CN108596993B - 校正图像不饱和伪影的***及校正方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种校正图像不饱和伪影的***及校正方法，包括：获取第一图像及第二图像，对第一图像中灰度值超出第一设定灰度的像素点进行标记，对第二图像中灰度值超出第二设定灰度的像素点进行标记；若所述第一图像及所述第二图像中均存在标记点，则将所述第一图像及所述第二图像中所有标记点的像素灰度值设定为第三设定灰度输出，实现灰度截断以对不饱和伪影进行校正；若所述第一图像或所述第二图像中不存在标记点，则不进行灰度截断。本发明在不增加现有硬件成本的基础上，达到消除图像不饱和伪影的目的，提高了图像质量，同时集成性高、灵活性大、适用范围广。

Description

校正图像不饱和伪影的***及校正方法

技术领域

本发明涉及X射线平板探测器领域，特别是涉及一种校正图像不饱和伪影的***及校正方法。

背景技术

非晶硅X射线平板探测器是通过闪烁体将X射线转化为可见光，再由非晶硅传感器实现光电转换，然后通过读出电路将其数字化，传送到计算机端形成可显示的数字图像。非晶硒 X射线平板探测器是直接对X射线进行光电转换，数字化转换的方式与非晶硅平板相同。这类数字化平板探测器的图像均存在可显示的灰度极限值(饱和值)。在实际使用中，高剂量拍摄条件下，得到的图像中非物体区域呈现饱和灰度值，但是其中某些区域出现灰度值低于饱和值的现象，称其为不饱和伪影。实际图像表现为饱和像素点、不饱和像素点散乱分布，或者在不饱和伪影区域中读取数据的通道(Read通道)之间也会出现明显的灰度分界，即 Read通道差异。这种伪影在高剂量下拍摄时频频出现，严重影响图像的视觉效果，图像质量下降。

当前，业界对高剂量下不饱和伪影的基本处理方法为灰度截断(Clipping)，即判断图像像素灰度值，当其超过某一设定的值时则将其全部置为该设定值。如图1所示，步骤S11，启动曝光采集流程，探测器准备开窗采集曝光，通过清空、等待、曝光、采集后获得原始亮场图像；步骤S12，启动校正流程，获得校正图像；步骤S13，在图像校正流程结束后，对图像的灰度值做一次判断；步骤S14，若超过设定值，则将其置为该设定值，进行灰度值截断以获得最终目标图像。

但是，仅做这样一次灰度截断，在某些临界剂量下图像仍然会出现不饱和伪影。而且，设定的灰度截断值较高时，因灵敏度进入非线性区域，高剂量下图像中仍然会出现不饱和伪影；设定的灰度截断值较低时，虽然基本解决了不饱和伪影问题，但在某一临界剂量时图像中会出现一些低于截断值的像素点，需要继续降低灰度截断值，这样带来的问题是大大降低了探测器的动态范围，在一定程度上限制了探测器的临床使用。

因此，如何在保证探测器动态范围的同时全面有效地消除高剂量下图像的不饱和伪影，已成为本领域技术人员亟待解决的问题之一。

发明内容

鉴于以上所述现有技术的缺点，本发明的目的在于提供一种校正图像不饱和伪影的***及校正方法，用于解决现有技术中消除不饱和伪影时降低了探测器动态范围的问题。

为实现上述目的及其他相关目的，本发明提供一种图像不饱和伪影的校正方法，所述图像不饱和伪影的校正方法至少包括：

获取第一图像及第二图像，对所述第一图像中灰度值超出第一设定灰度的像素点进行标记，对所述第二图像中灰度值超出第二设定灰度的像素点进行标记；其中，所述第一图像及所述第二图像为同一对象在不同处理阶段的图像；

若所述第一图像及所述第二图像中均存在标记点，则将所述第一图像及所述第二图像中所有标记点的像素点灰度值设定为第三设定灰度输出，实现灰度截断以对不饱和伪影进行校正；若所述第一图像或所述第二图像中不存在标记点，则不进行灰度截断。

