基于鄰域關(guān)系對(duì)像素進(jìn)行評(píng)分和調(diào)整以揭示圖像中的數(shù)據(jù)的制作方法
【專利摘要】公開(kāi)了用于數(shù)字圖像的評(píng)分像素強(qiáng)度值調(diào)整的機(jī)器/計(jì)算機(jī)實(shí)現(xiàn)的系統(tǒng)、方法以及計(jì)算機(jī)程序產(chǎn)品。所述系統(tǒng)被配置為從數(shù)據(jù)儲(chǔ)存器獲得數(shù)字圖像并且執(zhí)行逐像素比較以產(chǎn)生每個(gè)像素分?jǐn)?shù)。比較的類型包括：通過(guò)與鄰近非相鄰像素對(duì)進(jìn)行比較來(lái)發(fā)現(xiàn)每個(gè)像素的最小分?jǐn)?shù)和最大分?jǐn)?shù)；通過(guò)與鄰近像素進(jìn)行比較來(lái)發(fā)現(xiàn)增量對(duì)分?jǐn)?shù)；以及通過(guò)與由單個(gè)像素構(gòu)成的矢量進(jìn)行比較來(lái)發(fā)現(xiàn)多個(gè)矢量分?jǐn)?shù)類型。該新信息被應(yīng)用以調(diào)整每個(gè)像素的值。所述系統(tǒng)進(jìn)一步被配置為對(duì)于數(shù)字圖像中的多個(gè)像素產(chǎn)生一批這樣的分?jǐn)?shù)并產(chǎn)生多維評(píng)分像素調(diào)整圖像。評(píng)分像素調(diào)整產(chǎn)生新的數(shù)字圖像，其中，給定像素的值基于所述分?jǐn)?shù)類型中的一個(gè)或多個(gè)來(lái)調(diào)整。
【專利說(shuō)明】基于鄰域關(guān)系對(duì)像素進(jìn)行評(píng)分和調(diào)整以揭示圖像中的數(shù)據(jù)

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本公開(kāi)一般涉及圖像處理，尤其涉及圖像增強(qiáng)。

【背景技術(shù)】
[0002]圖像處理是輸入為圖像的任意形式的信號(hào)處理。例如，輸入圖像可以是照片、視頻、視頻幀或數(shù)字創(chuàng)建的圖像。圖像處理的輸出可以是另一個(gè)圖像或者與圖像相關(guān)的可以表征該圖像的參數(shù)。許多圖像處理技術(shù)將圖像作為二維信號(hào)對(duì)待，并且將信號(hào)處理技術(shù)應(yīng)用于它。圖像處理在包括攝影、計(jì)算機(jī)圖形、計(jì)算機(jī)視覺(jué)、相片分析、模式識(shí)別、指紋分析、影像、面部識(shí)別、結(jié)構(gòu)和材料損傷和缺陷的分析、雷達(dá)以及許多其它內(nèi)容的多種多樣的科學(xué)、工程和醫(yī)學(xué)學(xué)科中被使用。
[0003]圖像處理的重要應(yīng)用是醫(yī)學(xué)成像。在過(guò)去幾十年，醫(yī)學(xué)成像在疾病和醫(yī)學(xué)異常的檢測(cè)和診斷中發(fā)揮越來(lái)越大的作用。成像和圖像處理通常在X射線診斷、超聲的分析中以及計(jì)算機(jī)斷層掃描(CT)、磁共振成像(MRI)數(shù)據(jù)的三維可視化等中被使用?，F(xiàn)有技術(shù)的目前狀態(tài)是圖像處理的幾乎所有方面(包括圖像分割、量化、增強(qiáng)、可視化、壓縮和存儲(chǔ))的重大進(jìn)展的結(jié)果。
[0004]圖像增強(qiáng)指的是用于調(diào)整圖像的技術(shù)，包括改進(jìn)對(duì)比度和降低噪聲的技術(shù)。圖像分割用于識(shí)別圖像中的感興趣的結(jié)構(gòu)并且區(qū)分它們。圖像分割中所使用的技術(shù)包括例如閾值化、區(qū)域生長(zhǎng)以及模式識(shí)別。量化應(yīng)用于分割結(jié)構(gòu)以提取醫(yī)學(xué)圖像中的特征的重要診斷信息，諸如形狀、大小、紋理等。配準(zhǔn)指的是使通過(guò)諸如來(lái)自CT掃描和MRI掃描的不同模態(tài)而獲得的同一對(duì)象/目標(biāo)的兩個(gè)圖像正確地配準(zhǔn)(即，排列起來(lái))的處理?？梢暬傅氖鞘褂脤Ｓ糜布蛙浖?lái)可視地檢查醫(yī)學(xué)和生物數(shù)據(jù)。對(duì)比度增強(qiáng)通常指的是基于強(qiáng)度曲線改變像素值。由于在現(xiàn)代診斷測(cè)試中可以生成大量的數(shù)據(jù)，醫(yī)學(xué)圖像的壓縮、存儲(chǔ)和通信構(gòu)成對(duì)其存在日益增長(zhǎng)的需求的領(lǐng)域。
