專利名稱：為x光照相圖像轉(zhuǎn)換視覺偏好術(shù)語的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明總體上涉及數(shù)字X光照相術(shù)，并且特別涉及一種允許用戶調(diào)整計算X光照相術(shù)(CR)和數(shù)字X光照相術(shù)(DR)的圖像外觀的方法。
背景技術(shù)：
增強從成像設(shè)備獲得的圖像來改進(jìn)它們的圖像質(zhì)量是共同的愿望。數(shù)字X光照相術(shù)(x光)成像系統(tǒng)捕獲具有通常表示線性或?qū)?shù)曝光的數(shù)字代碼值的圖像。圖像處理算法被用于將未加工的捕獲的像素數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換(或者渲染(render))成外觀或打印就緒形式。
通常，數(shù)字X光照相術(shù)成像系統(tǒng)要求在處理圖像用于顯示之前知道身體局部(body part)和圖像的投影信息(檢查類型)。這些系統(tǒng)經(jīng)常要求用戶(例如，放射學(xué)家或X光照相術(shù)技術(shù)人員)將這個信息手動輸入到所述系統(tǒng)中。這對于用戶可能是一種負(fù)擔(dān)并且可能影響工作流程。另外，如果在輸入中有錯誤，則這可能導(dǎo)致一種需要用戶用正確的檢查類型信息重新處理圖像或者手動調(diào)整圖像處理參數(shù)的次于最佳的圖像呈現(xiàn)。
為傳統(tǒng)的圖像處理手動設(shè)置圖像處理參數(shù)來達(dá)到一種想得到的外觀對于X光照相術(shù)系統(tǒng)用戶常常是一個可怕的任務(wù)。所述參數(shù)調(diào)整常常以用戶不熟悉的圖像科學(xué)術(shù)語被表示并且一個參數(shù)的調(diào)整常常可能影響超過一個圖像質(zhì)量屬性的外觀。為了得到想要的圖像外觀常常需要反復(fù)并且需要用戶被很好地訓(xùn)練。用戶通常采用簡化的查閱表調(diào)整(本領(lǐng)域技術(shù)人員知道的窗口/級別)來調(diào)整所述圖像的外觀。這提供了一種十分受限制的控制并且常常提供次于最佳的結(jié)果。
因為在一個典型的X光照相術(shù)系統(tǒng)上定義圖像處理參數(shù)是一個復(fù)雜的過程，所以，用戶將以它們的圖像外觀的非常有限的選擇來解決。例如，一個特殊的身體局部和投影可能被獲得用于多個診斷目的，但是在很多X光照相術(shù)系統(tǒng)中，所述圖像處理同樣獨立于診斷目的。
因此，需要一種將圖像自動處理成想得到的視覺偏好(preference)的方法和系統(tǒng)。
本發(fā)明提供了一種用于將圖像自動處理成想得到的視覺偏好的方法和系統(tǒng)。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的一個目的是提供一種方法，該方法允許用戶調(diào)整計算的X光照相術(shù)(CR)和數(shù)字X光照相術(shù)(DR)的圖像外觀，與圖像處理算法相互作用。
本發(fā)明的另一個目的是為用戶提供一個接口以便與圖像處理算法相互作用來調(diào)整計算的X光照相術(shù)(CR)和平面控制板數(shù)字X光照相術(shù)(DR)的圖像外觀。
本發(fā)明的另一個目的是提供一種在不需要用戶手動輸入檢查類型信息的情況下將X光照相術(shù)圖像處理成想得到的視覺偏好(目標(biāo)外觀)的方法。
本發(fā)明的另一個目的是提供一種以靈活的、可配置的和分層的方式指定和選擇視覺偏好的方法。
本發(fā)明的另一個目的是提供一種通過偏移對于第一等級(to afirst order)互不相關(guān)的基本圖像質(zhì)量屬性來定義新的視覺偏好的方法。