优选地，所述第一图像为原始图像，所述第二图像为经过补偿校正、增益校正及缺陷校正中任意一项或两项或三项后的校正图像。

优选地，所述第一图像及所述第二图像分别为进行不同校正后的图像，校正方式包括补偿校正、增益校正及缺陷校正中任意一项或两项或三项。。

优选地，所述第一图像为经过补偿校正、增益校正及缺陷校正中任意一项或两项或三项后的校正图像，所述第二图像为经过平板探测器内部图像处理后的图像。

更优选地，所述第一设定灰度设定为模数转换器的饱和灰度值的80％～100％。

更优选地，所述第二设定灰度不大于平板探测器灵敏度线性区域中的最大灰度值。

更优选地，所述第一设定灰度大于所述第二设定灰度。

更优选地，所述第一设定灰度大于所述第二设定灰度所述第三设定灰度大于所述第一设定灰度及所述第二设定灰度中较大的一个。

更优选地，所述第三设定灰度为所述第一设定灰度或所述第二设定灰度中的一个。

优选地，所述图像不饱和伪影的校正方法在平板探测器内部实现。

更优选地，在后台软件端实现灰度截断，进而得到不饱和伪影校正后的图像

为实现上述目的及其他相关目的，本发明提供一种校正图像不饱和伪影的***，所述校正图像不饱和伪影的***至少包括：

控制模块、采集模块、校正模块、判断模块、灰度截断处理模块及图像输出模块；

所述控制模块连接所述采集模块、所述校正模块、所述判断模块、所述灰度截断处理模块及所述图像输出模块，用于控制各模块；

所述采集模块在所述控制模块的控制下完成图像采集；

所述校正模块连接所述采集模块的输出端，用于对采集到的图像进行校正处理；

所述判断模块连接所述采集模块及所述校正模块的输出端，在所述控制模块的控制下对第一图像中灰度值超出第一设定灰度的像素点进行标记，对所述第二图像中灰度值超出第二设定灰度的像素点进行标记，然后将判断所述第一图像及所述第二图像中是否均存在标记并输出判断结果；其中，所述第一图像及所述第二图像为同一对象在不同处理阶段的图像；

所述灰度截断处理模块连接所述校正模块及所述判断模块的输出端，根据所述判断结果对输出图像进行灰度截断以实现不饱和伪影校正；

所述图像输出模块连接所述灰度截断处理模块的输出端，将完成不饱和伪影校正的图像输出。

优选地，所述校正模块包括补偿校正单元、增益校正单元或缺陷校正单元中的一种或几种。

更优选地，所述第一图像为所述采集模块采集到的原始图像，所述第二图像为所述校正模块输出的校正图像。

更优选地，所述第一图像为所述校正模块输出的校正图像，所述第二图像为经过平板探测器内部图像处理后的图像。

优选地，所述第一图像及所述第二图像分别为所述校正模块输出的进行不同校正后的图像，校正方式包括补偿校正、增益校正及缺陷校正中任意一项或两项或三项。

如上所述，本发明的校正图像不饱和伪影的***及校正方法，具有以下有益效果：

本发明的校正图像不饱和伪影的***及校正方法在不增加现有硬件成本的基础上，达到消除图像不饱和伪影的目的，提高了图像质量，同时集成性高、灵活性大、适用范围广。

附图说明

图1显示现有技术中的消除不饱和伪影的方法流程示意图。

图2显示为本发明的图像不饱和伪影的校正方法的一种实施方式示意图。

图3显示为本发明的图像不饱和伪影的校正方法的另一种实施方式示意图。

图4显示为本发明的图像不饱和伪影的校正方法的又一种实施方式示意图。

图5显示为本发明的校正图像不饱和伪影的***的结构示意图。

元件标号说明

1 控制模块

2 采集模块

3 校正模块

4 判断模块

5 灰度截断处理模块

6 图像输出模块

S11～S14 步骤

具体实施方式

以下通过特定的具体实例说明本发明的实施方式，本领域技术人员可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本发明的其他优点与功效。本发明还可以通过另外不同的具体实施方式加以实施或应用，本说明书中的各项细节也可以基于不同观点与应用，在没有背离本发明的精神下进行各种修饰或改变。

请参阅图2～图5。需要说明的是，本实施例中所提供的图示仅以示意方式说明本发明的基本构想，遂图式中仅显示与本发明中有关的组件而非按照实际实施时的组件数目、形状及尺寸绘制，其实际实施时各组件的型态、数量及比例可为一种随意的改变，且其组件布局型态也可能更为复杂。