[0005]目前的圖像增強(qiáng)技術(shù)可以分為兩類:(I)空間域方法，和(2)頻率域方法?？臻g域方法操縱像素強(qiáng)度值以實(shí)現(xiàn)期望的增強(qiáng)。頻率域方法通常涉及對(duì)圖像執(zhí)行傅立葉變換。接著，對(duì)傅立葉變換的圖像進(jìn)行圖像增強(qiáng)操縱。最后，進(jìn)行逆傅立葉變換以生成最終的增強(qiáng)圖像。
[0006]空間域圖像增強(qiáng)算法可以被認(rèn)為是原生圖像中的一個(gè)像素強(qiáng)度r到產(chǎn)生增強(qiáng)圖像中的新像素強(qiáng)度s的變換s = T(r)。在該背景下，變換“T”是將給定像素的強(qiáng)度從值“r”變換為值“s”的任意函數(shù)?；叶认袼氐目赡苤档姆秶捎糜诒硎緩?qiáng)度的位數(shù)“k”確定。強(qiáng)度值的范圍落在區(qū)間{O, (L-1)}中，其中，L = 2k。例如，對(duì)于8位圖像(B卩，k = 8)，該范圍將在區(qū)間{0，255}中。彩色圖像可以通過(guò)將多個(gè)強(qiáng)度與每個(gè)像素相關(guān)聯(lián)(例如，三個(gè)顏色強(qiáng)度，一個(gè)用于紅色，一個(gè)用于綠色，一個(gè)用于藍(lán)色)來(lái)表示。如相關(guān)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員將清楚的，其它像素強(qiáng)度表示在該領(lǐng)域中是常見(jiàn)的。
[0007]當(dāng)在空間域中進(jìn)行變換時(shí)，將強(qiáng)度值!■和s歸一化以位于范圍{0，1}中通常是方便的。變換s = log(l+r)是空間域中的像素強(qiáng)度變換的簡(jiǎn)單示例。
[0008]不存在解決醫(yī)學(xué)成像和診斷領(lǐng)域所面對(duì)的所有技術(shù)挑戰(zhàn)的現(xiàn)有的圖像增強(qiáng)算法。因此，需要用于醫(yī)學(xué)異常以及疾病檢測(cè)和診斷的改進(jìn)圖像增強(qiáng)技術(shù)。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0009]公開(kāi)了用于調(diào)整圖像以檢測(cè)微弱的異?；虿煊X(jué)不到的細(xì)節(jié)的機(jī)器實(shí)現(xiàn)的方法。所公開(kāi)的實(shí)施例表示用于利用對(duì)圖像中的像素進(jìn)行數(shù)學(xué)評(píng)分并繼而基于所計(jì)算的分?jǐn)?shù)調(diào)整它們的值的一種或多種方式、通過(guò)智能對(duì)比來(lái)生成優(yōu)良的圖像增強(qiáng)的新技術(shù)。本發(fā)明針對(duì)的是發(fā)現(xiàn)每個(gè)像素的鄰域關(guān)系并且使用這些關(guān)系調(diào)整每個(gè)像素的值，由此揭示圖像中所包含的微弱的或隱藏的數(shù)據(jù)。