僅僅通過所表示的例子給出這些目的，并且這些目的可能是本發(fā)明的一個或多個實施方案的典型。通過所揭示的發(fā)明自然得到的其它的想要的目的和優(yōu)點可以出現(xiàn)或者對于本領(lǐng)域的技術(shù)人員是顯而易見的。本發(fā)明通過附屬權(quán)利要求書被定義。
所述系統(tǒng)被配置將視覺偏好術(shù)語轉(zhuǎn)換成一組直接和獨立控制圖像質(zhì)量基本屬性(例如，亮度、曝光范圍、對比度、清晰度、以及噪聲)的圖像質(zhì)量描述符，提供一種直觀方法按照所希望的來調(diào)整所述圖像外觀并且定義新的視覺偏好。還希望本發(fā)明的系統(tǒng)提供一種允許容易地操縱和管理所述視覺偏好選擇的靈活和可配置的用戶接口。
根據(jù)本發(fā)明，提供了一種通過規(guī)定一種視覺偏好并且將所述視覺偏好術(shù)語轉(zhuǎn)換成基本圖像質(zhì)量屬性來連接到傳統(tǒng)的X光照相術(shù)圖像處理系統(tǒng)的方法，所述基本圖像質(zhì)量屬性被圖像處理功能用于在不需要用戶手動輸入檢查類型信息的情況下產(chǎn)生具有想得到的外觀的X光照相術(shù)圖像。
根據(jù)本發(fā)明，提供了一種通過靈活的和可配置的分層結(jié)構(gòu)連接到X光照相術(shù)圖像處理系統(tǒng)以便指定和選擇視覺偏好的方法。一種視覺偏好可以被指定/選擇用于在頂層的全部圖像、視覺偏好可以被指定/選擇用于在中間層上的邏輯分組、以及視覺偏好可以被指定/選擇用于在最底層的單獨的圖像。
根據(jù)本發(fā)明，提供了一種通過偏置單獨的圖像質(zhì)量屬性來生成新的視覺偏好的方法。
根據(jù)本發(fā)明的一個方面，提供了一種處理數(shù)字醫(yī)學(xué)圖像的方法。所述方法包括步驟選取(access)數(shù)字醫(yī)學(xué)圖像；允許用戶選擇一種視覺偏好；將所選擇的視覺偏好映射到被選取的數(shù)字圖像以便生成一個被處理的數(shù)字醫(yī)學(xué)圖像；以及顯示、傳輸、或打印所述被處理的數(shù)字醫(yī)學(xué)圖像。在一個優(yōu)選實施方案中，所述映射步驟包括步驟確定一種檢查類型的概率；選取相應(yīng)于所選擇的視覺偏好的第一預(yù)測模型；使用所述第一預(yù)測模型和所述檢查類型概率計算第二預(yù)測模型；從被選取的數(shù)字醫(yī)學(xué)圖像提取特征；使用所述被提取的特征生成圖像質(zhì)量屬性；以及使用所述圖像質(zhì)量屬性生成一個被處理的數(shù)字醫(yī)學(xué)圖像。


根據(jù)下面如附圖中所示的本發(fā)明實施方案的更詳細(xì)的描述，本發(fā)明的上述和其它目的、特征、和優(yōu)點將顯而易見。附圖中的元件不必互成比例。
圖1是一個顯示典型的視覺偏好的分層結(jié)構(gòu)的說明。
圖2是一個根據(jù)本發(fā)明的方法的流程圖。
圖3是一個適合于實踐圖2的方法的系統(tǒng)的示意圖。
圖4是一個適合于根據(jù)本發(fā)明的方法的系統(tǒng)的框圖。
優(yōu)選實施方案詳述下面參考附圖詳細(xì)描述本發(fā)明的優(yōu)選實施方案，附圖中相同的參考編號標(biāo)識每個圖中相同的結(jié)構(gòu)元件。
本發(fā)明的目的在于一種將用于X光照相術(shù)圖像外觀的視覺偏好術(shù)語轉(zhuǎn)換成基本圖像質(zhì)量屬性的方法。本發(fā)明總體上涉及數(shù)字X光照相術(shù)，并且特別涉及一種允許一個可配置的、靈活的和直觀的接口用于放射學(xué)家與圖像處理算法相互作用以便調(diào)整計算的X光照相術(shù)(CR)和數(shù)字X光照相術(shù)(DR)的圖像外觀的方法。
