本發(fā)明涉及圖像處理技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種消除目標(biāo)圖像的殘影的方法及系統(tǒng)。

背景技術(shù)：
隨著現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，一些先進(jìn)的技術(shù)手段和計(jì)算機(jī)科學(xué)技術(shù)正在不斷地應(yīng)用在醫(yī)學(xué)領(lǐng)域，特別是在放射診斷和治療學(xué)科中，計(jì)算機(jī)圖像處理技術(shù)正發(fā)揮著越來越重要的作用?，F(xiàn)代越來越多的X射線成像系統(tǒng)采用平板探測器，主要有兩大技術(shù)流派，非晶硅平板和非晶硒平板，共同存在的一個問題就是殘影，尤其是非晶硒平板，其殘影可能存在數(shù)天才會完全消失。許多平板生產(chǎn)廠商通過硬件設(shè)計(jì)或改善工藝來解決這個問題，但是技術(shù)昂貴、復(fù)雜，而且仍然無法完全消除殘影。有鑒于此，現(xiàn)有技術(shù)還有待改進(jìn)和提高。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：
本發(fā)明的目的在于提供一種消除殘影的圖像處理方法及系統(tǒng)，以解決現(xiàn)有技術(shù)中平面探測器上的圖像存在殘影的問題。為了達(dá)到上述目的，本發(fā)明采取了以下技術(shù)方案：一種消除殘影的圖像處理方法，其中，所述方法包括以下步驟：A1、根據(jù)預(yù)定的曝光時間采集參考圖像；A2、對參考圖像進(jìn)行降噪處理，將降噪后的參考圖像變換到梯度域，得到參考圖像梯度域；A3、根據(jù)預(yù)定的曝光時間采集目標(biāo)圖像；A4、對目標(biāo)圖像進(jìn)行降噪處理，將降噪后的目標(biāo)圖像變換到梯度域，得到目標(biāo)圖像梯度域；A5、對參考圖像梯度域和目標(biāo)圖像梯度域進(jìn)行差分運(yùn)算，得到最終圖像梯度域；A6、根據(jù)所述最終圖像梯度域獲取最終圖像。所述的消除殘影的圖像處理方法，其中，所述步驟A2中對參考圖像進(jìn)行降噪處理時，其具體方法如下：其中，I’(m，n)是參考圖像上待處理的像素點(diǎn)，I(i，j)是I’(m，n)周圍5×5鄰域內(nèi)的像素點(diǎn)，m、n、i和j均為自然數(shù)。所述的消除殘影的圖像處理方法，其中，所述步驟A2中將降噪后的參考圖像變換到參考圖像梯度域，采用如下算法：所述G(m，n)是參考圖像梯度域中(m，n)像素點(diǎn)的梯度值，將所有像素點(diǎn)的梯度值依次填入各自的位置便構(gòu)成參考圖像梯度域。所述的消除目標(biāo)圖像的殘影的方法，其中，所述步驟A2中將降噪后的參考圖像變換到參考圖像梯度域，采用如下算法：G(m，n)＝|I(m，n)-I(m-1，n)|+|I(m，n)-I(m，n-1)|；所述G(m，n)是參考圖像梯度域中(m，n)像素點(diǎn)的梯度值，將所有像素點(diǎn)的梯度值依次填入各自的位置便構(gòu)成參考圖像梯度域。所述的消除殘影的圖像處理方法，其中，所述步驟A4中對目標(biāo)圖像進(jìn)行降噪處理時，采用如下濾波器：其中，σs是相似度分布標(biāo)準(zhǔn)差，σd是空間分布標(biāo)準(zhǔn)差；I’(m，n)是待處理的像素點(diǎn)，I’(i，j)是其周圍5×5鄰域內(nèi)的像素點(diǎn)；m、n、i和j均為自然數(shù)。所述的消除殘影的圖像處理方法，其中，所述步驟A5中對參考圖像梯度域和目標(biāo)圖像梯度域進(jìn)行差分運(yùn)算之前，對參考圖像進(jìn)行線性變換，其公式如下：線性變換參考圖像梯度域＝A×參考圖像梯度域+B；其中，A的取值區(qū)間為[0.5，1.5]，B的取值區(qū)間為[-0.2參考圖像梯度域，0.2參考圖像梯度域]。所述的消除殘影的圖像處理方法，其中，所述步驟A6根據(jù)所述最終圖像梯度域獲取最終圖像是通過最小二乘法匹配由最終圖像梯度域得到最終圖像。