[0010]公開(kāi)了用于產(chǎn)生圖像的評(píng)分像素調(diào)整的機(jī)器實(shí)現(xiàn)的系統(tǒng)。該系統(tǒng)包括接收器模塊、分?jǐn)?shù)產(chǎn)生模塊、像素值調(diào)整模塊、圖像調(diào)整模塊以及輸出模塊。接收器模塊被配置為接收具有一批像素的數(shù)字圖像，其中每個(gè)像素具有相應(yīng)的值。分?jǐn)?shù)產(chǎn)生模塊被配置為對(duì)于每個(gè)像素確定以下中的至少一個(gè):最小分?jǐn)?shù)、最大分?jǐn)?shù)、增量(delta)對(duì)分?jǐn)?shù)以及矢量分?jǐn)?shù)。像素值調(diào)整模塊被配置為基于所述一個(gè)或多個(gè)分?jǐn)?shù)結(jié)果來(lái)調(diào)整像素的值。圖像調(diào)整模塊被配置為基于調(diào)整的像素值產(chǎn)生調(diào)整圖像。輸出模塊被配置為輸出(例如，顯示、存儲(chǔ)或傳輸)調(diào)整圖像。
[0011]在另一實(shí)施例中，公開(kāi)了具有存儲(chǔ)在其上的程序指令的計(jì)算機(jī)可讀存儲(chǔ)介質(zhì)。所述程序指令在被處理器執(zhí)行時(shí)使處理器產(chǎn)生圖像的評(píng)分像素調(diào)整。所述程序指令使處理器接收具有一批像素的數(shù)字圖像(其中每個(gè)像素具有相應(yīng)的值)并確定最小分?jǐn)?shù)、最大分?jǐn)?shù)、增量對(duì)分?jǐn)?shù)以及矢量分?jǐn)?shù)中的至少一個(gè)。所述程序指令進(jìn)一步使處理器基于所述至少一個(gè)確定的分?jǐn)?shù)來(lái)調(diào)整像素的值并產(chǎn)生相應(yīng)的調(diào)整的像素值。此外，所述程序指令使處理器基于調(diào)整的像素值來(lái)產(chǎn)生調(diào)整圖像；并且輸出調(diào)整圖像。在該背景中，輸出包括顯示、打印、存儲(chǔ)、傳輸或發(fā)送調(diào)整圖像中的至少一個(gè)。
[0012]以下參照附圖詳細(xì)描述進(jìn)一步的特征和優(yōu)點(diǎn)以及各種實(shí)施例的結(jié)構(gòu)和操作。注意，本發(fā)明不限于本文中描述的特定實(shí)施例。這樣的實(shí)施例在本文中僅為了說(shuō)明的目的而呈現(xiàn)?；诒疚闹兴慕虒?dǎo)，另外的實(shí)施例對(duì)于相關(guān)領(lǐng)域的技術(shù)人員將是清楚的。

【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0013]本專利或申請(qǐng)文件包含彩色制成的至少一個(gè)附圖。具有彩色附圖的該專利或?qū)＠暾?qǐng)公開(kāi)的副本將由美國(guó)專利商標(biāo)局根據(jù)請(qǐng)求并且在支付必要的費(fèi)用后提供。
[0014]合并在本文中并且形成本說(shuō)明書(shū)的一部分的附圖示出本發(fā)明，并且與書(shū)面描述一起進(jìn)一步用于解釋本發(fā)明的原理并且使相關(guān)領(lǐng)域的技術(shù)人員能夠做出并且使用本發(fā)明。
[0015]圖1A和IB示出原生X射線圖像和根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的基于評(píng)分像素調(diào)整的相應(yīng)的調(diào)整圖像。
[0016]圖1C示出根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的基于從圖1A的原生圖像檢測(cè)的最大像素的調(diào)整圖像。
[0017]圖1D示出根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的基于從圖1A的原生圖像檢測(cè)的最小像素的調(diào)整圖像。
[0018]圖2A和2B示出根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的調(diào)整之前和之后的測(cè)試圖案。
[0019]圖3A和3B分別表示根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的圖像調(diào)整之前和之后的DNA珠粒圖像。
