專利名稱：一種三維灰度圖像的處理方法和系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及圖像處理領(lǐng)域，尤其涉及一種三維灰度圖像的處理方法和系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
灰度圖像是指一種圖像顯示方式，其每個像素的顏色皆介于黑、白之間。若以 RGB (Red Green Blue)形式表示像素顏色，則三原色數(shù)值相同時為灰度圖像。通常但不限于，將黑、白之間(含黑、白)劃分為256個層次，用0 255表示灰度的級別。0表示純黑色，255表示純白色?；叶葓D像在醫(yī)學(xué)、圖像識別領(lǐng)域有很廣泛的用途。MRC格式是電子顯微鏡成像領(lǐng)域常用的數(shù)據(jù)文件格式，一個MRC格式的文件中可存入一系列圖片數(shù)據(jù)。當(dāng)存入一系列圖片數(shù)據(jù)時其本質(zhì)為一個三維數(shù)組。而這些三維數(shù)組能夠組成一個三維灰度圖像。當(dāng)然，三維灰度圖像包含但不限于MRC圖像。數(shù)組元素的數(shù)據(jù)類型包括但不限于char、short、float型,三維灰度圖像在計算機(jī)中通常為x_y_z三維數(shù)組，數(shù)組元素的數(shù)據(jù)類型不限，但在顯示時需要轉(zhuǎn)換為char型，即映射到0 255的數(shù)值范圍以內(nèi)。三維灰度圖像在顯示時，并非顯示三維灰度圖像，而是顯示其中某一層，即二維圖像。舉例來說，默認(rèn)按照x_y方向顯示，即以z為圖片數(shù)量，每個z對應(yīng)一張x-y灰度圖片。 或以x-z方向顯示，以y為圖片數(shù)量，每個y對應(yīng)一張x-z灰度圖片。傳統(tǒng)上，將三維數(shù)組每個元素映射至0 255時，是根據(jù)所有元素轉(zhuǎn)換的。因?yàn)橛成鋾r需要有平均值等做參數(shù)。 但是這種方法當(dāng)三維數(shù)組元素的值差距較大時，會導(dǎo)致灰度圖像對比度降低。例如第一張 x-y圖本身的平均值和最后一張x-y圖本身的平均值差距很大，則導(dǎo)致整體的平均值降低， 使得顯示效果較差，對比度不高。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明提供一種三維灰度圖像的處理方法和系統(tǒng)，要解決的技術(shù)問題是圖像顯示效果對比度低的問題。為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明提供了如下技術(shù)方案一種三維灰度圖像的處理方法，包括在得到三維灰度圖像在某一顯示方向上的顯示圖像后，如果接收到顯示該顯示圖像的側(cè)面的請求時，對該顯示圖像側(cè)面的圖像進(jìn)行平滑處理，并將平滑處理后得到的圖像作為顯示結(jié)果進(jìn)行輸出處理。優(yōu)選的，所述方法還具有如下特點(diǎn)所述對該顯示圖像側(cè)面的圖像進(jìn)行平滑處理， 包括獲取該顯示圖像側(cè)面的圖像上像素點(diǎn)周邊最近的至少兩個像素點(diǎn)的像素值；對得到的像素值進(jìn)行取平均處理，得到平均像素值；將該像素點(diǎn)的像素值更新為得到的平均像素值。優(yōu)選的，所述方法還具有如下特點(diǎn)所述像素點(diǎn)周邊最近的至少兩個像素點(diǎn)的像素值是指如果該像素點(diǎn)的位置為該第一顯示圖像側(cè)面的圖像的邊界，則獲取該像素點(diǎn)周邊最近的3個像素點(diǎn)或5個像素點(diǎn)的像素值，否則，獲取該像素點(diǎn)周邊最近的8個像素點(diǎn)的像素值。一種三維灰度圖像的處理系統(tǒng)，包括處理裝置，用于在得到三維灰度圖像在某一顯示方向上的顯示圖像后，如果接收到顯示該顯示圖像的側(cè)面的請求時，對該顯示圖像側(cè)面的圖像進(jìn)行平滑處理；輸出裝置，用于將平滑處理后得到的圖像作為顯示結(jié)果進(jìn)行輸出處理。