[其他]大幅黑白片实时假彩色化处理

说明书

本发明是属于黑白透明图象假彩色化处理应用技术中的一项发明。具体说来，是对较大幅面的黑白片直接输入，以进行实时假彩色编码的光学系统。

目前对有连续多灰度阶的黑白光学透明片进行假彩色编码的光学方法已有许多报导，如半色调处理、利用光栅编码等方法，但所能处理的透明片尺寸不能超过付立叶变换物镜的口径，而对大幅面透明片（如：15″×12″常用的医学内科胸片）来说，利用上述方法必需进行缩小处理，因此对其推广应用受到了限制。

在查阅的刊物文献中均没发现类似本发明的技术特征。

如美国的《应用光学》（AppliedOptics）、《光学快报》（OpticsLetters），《应用物理》（Appliedphysics），美国《电影电视工程师协会会志》，还有国际光学学会刊物《光学通讯》（OpticsCommunication），《美国光学学会期刊》（JournalOfOpticalSocietyOfAmerica），《光学工程》（OpticalEngineering）以及有关光学方面的专刊。

目前在医学、地质学、天文学等学科的研究中，急切需要解决对较大幅面的具有连续多灰度阶的黑白透明片能直接输入并对其进行实时假彩色编码的技术。因为人眼睛的视觉系统对黑白图象的识别能力较差，只有十几个或几十个灰度等级;而对彩色灰度等级的识别能力可达上千个灰度等级。因此，对黑白图象进行假彩色化处理后，就可大大提高人眼对图象结构层次的区分，增强对图象的判断和识别能力。例如：在医学上可利用图象的细微结构差异来帮助医生对疾病的诊断。同样，这对遥感图片和航空摄影图片等都有相当的应用价值。

本发明的目的为了设计一套能对较大幅面的黑白透明片，可以直接输入并对其进行实时假彩色编码的光学系统。其特征是在信息处理用的基本系统4f系统的基础上增加了一组“费涅耳透镜”（即附图1中FL）和“焦阑光学系统”（即附图1中由小孔光栏P和投影物镜PL组成的系统）。附图1中S为光源，从S到P₁面为大幅面透明片的直接输入系统。其中FL是照明大幅透明片T的;P与PL组成远心光路，使大幅透明片T上每一点的主光线经该系统后均平行于光轴，并使透明片T成象在输入平面P₁处，同时，在输入面P₁上用了一个编码器（即附图1中GG）来进行编码，这和一般4f系统（即附图1中从P₁到P₃）的输入面上平行光照明透明片的情况是相似的。该投影P₁就作为白光处理的输入物体，此缩小的透明片图象真实地反应了原透明片图象的空间频率和密度的分布情况。与未经处理的大幅胸片图象相比，用彩色胶片接收或用闭路彩色电视显示，均可得到增强而清晰的彩色图象。这就解决了大幅面黑白透明片不用进行预处理即可直接输入到4f光学系统中进行假彩色编码的问题。这样便对研究分析有关医学、地质学、天文学等学科中的大幅黑白透明片以及遥感图片、航空摄影图片提供了方便可靠的仪器设备。

本发明还引用了“位相型全息光栅”作为编码器（即附图1中GG），对投影所得的图象P₁作调制进行编码。其特征是此“位相型全息光栅”将其衍射能量从零阶分布到所需的阶次上去。通过输入与输出光强之间的变化关系，可在输出光强中突出物体某些频率等级达到合成图象增强的目的。也就是在“位相型全息光栅”衍射的每一级次上都包含了物体的全部频谱信息。当借助P₂上的滤波器选取n阶衍射时，将有n个极大值，相应于这些极大值对应的物体频率输出有极大的增强。而对n个极小值输出则为零。若使不同的衍射级次赋予不同的颜色，就能增强眼睛的识别能力，便于对其分析研究。

例1：从患者胸部侧位X光黑白片图象中可见左肺中部有结节状阴影，直径约2.5厘米。而从该片的假彩色图象中可见阴影周边参差不齐，呈短粗毛刺状，周围有一圈彩色较淡的阴影，与镜下所见肺萎陷完全一致。肿块内有不规则大片状彩色变淡区，与病理切片镜检所见之坏死区相吻合。

例2：从患者胸部正位的X光黑白透明片的右肺上部可见有椭圆形块影，边缘不规则，似有较长刺状阴影。从临床及X线检查有肺癌的可能。但是从该片的假彩色图象观察可见右肺上部阴影呈片状分布，而不成块状，内部彩色浓淡不同，指示结构密度不均，周边模糊，有长刺突出，为右上肺炎所致。经抗炎药物治疗，三周后病变消失。