[0020]圖3C和3D分別表示根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的圖像調(diào)整之前和之后的另一示例DNA珠粒圖像。
[0021]圖4A示出原始的乳房攝影圖像。
[0022]圖4B和4C是根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的基于圖4A的圖像的調(diào)整圖像。
[0023]圖4D和4E分別示出根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的圖像調(diào)整之前和之后的胸部X射線圖像。
[0024]圖5示出根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的在定義用于產(chǎn)生調(diào)整圖像的最小和最大分?jǐn)?shù)中所涉及的像素級(jí)比較。
[0025]圖6示出根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的在產(chǎn)生用于產(chǎn)生調(diào)整圖像的增量對(duì)和增量對(duì)分?jǐn)?shù)中所涉及的像素級(jí)比較。
[0026]圖7A示出根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的用于定義用于產(chǎn)生調(diào)整圖像的矢量值的單個(gè)像素矢量。
[0027]圖7B示出根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的用于定義用于選擇主矢量的矢量值的一批矢量。
[0028]圖7C示出根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的“下采樣” 一其中，4個(gè)像素的塊用于定義有效像素。
[0029]圖8A-8E示出根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的“跳過(guò)間隔”一其中，與質(zhì)心像素比較的像素不接觸質(zhì)心像素，并且之間的像素被忽略。
[0030]圖8F示出根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的涉及跳過(guò)間隔、與下采樣組合的比較。
[0031]圖SG和8H示出根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的可以用于定義像素最小、最大、增量對(duì)以及矢量評(píng)分的涉及下采樣的另一示例比較。
[0032]圖81-8J示出根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的可以用于定義像素最小、最大、增量對(duì)以及矢量評(píng)分的像素集群組合。
[0033]圖8K示出矢量的概念的一般化。該像素線可以用于進(jìn)行比較。在這種情況下，陰影像素示出在像素矢量計(jì)算中可以如何包括鄰近像素。
[0034]圖8L示出根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的在像素調(diào)整中要使用的矢量組合。
[0035]圖8M示出根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的與規(guī)則的八個(gè)羅經(jīng)點(diǎn)未對(duì)準(zhǔn)的各個(gè)角度處的矢量。
[0036]圖SN示出根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的可以組合用于質(zhì)心像素的評(píng)分和調(diào)整的各種矢量長(zhǎng)度。
[0037]圖80示出根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的將基本發(fā)明擴(kuò)展到3維，其中，質(zhì)心像素(灰色)被26個(gè)最近的近鄰(被稱為第I近鄰)包圍。