優(yōu)選的，所述系統(tǒng)還具有如下特點(diǎn)所述處理裝置，包括獲取模塊，用于獲取該顯示圖像側(cè)面的圖像上像素點(diǎn)周邊最近的至少兩個像素點(diǎn)的像素值；處理模塊，與所述獲取模塊相連，用于對得到的像素值進(jìn)行取平均處理，得到平均像素值；更新模塊，與所述處理模塊相連，用于將該像素點(diǎn)的像素值更新為得到的平均像素值。優(yōu)選的，所述系統(tǒng)還具有如下特點(diǎn)所述獲取模塊，用于在該像素點(diǎn)的位置為該第一顯示圖像側(cè)面的圖像的邊界時， 獲取該像素點(diǎn)周邊最近的3個像素點(diǎn)或5個像素點(diǎn)的像素值；在該像素點(diǎn)的位置不為該第一顯示圖像側(cè)面的圖像的邊界時，獲取該像素點(diǎn)周邊最近的8個像素點(diǎn)的像素值。本發(fā)明提供的實(shí)施例，在顯示側(cè)面時，對圖像做一次平滑操作，消除條紋，提升了顯示效果；另外，由于查看圖片不需要數(shù)值上完全精確，且從原始數(shù)據(jù)映射至灰度值已經(jīng)有了精度損失，所以這種方式的顯示效果較好，且精度可以接受。


圖I為本發(fā)明提供的三維灰度圖像的處理方法實(shí)施例的流程示意圖；圖2為本發(fā)明提供的三維灰度圖像的處理系統(tǒng)實(shí)施例的結(jié)構(gòu)示意圖；圖3為圖2所示系統(tǒng)實(shí)施例中處理裝置21的結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實(shí)施例方式為使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點(diǎn)更加清楚，下面將結(jié)合附圖及具體實(shí)施例對本發(fā)明作進(jìn)一步的詳細(xì)描述。需要說明的是，在不沖突的情況下，本申請中的實(shí)施例及實(shí)施例中的特征可以相互任意組合。發(fā)明人發(fā)現(xiàn)，以每片x-y方向的圖片為單位(即一個二維數(shù)組)進(jìn)行映射并保存。 這樣處理，對默認(rèn)方向來說，每張x-y圖片的對比度有較大改善。但全部映射完成后，如果以其它方向如x-z方向進(jìn)行查看，會發(fā)現(xiàn)有較明顯的條紋，是因?yàn)槊繉拥膞-y灰度值各不相同。簡單來說，想象一摞紙，每張顏色都不相同。因此提供如下解決方案。圖I為本發(fā)明提供的三維灰度圖像的處理方法實(shí)施例的流程示意圖。圖I所示方法實(shí)施例，包括步驟11、在得到三維灰度圖像在某一顯示方向上的顯示圖像后，如果接收到顯示該顯示圖像的側(cè)面的請求時，對該顯示圖像側(cè)面的圖像進(jìn)行平滑處理；步驟12、將平滑處理后得到的圖像作為顯示結(jié)果進(jìn)行輸出處理。下面以一具體實(shí)施例進(jìn)行說明本實(shí)施例以處理MRC圖片文件的流程為例進(jìn)行說明步驟SI 10，讀取MRC圖片文件的文件頭(以下稱為MRC文件頭)，本實(shí)施例中MRC 文件頭為1024字節(jié)；MRC圖片文件除文件頭之外的其余數(shù)據(jù)為MRC圖片數(shù)據(jù)(以下稱為圖片數(shù)據(jù))；本實(shí)施例選擇MRC圖片文件格式，但本發(fā)明并不限于MRC文件格式。步驟S120，根據(jù)MRC文件頭獲得MRC圖片的X維度的像素數(shù)量、Y維度的像素數(shù)量、Z維度的像素數(shù)量和數(shù)據(jù)模式；若以X-Y方向?yàn)榭剂浚瑒tX維度的像素數(shù)量為圖片長度，Y維度的像素數(shù)量為圖片寬度，Z維度的像素數(shù)量為圖片數(shù)量。