視覺偏好是被用于描述想得到的圖像外觀的術(shù)語。視覺偏好的說明可以用分層形式構(gòu)成。一種視覺偏好可以被指定用于頂層上的全部圖像、用于中層上的邏輯分組、以及用于在最底層上的單獨的圖像。本發(fā)明允許的一個重要的好處是，使用多種術(shù)語表示用于數(shù)字X光照相術(shù)的視覺偏好以及在計算的X光照相術(shù)操作員控制臺上允許一種靈活的、可配置的、和分層的用戶接口的能力。
參考圖1，視覺偏好可以被定義用于圖像組。例如，組類別可以是1)全部圖像，2)圖像的邏輯分組，例如軟組織、骨骼、小兒科、特殊的疾病、特殊的身體局部和投影、根據(jù)特殊病人研究的圖像(例如，以相同的外觀被處理的用于監(jiān)控病人進(jìn)展的圖像)、等等，或者3)一個單獨的圖像。
醫(yī)院中的科室(例如，整形外科、急診室、重癥護(hù)理、等等)可以定制它們的視覺偏好的分層結(jié)構(gòu)以便最好地滿足它們的需要。
對于一個特別的視覺偏好，一個目標(biāo)外觀(或者想得到的視覺外觀；外觀)被定義用于1)全部圖像，2)圖像的每個邏輯分組，或者3)單獨的圖像特征。一個目標(biāo)外觀可以被算術(shù)地描述并且用圖像質(zhì)量屬性的向量 表示。圖像質(zhì)量屬性被用于為傳統(tǒng)的圖像處理功能(例如，色階、不清晰屏蔽、以及動態(tài)范圍壓縮)導(dǎo)出參數(shù)。所述圖像處理功能被用于將未加工的被捕獲的數(shù)字X光照相術(shù)圖像轉(zhuǎn)換成具有匹配所述想得到的外觀的被顯示的圖像外觀的光密度空間(諸如用于輸出到硬拷貝顯示器)或者轉(zhuǎn)換成亮度空間(諸如用于在陰極射線管或平面控制臺上顯示)。
圖像質(zhì)量屬性被定義，以使得它們對于專家觀測者(例如，放射學(xué)家、X光照相術(shù)技術(shù)人員、等等)是直觀的。而且，在每個屬性的圖像外觀上的作用對于第一等級是互不相關(guān)的。一個目標(biāo)外觀可以是一個由專家觀測者通過撥入(dial in)用于每個圖像質(zhì)量屬性的設(shè)置而定義的外觀。一個目標(biāo)外觀也可以是一個由一個系統(tǒng)，例如，膠片系統(tǒng)、或另一個數(shù)字X光照相術(shù)系統(tǒng)，產(chǎn)生的外觀。在本發(fā)明中，參數(shù)翻譯被用于建立用于圖像質(zhì)量屬性的值，其代表對于第一等級的得到的視覺外觀。
在本發(fā)明的一個優(yōu)選實施方案中，有五個特殊的圖像質(zhì)量屬性亮度、總體對比度(或者相反的曝光范圍)、細(xì)節(jié)對比度、小細(xì)節(jié)清晰度、以及精細(xì)細(xì)節(jié)清晰度(對于精細(xì)細(xì)節(jié)進(jìn)行降低清晰度(或模糊)可以被用于控制噪聲的出現(xiàn))。
所述亮度為在圖像中所選擇的曝光區(qū)域(例如，在胸部X光照相中的肺野)設(shè)置優(yōu)選密度。
總體對比度定義唯一被渲染到顯示空間(例如，密度或亮度)的曝光范圍。低總體對比度(寬曝光范圍或低動態(tài)范圍)渲染意味著一個大曝光范圍被唯一映射到顯示空間。相反地，高總體對比度(窄曝光范圍或高動態(tài)范圍)渲染意味著一個窄曝光范圍被唯一映射到顯示空間。圖像中的中等尺寸結(jié)構(gòu)由所述圖像中的中間頻率范圍表示。擴(kuò)大這些頻率增加了這些結(jié)構(gòu)的細(xì)節(jié)對比度，同時抑制這些頻率降低所述細(xì)節(jié)對比度(或者建立滿意的(flatter)觀看圖像)。