[0038]圖8P示出根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的寬矢量(陰影區(qū))，該寬矢量比線矢量與更多像素相交，由此將更多像素的值引入矢量值計(jì)算中。
[0039]圖8Q示出根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的具有非恒定寬度的寬矢量，其中，在計(jì)算矢量值中使用的像素的數(shù)量是離質(zhì)心像素的距離的函數(shù)。
[0040]圖9示出根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的可以用于計(jì)算加權(quán)平均矢量值的示例加權(quán)函數(shù)。
[0041]圖10A-10D示出根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的可以基于分?jǐn)?shù)調(diào)整像素值的方式，示出典型的50%調(diào)整因子。
[0042]圖11是示出根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的用于產(chǎn)生數(shù)字圖像的評(píng)分像素調(diào)整的方法的流程圖。
[0043]圖12是示出根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的用于產(chǎn)生數(shù)字圖像的多評(píng)分像素調(diào)整的計(jì)算機(jī)實(shí)現(xiàn)的系統(tǒng)的框圖。
[0044]圖13是其中可以實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的實(shí)施例的基于處理器的計(jì)算設(shè)備的框圖。
[0045]圖14示出根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的被配置為產(chǎn)生組合調(diào)整圖像和一個(gè)或多個(gè)二次圖像的系統(tǒng)。
[0046]以下參照附圖描述實(shí)施例。在附圖中，相似的附圖標(biāo)記一般指的是相同的或功能上類似的元件。另外，附圖標(biāo)記的最左邊的數(shù)字一般標(biāo)識(shí)該附圖標(biāo)記第一次出現(xiàn)的附圖。

【具體實(shí)施方式】
[0047]注意，本說(shuō)明書(shū)中對(duì)于“ 一個(gè)實(shí)施例”、“實(shí)施例”、“示例實(shí)施例”等的提及表示，所描述的實(shí)施例可以包括特定特征、結(jié)構(gòu)或特性，但是實(shí)施例可以不包括該特定特征、結(jié)構(gòu)或特性。而且，這樣的措辭不一定總是指的是同一實(shí)施例。此外，當(dāng)結(jié)合實(shí)施例描述特定的特征、結(jié)構(gòu)或特性時(shí)，認(rèn)為結(jié)合其它實(shí)施例影響這樣的特征、結(jié)構(gòu)或特性是在本領(lǐng)域技術(shù)人員的知識(shí)內(nèi)的。
[0048]本發(fā)明針對(duì)的是用于產(chǎn)生評(píng)分像素調(diào)整的數(shù)字圖像(即，增強(qiáng)的數(shù)字圖像)的機(jī)器、系統(tǒng)、方法以及計(jì)算機(jī)可讀存儲(chǔ)介質(zhì)。該新穎的新發(fā)明例如對(duì)于檢測(cè)醫(yī)學(xué)異常、疾病診斷、改進(jìn)影像以及從現(xiàn)有圖像獲得新的且未被發(fā)現(xiàn)的信息是有用的。在實(shí)施例的詳細(xì)討論之前，提供了簡(jiǎn)要的概述，隨后提供一組定義。