具體地，是根據(jù)MRC文件頭的前16個字節(jié)來確定MRC圖片的長度、寬度、圖片數(shù)量和數(shù)據(jù)模式；以每四個字節(jié)為一個單位，按照整型的數(shù)據(jù)類型解釋該MRC文件頭，即可獲得 MRC圖片的長度、寬度、圖片數(shù)量和數(shù)據(jù)模式；其中，上述的數(shù)據(jù)模式是指MRC文件的數(shù)據(jù)是以何種數(shù)據(jù)格式存放的，舉例來說， 就是判斷該MRC文件在存儲時是以浮點(diǎn)型(float)存放還是以字符型(char)存放等)，后續(xù)處理方式與此格式有關(guān)；步驟S130，根據(jù)MRC圖片的數(shù)據(jù)模式，在內(nèi)存的第一空間中動態(tài)建立三維數(shù)組，以一個X-Y為單位(即S120中所述長、寬為一張圖)，從文件中順序讀取每一張圖片存在臨時數(shù)組中，并做歸一化映射，將映射后的結(jié)果按順序存入三維數(shù)組；其中，歸一化映射由如下幾步組成第一遍掃描臨時數(shù)組，取得全部數(shù)組元素的平均值；第二遍掃描臨時數(shù)組，取得全部數(shù)組元素的標(biāo)準(zhǔn)差；第三遍掃描臨時數(shù)組，根據(jù)萊特準(zhǔn)則剔除異常值之后取得數(shù)組元素的最大值和最小值；第四遍掃描臨時數(shù)組，將數(shù)組元素歸一化至0 255的區(qū)間，并將結(jié)果存入三維數(shù)組的相應(yīng)位置中。本實(shí)施例選擇萊特準(zhǔn)則，但不限于使用該準(zhǔn)則。步驟S140，當(dāng)要求顯示x-z面或y-z面時，首先根據(jù)欲顯示的圖片創(chuàng)建相應(yīng)大小的數(shù)組。然后掃描三維數(shù)組相應(yīng)位置，將相應(yīng)位置的像素值賦值到新數(shù)組，新數(shù)組填充完畢后做平滑處理。其中，平滑處理具體來說獲取該顯示圖像側(cè)面的圖像上像素點(diǎn)周邊最近的至少兩個像素點(diǎn)的像素值；對得到的像素值進(jìn)行取平均處理，得到平均像素值；將該像素點(diǎn)的像素值更新為得到的平均像素值。需要說明的是，所述像素點(diǎn)周邊最近的至少兩個像素點(diǎn)的像素值是指如果該像素點(diǎn)的位置為該第一顯示圖像側(cè)面的圖像的邊界，則獲取該像素點(diǎn)周邊最近的3個像素點(diǎn)或5個像素點(diǎn)的像素值，否則，獲取該像素點(diǎn)周邊最近的8個像素點(diǎn)的像素值。如果以二維數(shù)據(jù)進(jìn)行處理的話，可以描述如下取得某一個像素的位置，該位置取決于將數(shù)組視為二維數(shù)組時，元素所在的坐標(biāo)；取得其周邊8個點(diǎn)的值并計算平均值(若該點(diǎn)位于邊界，則周邊點(diǎn)的數(shù)量相應(yīng)減少)；用平均值替代原始值。本實(shí)施例采用的平滑處理方法較易編程實(shí)現(xiàn)，但平滑處理方法不限于此?？筛鶕?jù)顯示的是x-z面或y-z面，在取平均值時減少兩個點(diǎn)(即x-y面的兩點(diǎn))。也可不用算數(shù)平均值而改用幾何平均值等方法。步驟S150，將處理好的數(shù)組加上相應(yīng)的文件頭并顯示或保存。本發(fā)明提供的方法實(shí)施例，在顯示側(cè)面時，對圖像做一次平滑操作，消除條紋，提升了顯示效果；另外，由于查看圖片不需要數(shù)值上完全精確，且從原始數(shù)據(jù)映射至灰度值已經(jīng)有了精度損失，所以這種方式的顯示效果較好，且精度可以接受。圖2為本發(fā)明提供三維灰度圖像的處理系統(tǒng)實(shí)施例的結(jié)構(gòu)示意圖。結(jié)合上文所述的方法實(shí)施例，圖2所示系統(tǒng)實(shí)施例，包括處理裝置21，用于在得到三維灰度圖像在某一顯示方向上的顯示圖像后，如果接收到顯示該顯示圖像的側(cè)面的請求時，對該顯示圖像側(cè)面的圖像進(jìn)行平滑處理；輸出裝置22，用于將平滑處理后得到的圖像作為顯示結(jié)果進(jìn)行輸出處理。圖3為圖2所示系統(tǒng)實(shí)施例中處理裝置21的結(jié)構(gòu)示意圖。圖3所示處理裝置21 包括獲取模塊301，用于獲取該顯示圖像側(cè)面的圖像上像素點(diǎn)周邊最近的至少兩個像素點(diǎn)的像素值；處理模塊302，與所述獲取模塊301相連，用于對得到的像素值進(jìn)行取平均處理， 得到平均像素值；更新模塊303，與所述處理模塊302相連，用于將該像素點(diǎn)的像素值更新為得到的平均像素值。