所述清晰度定義圖像中小結(jié)構(gòu)(或中到高頻率)的局部對比度。擴(kuò)大這些頻率增加了圖像的清晰度，同時抑制這些頻率降低清晰度(造成模糊的圖像)。噪聲是圖像中很精細(xì)的細(xì)節(jié)結(jié)構(gòu)(由最高頻率表示)，并且它是人造的。擴(kuò)大這些頻率可能增加噪聲的出現(xiàn)，同時抑制它們減少圖像中噪聲的出現(xiàn)。
在共同轉(zhuǎn)讓的、題為″METHOD FOR RENDERING DIGITALRADIOGRAPHIC IMAGES FOR DISPLAY BASED ON INDEPENDENT CONTROLOF FONDAMENTAL IMAGE QUALITY PARAMETERS(根據(jù)基本圖像質(zhì)量參數(shù)的獨立控制渲染數(shù)字X光照相術(shù)圖像用于顯示的方法)″的、2003年7月24日提交的美國序號10/625,964(柯達(dá)案卷號86621)中揭示了對于這些圖像質(zhì)量屬性中的每一個的特殊定義和數(shù)學(xué)函數(shù)，該文檔在此合并作為參考。
每一個屬性可以算術(shù)地取決于諸如密度、亮度、曝光度、等等的其它參數(shù)。這些屬性的基本性質(zhì)提供了作為圖像質(zhì)量屬性向量將被大概描述(表示)的各種x-ray膠片外觀以及各種數(shù)字X光照相的外觀。本領(lǐng)域的技術(shù)人員將認(rèn)識到，其它屬性也可以被定義來控制X光照相術(shù)圖像的外觀。
在本發(fā)明中，預(yù)測模型被用于自動確定將產(chǎn)生具有由一個特殊的視覺偏好定義的目標(biāo)(即，想得到的)外觀的X光照相術(shù)圖像的圖像質(zhì)量屬性。
為每個圖像質(zhì)量屬性建立一個預(yù)測模型。所述預(yù)測模型可以被表示為模型向量 所述預(yù)測模型可以通過可訓(xùn)練的系統(tǒng)(例如，神經(jīng)網(wǎng)絡(luò))被建立。被用于建立所述模型的系統(tǒng)類型對于本發(fā)明來說并不重要。
所述模型可以是線性的或非線性的。在一個實施方案中，一種線性模型被使用并且由恒定的偏項和一組被用于加權(quán)從所述圖像提取(例如，從柱狀圖分析中提取)的特殊特征的系數(shù)組成。從所述圖像中提取的特征的類型和數(shù)量取決于被選擇的視覺偏好。被計算的確切特征對于本發(fā)明來說并不重要。
對于每個視覺偏好，預(yù)測模型被建立用于每種檢查類型 檢查類型被用于分類通過X光照相術(shù)系統(tǒng)收集的圖像類型。在本發(fā)明的優(yōu)選實施方案中，檢查類型被定義為身體局部和X光照相術(shù)圖像的投影(例如，胸部、側(cè)視圖、等等)。本領(lǐng)域的技術(shù)人員應(yīng)該認(rèn)識到，其它有用的檢查類型定義也可以被使用。例如，另一個有用的檢查類型定義是身體局部、投影、以及檢查的目的(腹部、側(cè)視圖、和對比研究)。
在本發(fā)明中，由預(yù)測模型決定的每個檢查類型 對于最終圖像質(zhì)量屬性 的計算的作用，被利用所輸入的X光照相術(shù)圖像是這個檢查類型的概率Pexamtype來加權(quán)。全部檢查類型概率的總和等于1.0。在一個優(yōu)選實施方案中，所述檢查類型概率可以1)通過圖像分析(例如，一個檢查類型分類器)被自動確定，2)在操作員控制臺上由用戶確定，或者3)根據(jù)X光照相術(shù)系統(tǒng)的其它部分(例如，健康護(hù)理信息系統(tǒng)、X光照相術(shù)信息系統(tǒng)、地點收集統(tǒng)計、程序碼、等等)被確定。