[0049]本發(fā)明的實(shí)施例如下進(jìn)行操作。系統(tǒng)包括像素檢查模塊，該像素檢查模塊被配置為識(shí)別要被處理的數(shù)字圖像的矢量像素、增量對(duì)、最大像素、以及最小像素。一個(gè)或多個(gè)像素檢查模塊基于例如用戶輸入或默認(rèn)設(shè)置而選擇。這些選擇模塊進(jìn)行操作以將逐像素分?jǐn)?shù)分配給圖像中的像素。然后基于所識(shí)別的最小像素、最大像素、增量對(duì)以及矢量像素來(lái)分配相應(yīng)的分?jǐn)?shù)。然后基于所分配的分?jǐn)?shù)來(lái)分配新的像素值(例如，灰度或顏色)。這些新的值通過(guò)調(diào)整(或者本文中詳細(xì)解釋的其它算法)而確定。這些新的值用于產(chǎn)生一個(gè)或多個(gè)新圖像。這些新圖像然后可以被組合，或者與原始圖像組合，以產(chǎn)生新組合的調(diào)整圖像，以從原始圖像揭示微弱的或察覺(jué)不到的特性、數(shù)據(jù)和特征。該新組合的調(diào)整圖像然后可以被顯示、傳輸、存儲(chǔ)等等。然后可以執(zhí)行該新組合的調(diào)整圖像的細(xì)化以進(jìn)一步從原始圖像揭示微弱的或察覺(jué)不到的數(shù)據(jù)和特征。
[0050]定義
[0051]本部分提供在本描述的整個(gè)其余部分中將使用的一組定義。這些定義按使以下部分中的主題的呈現(xiàn)并行進(jìn)行的邏輯次序組織。
[0052]數(shù)字圖像:二(或三)維圖像的數(shù)值表示。在本描述中，數(shù)字圖像指的是光柵圖像(也被稱為位圖圖像)。該光柵圖像具有一組有限的元素，這些元素被稱為圖片元素或像素。二維數(shù)字圖像包括固定行數(shù)和列數(shù)的像素。這些行像素和列像素形成表示圖像的規(guī)則網(wǎng)格。該網(wǎng)格的每個(gè)陣列元素包含相關(guān)聯(lián)的像素的強(qiáng)度值。三維數(shù)字圖像具有行、列和片(sheet)。為了簡(jiǎn)單起見(jiàn)，本發(fā)明的描述將限于二維，除非另有說(shuō)明。
[0053]數(shù)字電影:數(shù)字圖像的時(shí)間序列。每個(gè)圖像通常被稱為幀。這可以被認(rèn)為是具有額外維度的數(shù)字圖像。二維圖像的電影將具有總共三個(gè)維度；三維數(shù)字圖像的電影將具有四個(gè)。為了簡(jiǎn)單起見(jiàn)，本發(fā)明的描述將不針對(duì)電影，除非另有說(shuō)明。
[0054]像素:像素是圖像中的最小的單個(gè)元素，其包含表示任意特定點(diǎn)處的每個(gè)給定顏色的強(qiáng)度(也被稱為亮度)的值。每個(gè)像素最簡(jiǎn)單地通過(guò)其在2維平面中的位置(通過(guò)笛卡爾坐標(biāo)、角坐標(biāo)等表示)以及一個(gè)或多個(gè)強(qiáng)度值來(lái)表征。在二維數(shù)字圖像中，像素表示圖像中的小方形或矩形。例如，由每英寸300個(gè)點(diǎn)的掃描儀生成的圖像將具有1/300英寸X1/300英寸的像素。在三維數(shù)字圖像中，像素表示小立方體或長(zhǎng)方體(box)。在數(shù)字電影中，像素表示幀中的方形、矩形、立方體或長(zhǎng)方體。每個(gè)幀表示時(shí)間切片。該時(shí)間切片的大小是像素的時(shí)間維度。例如，每秒60幀的電影具有時(shí)長(zhǎng)1/60秒像素。
[0055]灰度圖像:其中每個(gè)像素包含表示強(qiáng)度信息的單個(gè)值的數(shù)字圖像。這種圖像(也被稱為“黑白”圖像)僅由從最弱強(qiáng)度處的黑色變化到最強(qiáng)強(qiáng)度處的白色的灰色陰影(shades of gray)組成。
[0056]灰度像素:灰度圖像中的最小的單個(gè)元素?；叶葓D像與二進(jìn)制圖像的不同之處在于，與僅取兩個(gè)值(例如，僅O和I)的二進(jìn)制像素不同，雖然它們僅具有表示強(qiáng)度的單個(gè)值，但是該值可以取可變范圍。
[0057]彩色圖像:包括每個(gè)像素的顏色信息的數(shù)字圖像。通常提供三種顏色(即，三種顏色的強(qiáng)度值)，通常為紅色、綠色和藍(lán)色。