实施例一

如图2所示，本实施例提供一种图像不饱和伪影的校正方法，所述图像不饱和伪影的校正方法包括：

获取第一图像及第二图像，对所述第一图像中灰度值超出第一设定灰度的像素点进行标记，对所述第二图像中灰度值超出第二设定灰度的像素点进行标记。

具体地，在本实施例中，所述第一图像为原始图像，所述第二图像为经过补偿校正(offset)、增益校正(Gain)及缺陷校正(Defect)后的校正图像。

更具体地，启动曝光采集流程，平板探测器采集亮场图像作为所述原始图像；然后启动校正流程，对所述原始图像进行补偿校正、增益校正及缺陷校正(校正的顺序不限)以获得所述校正图像。将所述原始图像中灰度值超出第一设定灰度(clipping1)的像素点进行标记得到第一查找标记，所述第一查找标记为灰度值大于所述第一设定灰度的像素点的坐标集合 {(xi,yi)}；在本实施例中，所述第一设定灰度设定为平板探测器中模数转换器的饱和灰度值的80％～100％，可根据实际采集时序、校正方式设置所述第一设定灰度(clipping1)，不以本实施例为限。将所述校正图像中灰度值超出第二设定灰度(clipping2)的像素点进行标记得到第二查找标记，所述第二查找标记为灰度值大于所述第二设定灰度的像素点的坐标集合 {(xj,yj)}；在本实施例中，所述第二设定灰度小于所述第一设定灰度，所述第二设定灰度接***板探测器灵敏度线性区域中的最大灰度值，但不大于平板探测器灵敏度线性区域中的最大灰度值，超过平板探测器灵敏度的线性区域图像会出现读取数据通道差异。在实际拍摄中，所述第二查找标记设置为平板探测器灵敏度线性区域中的最大灰度时，图像仍可能在某些临界剂量下会出现不饱和伪影(饱和像素点、不饱和像素点散乱分布)，此时可以降低所述第一设定灰度的值，保证校正后图像中接近但小于所述第二设定灰度的像素点被标记到，所述第一设定灰度与所述第二设定灰度的值可以相同，也可以不同，根据实际需要设置适当的值。

需要说明的是，图像校正的方法包括但不限于补偿校正、增益校正及缺陷校正，任意图像校正方法均适用于本实施例。

需要说明的是，所述第二图像可以是经过补偿校正、增益校正及缺陷校正中任意一项或两项或三项后的校正图像，不以本实施例为限。

若所述第一图像及所述第二图像中均存在标记点，则将所述第一图像及所述第二图像中所有标记点的像素灰度值设定为第三设定灰度输出，实现灰度截断以对不饱和伪影进行校正；若所述第一图像或所述第二图像中不存在标记点，则不进行灰度截断。

具体地，对所述第一图像及所述第二图像中的标记点的数量进行统计，若所述第一图像及所述第二图像中均存在标记点，则将所述第一图像及所述第二图像中的所有标记点对应的像素点的灰度值设置为第三设定灰度(clipping3)后输出以实现灰度截断；若所述第一图像或所述第二图像中不存在标记点(所述第一图像及所述第二图像之一不存在标记点或所述第一图像及所述第二图像均不存在标记点)，则不改变像素点的灰度值，直接输出；最终得到不饱和伪影校正后的图像。

在本实施例中，所述第三设定灰度为所述第一设定灰度或所述第二设定灰度，更进一步地，所述第三设定灰度大于所述第一设定灰度及所述第二设定灰度中较大的一个。

需要说明的是，所述第三设定灰度也可以小于所述第一设定灰度及所述第二设定灰度，理论上，同时满足1)所述原始图像中的灰度值大于所述第一设定灰度，2)对应坐下所述校正图像中的灰度值大于所述第二设定灰度，则该像素点的灰度值就可以进行截断，不以本实施例为限。