優(yōu)選的，所述獲取模塊301，用于在該像素點(diǎn)的位置為該第一顯示圖像側(cè)面的圖像的邊界時，獲取該像素點(diǎn)周邊最近的3個像素點(diǎn)或5個像素點(diǎn)的像素值；在該像素點(diǎn)的位置不為該第一顯示圖像側(cè)面的圖像的邊界時，獲取該像素點(diǎn)周邊最近的8個像素點(diǎn)的像素值。下面以一具體實(shí)施例對本發(fā)明提供的系統(tǒng)作進(jìn)一步說明本實(shí)施例主要包括讀取模塊、獲取模塊、歸一化模塊、平滑處理模塊、保存模塊，其中讀取模塊，用于讀取圖像文件的文件頭；獲取模塊，與讀取模塊相連，用于分析文件頭，取得圖片文件三維的長度信息；歸一化模塊，與獲取模塊相連，用于將圖片數(shù)據(jù)歸一化并存入新的數(shù)組；平滑處理模塊，與歸一化模塊相連，當(dāng)需要從非x-y方向讀取文件時，調(diào)用此模塊，用于從歸一化模塊的輸出中讀取圖片數(shù)據(jù)并做平滑處理；保存模塊，與平滑處理模塊相連，用于將平滑處理模塊產(chǎn)生的數(shù)據(jù)加入文件頭并保存。本實(shí)施例在顯示灰度圖像前分兩步處理數(shù)據(jù)，提高了顯示效果。
上述歸一化模塊包括讀取模塊，用于按x-y方向讀取一張圖片；平均值模塊，用于計算該圖片像素數(shù)據(jù)的平均值；標(biāo)準(zhǔn)差模塊，用于計算該圖片像素數(shù)據(jù)的標(biāo)準(zhǔn)差；最大最小值模塊，用于取得該圖片像素數(shù)據(jù)的最大、最小值；歸一化計算模塊，用于根據(jù)最大、最小值計算每個像素點(diǎn)的歸一化數(shù)值并保存到新數(shù)組。上述步驟循環(huán)多次，次數(shù)為圖片張數(shù)，即z方向長度。上述平滑處理模塊包括創(chuàng)建存儲空間模塊，用于根據(jù)需要讀取圖片的大小在內(nèi)存中開辟空間；讀取模塊，用于根據(jù)需要讀取的圖片數(shù)據(jù)并存放入新開辟的空間；平滑模塊，用于將新空間中的數(shù)據(jù)做平滑處理。應(yīng)用實(shí)例本應(yīng)用實(shí)例處理的是一個擁有512*512*32個像素點(diǎn)的浮點(diǎn)型數(shù)據(jù)的MRC圖片文件。讀取模塊讀取MRC文件頭。獲取模塊根據(jù)MRC文件頭獲取X維度長度為512，y維度長度為512，z維度長度為 32，數(shù)據(jù)模式為浮點(diǎn)類型。根據(jù)三維長度建立512*512*32長度的三維字符型數(shù)組。歸一化模塊將數(shù)據(jù)進(jìn)行歸一化處理。歸一化模塊中的讀取模塊建立x*y即 512*512大小的浮點(diǎn)型數(shù)組，并讀入第一張圖片，歸一化模塊230中的平均值模塊根據(jù)數(shù)組元素計算出平均值avg，歸一化模塊230中的標(biāo)準(zhǔn)差模塊根據(jù)avg和數(shù)組元素計算出標(biāo)準(zhǔn)差dev，歸一化模塊230中的最大最小值模塊統(tǒng)計數(shù)組元素小于dev 3倍的數(shù)據(jù)中的最大值max和最小值min,歸一化模塊230中的歸一化計算模塊根據(jù)max、min、每個元素的數(shù)據(jù)將該元素歸一化至0 255的區(qū)間內(nèi)并存入三維字符型數(shù)組，循環(huán)z即32次以上步驟直到所有圖片數(shù)據(jù)都處理完畢。需要從y-z方向查看圖片時調(diào)用平滑處理模塊將圖片數(shù)據(jù)讀取并做平滑處理。平滑處理模塊240中的創(chuàng)建存儲空間模塊根據(jù)y、z大小創(chuàng)建512*32大小的字符型數(shù)組，平滑處理模塊中的讀取模塊，讀取y-z方向的圖片，即從第X個元素開始(根據(jù)要讀取的圖片序號)，每隔512個元素讀取一個元素，按順序填入數(shù)組，平滑處理模塊中的平滑模塊，掃描數(shù)組，根據(jù)元素所在位置，用與其相鄰點(diǎn)的平均值代替。保存模塊將平滑后的數(shù)據(jù)加上圖片的文件頭進(jìn)行保存或顯示。本發(fā)明提供的系統(tǒng)實(shí)施例，在顯示側(cè)面時，對圖像做一次平滑操作，消除條紋，提升了顯示效果；另外，由于查看圖片不需要數(shù)值上完全精確，且從原始數(shù)據(jù)映射至灰度值已經(jīng)有了精度損失，所以這種方式的顯示效果較好，且精度可以接受。以上所述，僅為本發(fā)明的具體實(shí)施方式