在共同轉(zhuǎn)讓的、Luo等人的題為″AUTOMATED RADIOGRAPHCLASSIFICATION USING ANATOMY INFORMATION(使用解剖學(xué)信息自動進(jìn)行X光照片分類)″的、2004年11月xx日提交的美國序號xx/xxx,xxx(柯達(dá)案卷號87352)中，描述了一個適當(dāng)?shù)臋z查類型分類器的例子，該文檔被包括在此供參考。本領(lǐng)域的技術(shù)人員還知道其它適當(dāng)?shù)姆诸惼鳌?br> 現(xiàn)在參考圖2和3，其中顯示了一個根據(jù)本發(fā)明的方法流程圖和一個適合于實踐所述方法的系統(tǒng)。
在步驟10中，其中代碼值表示log10曝光量或線性曝光量的數(shù)字圖像使用圖像采集單元110被捕獲。單元110可以是例如，諸如計算的X光照相術(shù)或直接數(shù)字X光照相術(shù)單元、x光膠片數(shù)字轉(zhuǎn)換器、等等的醫(yī)學(xué)圖像采集單元。其它數(shù)字圖像采集單元也可以被使用。
一個檢查類型概率Pexamtype由一個系統(tǒng)確定(步驟20)。一個系統(tǒng)用戶(例如，放射學(xué)家或X光照相術(shù)技術(shù)人員)使用具有適當(dāng)?shù)挠脩艚涌?60的系統(tǒng)選擇一個想得到的視覺偏好(步驟30)。預(yù)測模型 從數(shù)據(jù)庫170被獲得用于所選擇的視覺偏好120(步驟40)。所述檢查預(yù)測模型對于最終模型 的計算的作用被利用所述檢查類型概率來加權(quán)(步驟50)。特征 從所述X光照相術(shù)圖像被提取(步驟60)并且被輸入到所述最終模型來計算所述圖像質(zhì)量屬性(步驟70)。最后，所述圖像質(zhì)量屬性被提供給所述圖像處理功能150以便生成一個滿足想得到的目標(biāo)外觀的顯示就緒圖像(步驟80)。
在所述系統(tǒng)的用戶接口上，提供了一種方法來偏置單獨的圖像質(zhì)量屬性以便改變一個圖像的外觀。所述偏置可以被直接應(yīng)用于被直接渲染來顯示的單獨圖像的預(yù)測屬性，或者作為對于現(xiàn)有的預(yù)測模型的偏置被存儲在一個數(shù)據(jù)庫中。所述偏置的模型可以通過一個可用于將來處理的新的視覺偏好被參考。用戶可以重新配置所述用戶接口以便包括作為視覺偏好分層的一部分的新的視覺偏好。
在本發(fā)明的一個優(yōu)選實施方案中，有一種方法允許用戶在操作員控制臺上容易地獲得(例如，觸摸屏、十字絲(cross-hair)、在感興趣的選擇按鈕上的定位器(mouse))一個特殊視覺偏好的文本描述(例如，調(diào)出(call-out))，并且還提供了被處理以便滿足感興趣的視覺偏好的范例圖像給用戶觀看。
現(xiàn)在參考圖4，它顯示了一臺用于完成本發(fā)明的數(shù)字計算機(jī)90。數(shù)字計算機(jī)90包括一個用于存儲數(shù)字圖像、應(yīng)用程序、操作系統(tǒng)、等等的存儲器91。存儲器91可以包括海量存儲器(諸如硬磁盤或CDROM)和快速存取存儲器(諸如RAM)。計算機(jī)90還包括輸入設(shè)備92(諸如鍵盤、鼠標(biāo)、觸摸屏、等等)、控制設(shè)備/控制臺93(CRT、平板顯示器、等等)、中央處理單元94、輸出設(shè)備95(諸如CRT、平面控制板、熱式打印機(jī)、激光打印機(jī)、網(wǎng)絡(luò)通信、等等)。部件91、92、93、94、和95通過諸如控制/數(shù)據(jù)總線96的通信元件被連接在一起。計算機(jī)90可以包括一個移動式存儲媒體驅(qū)動器97用于從諸如DVD或CD的移動式存儲媒體98讀取和/或?qū)懙揭苿邮酱鎯γ襟w98。