需要说明的是，可以对所述校正图像进行灰度截断，也可以对经过后续进一步图像处理后的最终图像进行灰度截断，以输出不饱和伪影校正后的图像，不以本实施例为限。

需要说明的是，在本实施例中，所述图像不饱和伪影的校正方法在平板探测器内部实现。

实施例二

如图3所示，本实施例提供一种图像不饱和伪影的校正方法，与实施例一的不同之处在于，所述第一图像为第一校正图像，所述第二图像为第二校正图像。

具体地，获取所述第一校正图像及所述第二校正图像的方法包括：启动曝光采集流程，平板探测器采集亮场图像，然后启动校正流程，对所亮场图像进行第一校正及第二校正，以得到第一校正图像及第二校正图像。在本实施例中，所述第一校正图像为所述亮场图像经过补偿校正后的图像，所述第二校正图像为所述亮场图像经过补偿校正及缺陷校正后的图像。

需要说明的是，所述第一校正图像及所述第二图像分别为进行不同校正后的图像，校正方式包括补偿校正、增益校正及缺陷校正中任意一项或两项或三项，不以本实施例为限，同时，还包括其他校正方法，在此不一一赘述，可通过组合得到不同的校正图像。

其他步骤及方法与实施例一类似，在此不一一赘述。

实施例三

如图4所示，本发明还提供一种图像不饱和伪影的校正方法，与实施例一的不同之处在于，所述第一图像为校正图像，所述第二图像为经过部平板探测器内所有图像处理后的待输出图像。

具体地，获取所述校正图像及所述待输出图像的方法包括：启动曝光采集流程，平板探测器采集亮场图像，然后启动校正流程，对所亮场图像进行校正，以得到所述校正图像；对所述校正图像进行进一步图像处理、得到所述待输出图像。所述校正图像包括但不限于经过补偿校正、增益校正及缺陷校正中任意一项或两项或三项后的图像。所述待输出图像包括但不限于校正、去噪声、增强、复原、分割、提取特征等处理，不以本实施例为限。

实施例四

本发明还提供一种图像不饱和伪影的校正方法，与实施例一的不同之处在于，实现灰度截断的步骤在后台软件中执行。

具体地，在平板探测器中获得第一图像及第二图像，标记第一图像及第二图像得到第一查找标记及第二查找标记。后台软件获取所述第一图像、所述第二图像、所述第一查找标记及所述第二查找标记，并将判断所述第一图像及所述第二图像中是否均存在标记，进而采取灰度截断措施，在此不一一赘述。

需要说明的是，所述第一图像及所述第二图像为同一对象在不同处理阶段的图像，任意处理阶段的图像均适用于本发明，不以本实施例一～实施例四所列举的方案为限。

实施例五

如图5所示，本实施例提供一种校正图像不饱和伪影的***，所述校正图像不饱和伪影的***包括：

控制模块1、采集模块2、校正模块3、判断模块4、灰度截断处理模块5及图像输出模块6。

如图5所示，所述控制模块1连接所述采集模块2、所述校正模块3、所述判断模块4、所述灰度截断处理模块5及所述图像输出模块6，用于控制各模块。

具体地，所述控制模块1输出各种控制信号以控制各模块完成不饱和伪影校正。在本实施例中，所述控制模块1设置于FPGA(Field-Programmable Gate Array，现场可编程门阵列) 内或ARM处理器(Advanced RISC Machines)内。

如图5所示，所述采集模块2连接所述控制模块1，在所述控制模块1控制下完成图像采集。

具体地，所述采集模块2通过清空、等待、曝光、采集后获得原始亮场图像。

如图5所示，所述校正模块3连接所述控制模块1及所述采集模块2，用于对采集到的图像进行校正处理。

具体地，所述校正模块3接收所述采集模块2输出的原始亮场图像，并在所述控制模块 1的控制下对所述原始亮场图像进行图像校正，得到校正图像。所述校正模块3包括但不限于补偿校正单元、增益校正单元及缺陷校正单元，任意可实现图像校正的单元均适用于本发明的校正模块3，不以本实施例为限。