，但本發(fā)明的保護(hù)范圍并不局限于此，任何熟悉本技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員在本發(fā)明揭露的技術(shù)范圍內(nèi)，可輕易想到變化或替換，都應(yīng)涵蓋在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。因此，本發(fā)明的保護(hù)范圍應(yīng)以權(quán)利要求所述的保護(hù)范圍為準(zhǔn)。
權(quán)利要求
1.一種三維灰度圖像的處理方法，其特征在于，包括 在得到三維灰度圖像在某一顯示方向上的顯示圖像后，如果接收到顯示該顯示圖像的側(cè)面的請求時，對該顯示圖像側(cè)面的圖像進(jìn)行平滑處理，并將平滑處理后得到的圖像作為顯示結(jié)果進(jìn)行輸出處理。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的方法，其特征在于，所述對該顯示圖像側(cè)面的圖像進(jìn)行平滑處理，包括獲取該顯示圖像側(cè)面的圖像上像素點(diǎn)周邊最近的至少兩個像素點(diǎn)的像素值；對得到的像素值進(jìn)行取平均處理，得到平均像素值； 將該像素點(diǎn)的像素值更新為得到的平均像素值。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的方法，其特征在于，所述像素點(diǎn)周邊最近的至少兩個像素點(diǎn)的像素值是指如果該像素點(diǎn)的位置為該第一顯示圖像側(cè)面的圖像的邊界，則獲取該像素點(diǎn)周邊最近的3個像素點(diǎn)或5個像素點(diǎn)的像素值,否則，獲取該像素點(diǎn)周邊最近的8個像素點(diǎn)的像素值。
4.一種三維灰度圖像的處理系統(tǒng)，其特征在于，包括處理裝置，用于在得到三維灰度圖像在某一顯示方向上的顯示圖像后，如果接收到顯示該顯示圖像的側(cè)面的請求時，對該顯示圖像側(cè)面的圖像進(jìn)行平滑處理；輸出裝置，用于將平滑處理后得到的圖像作為顯示結(jié)果進(jìn)行輸出處理。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述處理裝置，包括獲取模塊，用于獲取該顯示圖像側(cè)面的圖像上像素點(diǎn)周邊最近的至少兩個像素點(diǎn)的像素值；處理模塊，與所述獲取模塊相連，用于對得到的像素值進(jìn)行取平均處理，得到平均像素值；更新模塊，與所述處理模塊相連，用于將該像素點(diǎn)的像素值更新為得到的平均像素值。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的系統(tǒng)，其特征在于所述獲取模塊，用于在該像素點(diǎn)的位置為該第一顯示圖像側(cè)面的圖像的邊界時，獲取該像素點(diǎn)周邊最近的3個像素點(diǎn)或5個像素點(diǎn)的像素值；在該像素點(diǎn)的位置不為該第一顯示圖像側(cè)面的圖像的邊界時，獲取該像素點(diǎn)周邊最近的8個像素點(diǎn)的像素值。
全文摘要
本發(fā)明提供一種三維灰度圖像的處理方法和系統(tǒng)。所述方法，包括在得到三維灰度圖像在某一顯示方向上的顯示圖像后，如果接收到顯示該顯示圖像的側(cè)面的請求時，對該顯示圖像側(cè)面的圖像進(jìn)行平滑處理，并將平滑處理后得到的圖像作為顯示結(jié)果進(jìn)行輸出處理。
文檔編號G06T15/50GK102609976SQ201210015598
公開日2012年7月25日 申請日期2012年1月18日 優(yōu)先權(quán)日2012年1月18日
發(fā)明者沈鉑 申請人:浪潮(北京)電子信息產(chǎn)業(yè)有限公司