一種消除殘影的圖像處理系統(tǒng)，其中，所述系統(tǒng)包括：參考圖像采集模塊、用于根據(jù)預(yù)定的曝光時間采集一副圖像作為參考圖像；參考圖像處理模塊、用于對參考圖像進(jìn)行降噪處理，將降噪后的參考圖像變換到梯度域，得到參考圖像梯度域；目標(biāo)圖像采集模塊、用于根據(jù)預(yù)定的曝光時間采集目標(biāo)圖像；目標(biāo)圖像處理模塊、用于對目標(biāo)圖像進(jìn)行降噪處理，將降噪后的目標(biāo)圖像變換到梯度域，得到目標(biāo)圖像梯度域；差分模塊、用于對參考圖像梯度域和目標(biāo)圖像梯度域做差，得到最終圖像梯度域；最終圖像獲取模塊、用于根據(jù)所述最終圖像梯度域獲取最終圖像。有益效果：減小或消除平板殘影，使圖像更清晰，更加利于醫(yī)生觀察，減少誤診，同時，與現(xiàn)有技術(shù)的硬件解決方案相比，成本更低，部署更加靈活，具有更廣闊的市場應(yīng)用前景。附圖說明圖1為本發(fā)明的消除殘影的圖像處理方法的流程圖。圖2為本發(fā)明的消除殘影的圖像處理系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)框圖。具體實(shí)施方式為使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案及效果更加清楚、明確，以下參照附圖并舉實(shí)例對本發(fā)明進(jìn)一步詳細(xì)說明。請參閱圖1，其為本發(fā)明的消除殘影的圖像處理方法的流程圖，如圖所示，所述方法包括以下步驟：S1、根據(jù)預(yù)定的曝光時間采集參考圖像；S2、對參考圖像進(jìn)行降噪處理，將降噪后的參考圖像變換到梯度域，得到參考圖像梯度域；S3、根據(jù)預(yù)定的曝光時間采集目標(biāo)圖像；S4、對目標(biāo)圖像進(jìn)行降噪處理，將降噪后的目標(biāo)圖像變換到梯度域，得到目標(biāo)圖像梯度域；S5、對參考圖像梯度域和目標(biāo)圖像梯度域進(jìn)行差分運(yùn)算，得到最終圖像梯度域；S6、根據(jù)所述最終圖像梯度域獲取最終圖像。下面分別針對上述步驟進(jìn)行詳細(xì)描述：所述步驟S1是根據(jù)預(yù)定的曝光時間采集一副圖像作為參考圖像，具體說來，比如在醫(yī)療診斷時，可以根據(jù)診斷要求，確定一個曝光時間，將其設(shè)為預(yù)定的曝光時間，根據(jù)上述預(yù)定的曝光時間，在無曝光的情況下，采集一副圖像作為參考圖像。所述步驟S2為對參考圖像進(jìn)行降噪處理，將降噪后的參考圖像變換到梯度域，得到參考圖像梯度域。由于在黑白圖像中，物體的輪廓是主要信息，因此將去噪后的圖像變換到梯度域，可保留圖像的主體特征同時大幅降低計(jì)算量。在本實(shí)施例中，所述步驟S2中對參考圖像進(jìn)行降噪處理時，采用邊緣保持濾波器，其具體方法如下：其中，I′(m，n)是參考圖像上待處理的像素點(diǎn)，I′(i，j)是I′(m，n)周圍5×5鄰域內(nèi)的像素點(diǎn)，I(m，n)是處理后的像素值；m、n、i和j均為自然數(shù)。當(dāng)然，I′(i，j)所包括的鄰域也可以根據(jù)需要進(jìn)行擴(kuò)大。這時，我們將得到的參考圖像梯度域定義為G1。根據(jù)上述采用邊緣保持濾波器進(jìn)行降噪處理的方式，參考圖像梯度域G1的算法如下：其中，G(m，n)是參考圖像梯度域G1中(m，n)像素點(diǎn)的梯度值，將各像素點(diǎn)的梯度值(即所有像素點(diǎn)對應(yīng)的G(m，n))依次填入相應(yīng)的位置(即(m，n))便構(gòu)成參考圖像梯度域G1。為了減少運(yùn)算量，可以進(jìn)一步簡化為：G(m，n)＝|I(m，n)-I(m-1，n)|+|I(m，n)-I(m，n-1)|；所述步驟S3為根據(jù)預(yù)定的曝光時間采集目標(biāo)圖像。目標(biāo)圖像即為要進(jìn)行消除殘影處理的圖像，上述預(yù)定的曝光時間是指在步驟S1中根據(jù)診斷要求確定的時間，步驟S1與步驟S3使用的時間相同。與步驟S2基本相同，所述步驟S4為對目標(biāo)圖像進(jìn)行降噪處理。目標(biāo)圖像質(zhì)量的好壞對最終圖像存在較大的影響，而降噪的方法較多，為了盡量保留目標(biāo)圖像中含有的細(xì)節(jié)，在本實(shí)施例中，采用了一個對細(xì)節(jié)保持較好的濾波器，其具體方法如下：其中，、σs是相似度分布標(biāo)準(zhǔn)差，σd是空間分布標(biāo)準(zhǔn)差；I’(m，n)是目標(biāo)圖像上待處理的像素點(diǎn)，I’(i，j)是I’(m，n)周圍5×5鄰域內(nèi)的像素點(diǎn)，I(m，n)是處理后的像素值；m、n、i和j均為自然數(shù)。