息熵。

发明内容

为解决上述问题，本发明提出一种基于动态范围转换的医学图像窗宽窗位显示方 法，以实现在不改变医学图像信息熵的条件下有效增强医学图像重要信息的显示。本发明 提供如下技术方案：

一种基于动态范围转换的医学图像窗宽窗位显示方法，包括：

确定表征图像像素值重要性的权重函数；

根据原显示图像的概率密度函数及所述权重函数，构造在概率密度非零的像素值 集合上严格单调递增的动态范围转换函数；

将原显示图像像素值范围[min,max]通过所述动态范围转换函数变换为目标显示 图像像素值范围[f(min),f(max)]；

将所述目标显示图像像素值区域[f(min),f(max)]映射到可见灰度区间。

优选地，所述权重函数根据先验知识或经过计算给出；

所述权重函数为w(x)，是关于所述原显示图像像素值x的一元函数w(x)≥0，其中 在原图像中出现的所述任一像素值x，要求所述权重函数w(x)＞0。

优选地，构造所述动态范围转换函数具体包括：

确定原图像的概率密度函数p(x)，概率密度非零的像素值个数为N_p，则概率密度非零的像素值集合为根据所述权重函数w(x)构造在所述上严格单调递增的所述动态范围转换函数f(x)；

所述f(x)的具体实现方式为：

f(x)=Σxi<xw(xi),]]>其中

优选地，所述将[f(min),f(max)]映射到0～255的可见灰度区间，具体包括：

所述原显示图像的像素值x映射到的可见灰度值计算方式为其中表示下去整运算。

从物理意义上讲，从原图像概率密度直方图和经动态范围转换后图像的概率密度 直方图上看，动态范围转换函数f(x)改变的只是概率密度直方图的“疏密”程度。经动态范 围转换后的像素值线性映射到可见灰度区间，重要的像素值将获得较多的灰度水平，因而 变得更加稀疏，从而有高的显示对比度；次要的像素值只能映射到较少的灰度水平，清晰度 较低。实际上是可见灰度资源根据重要性的再分配。

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 用的附图作简单的介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的实施例，对于本领 域技术人员而言，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图获得其他的附图。