如图5所示，所述判断模块4连接所述控制模块1、所述采集模块2及所述校正模块3，用于进行查找标记及灰度截断判断。

具体地，所述控制模块1控制所述判断模块4将所述原始亮场图像中各像素点的灰度值与第一设定灰度进行比较，并对超出第一设定灰度的像素点进行标记，得到第一查找标记。

具体地，所述控制模块1控制所述判断模块4将所述校正图像中各像素点的灰度值与第二设定灰度进行比较，并对超出第二设定灰度的像素点进行标记，得到第二查找标记。

具体地，所述控制模块1控制所述判断模块4将判断所述第一图像及所述第二图像中是否均存在标记并输出判断结果。

需要说明的是，获取查找标记的图像可以是本实施列举的原始图像及校正图像(经过补偿校正、增益校正及缺陷校正中任意一项或两项或三项后的图像)；是校正图像(经过补偿校正、增益校正及缺陷校正中任意一项或两项或三项后的图像)及经过平板探测器内部图像处理后的图像；也可以是进行不同校正后的第一校正图像及第二校正图像，校正方式包括补偿校正、增益校正及缺陷校正中任意一项或两项或三项；同一对象在不同处理阶段的图像均适用于本发明，不以本实施例为限。

如图5所示，所述灰度截断处理模块5连接所述控制模块1、所述校正模块3及所述判断模块4，根据所述判断结果对输出图像进行灰度截断以实现不饱和伪影校正。

具体地，所述灰度截断处理模块5从所述判断模块4获取所述判断结果，若所述第一图像及所述第二图像中均存在标记点，则将所述第一图像及所述第二图像中的所有标记点对应的像素点的灰度值设置为第三设定灰度(clipping3)后输出以实现灰度截断；若所述第一图像或所述第二图像中不存在标记点(所述第一图像及所述第二图像之一不存在标记点或所述第一图像及所述第二图像均不存在标记点)，则不改变像素点的灰度值，直接输出。

如图5所示，所述图像输出模块6连接所述控制模块1及所述灰度截断处理模块5，将完成不饱和伪影校正的图像输出。

本发明通过对未校正的原始图像做第一次查找标记，标记出真实超过某一灰度值的像素点；再对校正后的图像进行第二次查找标记，标记出校正后超出另一设定灰度值的像素点；然后判断两次标记的结果，对最终图像做灰度截断处理，输出图像。本发明在保证探测器动态范围的同时，更为全面有效地消除高剂量下图像的不饱和伪影；在不增加现有硬件成本的基础上，达到消除图像不饱和伪影的目的，提高了图像质量；具备高度的集成性、灵活性和广泛的适用范围。

综上所述，本发明提供一种校正图像不饱和伪影的***及校正方法，包括：获取第一图像及第二图像，对所述第一图像中灰度值超出第一设定灰度的像素点进行标记，对所述第二图像中灰度值超出第二设定灰度的像素点进行标记；其中，所述第一图像及所述第二图像为同一对象在不同处理阶段的图像；若所述第一图像及所述第二图像中均存在标记点，则将所述第一图像及所述第二图像中所有标记点的像素灰度值设定为第三设定灰度输出，实现灰度截断以对不饱和伪影进行校正；若所述第一图像或所述第二图像中不存在标记点，则不进行灰度截断。本发明在不增加现有硬件成本的基础上，达到消除图像不饱和伪影的目的，提高了图像质量，同时集成性高、灵活性大、适用范围广。所以，本发明有效克服了现有技术中的种种缺点而具高度产业利用价值。

上述实施例仅例示性说明本发明的原理及其功效，而非用于限制本发明。任何熟悉此技术的人士皆可在不违背本发明的精神及范畴下，对上述实施例进行修饰或改变。因此，举凡所属技术领域中具有通常知识者在未脱离本发明所揭示的精神与技术思想下所完成的一切等效修饰或改变，仍应由本发明的权利要求所涵盖。

Claims (16)

1.一种图像不饱和伪影的校正方法，其特征在于，所述图像不饱和伪影的校正方法至少包括：

获取第一图像及第二图像，对所述第一图像中灰度值超出第一设定灰度的像素点进行标记，对所述第二图像中灰度值超出第二设定灰度的像素点进行标记；其中，所述第一图像及所述第二图像为同一对象在不同处理阶段的图像；

若所述第一图像及所述第二图像中均存在标记点，则将所述第一图像及所述第二图像中所有标记点的像素灰度值设定为第三设定灰度输出，实现灰度截断以对不饱和伪影进行校正；若所述第一图像或所述第二图像中不存在标记点，则不进行灰度截断。