然后將降噪后的目標(biāo)圖像變換到梯度域，得到目標(biāo)圖像梯度域。其方法可以采用相同于參考圖像的算法，將得到的目標(biāo)圖像梯度域定義為G2。上述步驟S1和S2用于得到參考圖像梯度域G1，步驟S3和S4用于得到目標(biāo)圖像梯度域G2，這兩個操作過程沒有先后順序的要求，可以先得到目標(biāo)圖像梯度域G2，再獲取參考圖像梯度域G1。所述步驟S5對參考圖像梯度域和目標(biāo)圖像梯度域進(jìn)行差分運(yùn)算，得到最終圖像梯度域，即最終圖像梯度域G＝G2-G1。進(jìn)一步地，為了減少誤差，可以先對參考圖像梯度域做一個線性變換，得到線性變換參考圖像梯度域M＝A×G1+B，再進(jìn)行差分運(yùn)算，即最終圖像梯度域G＝G2-M。A、B的值通過手動調(diào)節(jié)獲得，根據(jù)最終計(jì)算得出的圖像效果確定A、B的最佳取值。其中，A的值在1附近，建議取值區(qū)間為[0.5，1.5]，B的值在0附近，建議取值區(qū)間為[-0.2G1，0.2G1]。最后，所述步驟S6是通過所述最終圖像梯度域G得到去除殘影的最終圖像。本實(shí)施例中，通過最小二乘匹配由最終圖像梯度域G得到最終圖像，其具體算法如下：要使上式取最小值，則必須滿足：代入F，得：即得到：再將上述泊松方程離散化，采用有限差分近似，得到：divG＝Gx(i，j)-Gx(i-1，j)+Gy(i，j)-Gy(i，j-1)；由于最小二乘匹配屬于最優(yōu)擬合，個別點(diǎn)的數(shù)據(jù)誤差對擬合結(jié)果沒有明顯影響，因此可以假設(shè)在圖像邊緣，亮度差分為0，以簡化計(jì)算，即：I(-1，y)-I(0，y)＝0；最后采用全多重網(wǎng)格或共軛梯度法求解，即可得到去除殘影的最終圖像。通過上述梯度域變換、差分運(yùn)算去除殘影，再通過最小二乘法匹配得到矯正后圖像，從而緩解了平板探測器帶來的殘影問題。另外，本發(fā)明還提供了一種消除殘影的圖像處理系統(tǒng)，如圖2所示，所述系統(tǒng)包括：參考圖像采集模塊100、用于根據(jù)預(yù)定的曝光時間采集一副圖像作為參考圖像；參考圖像處理模塊200、用于對參考圖像進(jìn)行降噪處理，將降噪后的參考圖像變換到梯度域，得到參考圖像梯度域；目標(biāo)圖像采集模塊300、用于根據(jù)預(yù)定的曝光時間采集目標(biāo)圖像；目標(biāo)圖像處理模塊400、用于對目標(biāo)圖像進(jìn)行降噪處理，將降噪后的目標(biāo)圖像變換到梯度域，得到目標(biāo)圖像梯度域；差分模塊500、用于對參考圖像梯度域和目標(biāo)圖像梯度域做差，得到最終圖像梯度域；最終圖像獲取模塊600、用于根據(jù)所述最終圖像梯度域獲取最終圖像。上述消除殘影的圖像處理系統(tǒng)的參考圖像采集模塊100、參考圖像處理模塊200、目標(biāo)圖像采集模塊300、目標(biāo)圖像處理模塊400、差分模塊500和最終圖像獲取模塊600分別與上述消除殘影的圖像處理方法中的步驟S1-S6對應(yīng)，其具體的實(shí)現(xiàn)細(xì)節(jié)和算法都已經(jīng)在消除殘影的圖像處理方法中進(jìn)行了詳細(xì)描述，這里就不再贅述了。綜上所述，本發(fā)明的消除殘影的圖像處理方法及系統(tǒng)，首先將目標(biāo)圖像和參考圖像變換到梯度域后，再經(jīng)過差分處理得到最終圖像梯度域，最后通過最小二乘法匹配得到矯正后圖像。本發(fā)明的消除殘影的圖像處理方法及系統(tǒng)可以減小或消除平板殘影，使圖像更清晰，更加利于醫(yī)生觀察，減少誤診，同時，與現(xiàn)有技術(shù)的硬件解決方案相比，成本更低，部署更加靈活，具有更廣闊的市場應(yīng)用前景?？梢岳斫獾氖?，對本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來說，可以根據(jù)本發(fā)明的技術(shù)方案及其發(fā)明構(gòu)思加以等同替換或改變，比如改變邊緣濾波器，采用其他的算法得到去除殘影的最終圖像等，而所有這些改變或替換都應(yīng)屬于本發(fā)明所附的權(quán)利要求的保護(hù)范圍。