一種計算機(jī)程序產(chǎn)品可以包括一個或多個存儲媒體，例如，諸如磁盤(諸如軟盤)或磁帶的磁存儲媒體；諸如光盤、光帶、或機(jī)器可讀取的條形碼的光存儲媒體；諸如隨機(jī)存儲器(RAM)、或只讀存儲器(ROM)的固態(tài)電子存儲設(shè)備；或者任何其它被用于存儲具有控制一個或多個計算機(jī)來實踐根據(jù)本發(fā)明的方法的指令的計算機(jī)程序的物理設(shè)備或媒體。
部件列表10 圖像采集單元20 確定檢查類型概率30 選擇視覺偏好40 獲得檢查類型預(yù)測模型50 計算最終預(yù)測模型60 從圖像提取特征70 計算圖像質(zhì)量屬性80 生成滿足目標(biāo)外觀的顯示就緒圖像90 計算機(jī)91 存儲器92 輸入設(shè)備93 顯示器94 處理單元95 輸出設(shè)備96 控制/數(shù)據(jù)總線97 移動式存儲設(shè)備98 存儲媒體
權(quán)利要求
1.一種處理數(shù)字醫(yī)學(xué)圖像的方法，包括步驟選取所述數(shù)字醫(yī)學(xué)圖像；允許用戶選擇一個視覺偏好；映射所選擇的視覺偏好到被選取的數(shù)字圖像以便生成一個被處理的數(shù)字醫(yī)學(xué)圖像；以及顯示、傳輸、或打印所述被處理的數(shù)字醫(yī)學(xué)圖像。
2.如權(quán)利要求1中所述的方法，其中映射步驟包括步驟確定一個檢查類型概率；選取相應(yīng)于所選擇的視覺偏好的第一預(yù)測模型；使用所述第一預(yù)測模型和所述檢查類型概率計算第二預(yù)測模型；從被選取的數(shù)字醫(yī)學(xué)圖像提取特征；使用所述被提取的特征和所述第二預(yù)測模型生成圖像質(zhì)量屬性；以及使用所述圖像質(zhì)量屬性來生成一個被處理的數(shù)字醫(yī)學(xué)圖像。
3.一種處理數(shù)字醫(yī)學(xué)圖像的方法，包括步驟選取所述數(shù)字醫(yī)學(xué)圖像；允許用戶選擇一個視覺偏好；確定表示所選擇的視覺偏好的圖像質(zhì)量屬性；映射所述圖像質(zhì)量屬性到被選取的數(shù)字圖像以便生成一個被處理的數(shù)字醫(yī)學(xué)圖像；以及顯示、傳輸、或打印所述被處理的數(shù)字醫(yī)學(xué)圖像。
4.一種處理數(shù)字醫(yī)學(xué)圖像的方法，包括步驟選取所述數(shù)字醫(yī)學(xué)圖像；允許用戶選擇一個視覺偏好；確定一個檢查類型概率；選取相應(yīng)于所選擇的視覺偏好的第一預(yù)測模型；使用所述第一預(yù)測模型和所述檢查類型概率確定第二預(yù)測模型；從被選取的數(shù)字醫(yī)學(xué)圖像提取特征；使用所述被提取的特征和所述第二預(yù)測模型生成圖像質(zhì)量屬性；以及使用所述圖像質(zhì)量屬性來生成一個被處理的數(shù)字醫(yī)學(xué)圖像。
5.如權(quán)利要求4中所述的方法，還包括顯示、傳輸、或打印被處理的數(shù)字醫(yī)學(xué)圖像的步驟。
6.一種計算機(jī)存儲產(chǎn)品，具有至少一個計算機(jī)存儲媒體，所述存儲媒體具有被存儲在其中的導(dǎo)致一個或多個計算機(jī)執(zhí)行權(quán)利要求4的方法的指令。
全文摘要
一種用于將視覺偏好術(shù)語轉(zhuǎn)換成一組基本圖像質(zhì)量屬性并且使用這些屬性產(chǎn)生滿足想得到的外觀的顯示就緒X光照相術(shù)圖像的方法。所述視覺偏好術(shù)語可以在為X光照相術(shù)系統(tǒng)提供靈活的和可配置的接口的分層結(jié)構(gòu)中被規(guī)定。
文檔編號G06T5/00GK101061505SQ200580039881
公開日2007年10月24日 申請日期2005年10月24日 優(yōu)先權(quán)日2004年11月22日
發(fā)明者D·H·福斯, M·E·考恩霍文, R·A·森 申請人:伊斯曼柯達(dá)公司