2.根据权利要求1所述的图像不饱和伪影的校正方法，其特征在于：所述第一图像为原始图像，所述第二图像为经过补偿校正、增益校正及缺陷校正中任意一项或两项或三项后的校正图像。

3.根据权利要求1所述的图像不饱和伪影的校正方法，其特征在于：所述第一图像及所述第二图像分别为进行不同校正后的图像，校正方式包括补偿校正、增益校正及缺陷校正中任意一项或两项或三项。

4.根据权利要求1所述的图像不饱和伪影的校正方法，其特征在于：所述第一图像为经过补偿校正、增益校正及缺陷校正中任意一项或两项或三项后的校正图像，所述第二图像为经过平板探测器内部图像处理后的图像。

5.根据权利要求1～4任意一项所述的图像不饱和伪影的校正方法，其特征在于：所述第一设定灰度设定为模数转换器的饱和灰度值的80％～100％。

6.根据权利要求1～4任意一项所述的图像不饱和伪影的校正方法，其特征在于：所述第二设定灰度不大于平板探测器灵敏度线性区域中的最大灰度值。

7.根据权利要求1～4任意一项所述的图像不饱和伪影的校正方法，其特征在于：所述第一设定灰度大于所述第二设定灰度。

8.根据权利要求1～4任意一项所述的图像不饱和伪影的校正方法，其特征在于：所述第三设定灰度大于所述第一设定灰度及所述第二设定灰度中较大的一个。

9.根据权利要求1～4任意一项所述的图像不饱和伪影的校正方法，其特征在于：所述第三设定灰度为所述第一设定灰度或所述第二设定灰度中的一个。

10.根据权利要求1所述的图像不饱和伪影的校正方法，其特征在于：所述图像不饱和伪影的校正方法在平板探测器内部实现。

11.根据权利要求10所述的图像不饱和伪影的校正方法，其特征在于：在后台软件端实现灰度截断，进而得到不饱和伪影校正后的图像。

12.一种校正图像不饱和伪影的***，其特征在于，所述校正图像不饱和伪影的***包括：

控制模块、采集模块、校正模块、判断模块、灰度截断处理模块及图像输出模块；

所述控制模块连接所述采集模块、所述校正模块、所述判断模块、所述灰度截断处理模块及所述图像输出模块，用于控制各模块；

所述采集模块在所述控制模块的控制下完成图像采集；

所述校正模块连接所述采集模块的输出端，用于对采集到的图像进行校正处理；

所述判断模块连接所述采集模块及所述校正模块的输出端，在所述控制模块的控制下对第一图像中灰度值超出第一设定灰度的像素点进行标记，对第二图像中灰度值超出第二设定灰度的像素点进行标记，然后判断所述第一图像及所述第二图像中是否均存在标记并输出判断结果；其中，所述第一图像及所述第二图像为同一对象在不同处理阶段的图像；

所述灰度截断处理模块连接所述校正模块及所述判断模块的输出端，根据所述判断结果对输出图像进行灰度截断以实现不饱和伪影校正；

所述图像输出模块连接所述灰度截断处理模块的输出端，将完成不饱和伪影校正的图像输出。

13.根据权利要求12所述的校正图像不饱和伪影的***，其特征在于：所述校正模块包括补偿校正单元、增益校正单元或缺陷校正单元中的一种或几种；其中，所述补偿校正单元用于对图像进行补偿校正，所述增益校正单元用于对图像进行增益校正，所述缺陷校正单元用于对图像进行缺陷校正。

14.根据权利要求12或13所述的校正图像不饱和伪影的***，其特征在于：所述第一图像为所述采集模块采集到的原始图像，所述第二图像为所述校正模块输出的校正图像。

15.根据权利要求12或13所述的校正图像不饱和伪影的***，其特征在于：所述第一图像为所述校正模块输出的校正图像，所述第二图像为经过平板探测器内部图像处理后的图像。

16.根据权利要求12所述的校正图像不饱和伪影的***，其特征在于：所述第一图像及所述第二图像分别为所述校正模块输出的进行不同校正后的图像，校正方式包括补偿校正、增益校正及缺陷校正中任意一项或两项或三项。

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