[0058]彩色像素:彩色圖像中的最小的單個(gè)元素。一般每個(gè)像素與表示三種顏色中的每一個(gè)的強(qiáng)度的三個(gè)強(qiáng)度值相關(guān)聯(lián)，這三個(gè)強(qiáng)度值被解釋為某一顏色空間中的坐標(biāo)。RGB(紅色、綠色、藍(lán)色)顏色空間通常在計(jì)算機(jī)顯示器中使用，而在其它背景下使用諸如YCbCr、HSV的其它空間。
[0059]像素值:表示圖像在像素的位置處的強(qiáng)度的數(shù)值?；叶葓D像具有與每個(gè)像素相關(guān)聯(lián)的單個(gè)值，而彩色圖像一般具有與每個(gè)像素相關(guān)聯(lián)的三個(gè)值。例如，8位圖像中的像素值一般被存儲(chǔ)為8位整數(shù)(O至255)。因此，彩色圖像將通過(guò)使用每像素24個(gè)位來(lái)存儲(chǔ)。
[0060]質(zhì)心像素:被檢查以用于評(píng)分和值調(diào)整的中心參考像素。
[0061]鄰近像素:與給定像素相關(guān)聯(lián)的一批像素。例如，在矩形像素網(wǎng)格中，像素通常被八個(gè)最近的鄰近像素(被稱為第I近鄰)包圍。類似地，像素通常將具有十六個(gè)次近的近鄰(第二近鄰)、二十四個(gè)第三近鄰等等。例外是靠近圖片的邊緣的像素，并且它們的近鄰中的一些將在圖像的外部并因此不存在。
[0062]鄰近的非相鄰對(duì):彼此不相鄰的兩個(gè)鄰近像素(選自例如給定像素的八個(gè)第I近鄰)。
[0063]像素集合:與給定像素相關(guān)聯(lián)的一批像素。包圍像素的八個(gè)第I近鄰是像素集合的示例。同樣地，像素的第2近鄰構(gòu)成像素集合。作為另一的示例，像素集合可以是最靠近邊緣像素的一批像素。像素線(也被稱為像素矢量)仍是像素集合的另一示例。集合也可以是任意形狀的集群或彎曲矢量。
[0064]像素集群:用于對(duì)質(zhì)心像素進(jìn)行評(píng)分的任意定義的像素集合。術(shù)語(yǔ)“像素集合”、“像素集群”、“集群”等等可以互換地使用。
[0065]像素鄰域:與像素相關(guān)聯(lián)的、可以具有特定幾何形狀(例如，方形、矩形、橢圓形、圓形等)的區(qū)域。像素鄰域可以包含八個(gè)第I近鄰、十六個(gè)第2近鄰、邊緣區(qū)域等。
[0066]像素比較:將給定像素的值與其它附近的像素的值進(jìn)行比較以確定各種關(guān)系。為了描述的簡(jiǎn)單，假定每個(gè)灰度像素僅具有單個(gè)值而給出示例。作為示例，給定像素的值可以與其八個(gè)第I近鄰中的一個(gè)比較以確定該值是大于還是小于該近鄰的值。作為另一示例，給定像素的值可以與其十六個(gè)第2近鄰中的八個(gè)中的一個(gè)比較以確定該值是大于還是小于該第2近鄰的值(參見(jiàn)圖SE)。作為另一示例，給定像素的值可以與兩個(gè)其它像素的值比較以確定三個(gè)各自的值的相對(duì)排序。盡管僅相對(duì)于灰度像素給出了示例，但是可以與其它類型的像素，特別是彩色像素進(jìn)行許多進(jìn)一步的比較。
[0067]最小像素:具有比兩個(gè)(或更多個(gè))其它非相鄰的鄰近像素的全部的值小的值的像素。如以上所討論的，被檢查的值可以是與灰度像素相關(guān)聯(lián)的單個(gè)值或者與彩色像素相關(guān)聯(lián)的值中的一個(gè)(或所有值的函數(shù))。
[0068]最大像素:具有比兩個(gè)或更多個(gè)其它非相鄰的鄰近像素的全部的值大的值的像素。如以上所討論的，被檢查的值可以是與灰度像素相關(guān)聯(lián)的單個(gè)值或者與彩色像素相關(guān)聯(lián)的值中的一個(gè)(或所有值的函數(shù))。
[0069]關(guān)系增量:質(zhì)心像素與另一個(gè)像素之間的值的差(通常為基于圖像的位深度的整數(shù)值)。
[0070]閾值:用于進(jìn)行比較的大于或等于零的實(shí)數(shù)。例如，在進(jìn)行比較以確定增量對(duì)像素時(shí)，某些實(shí)施例要求被檢查的像素的值之間的差大于特定的閾值。
[0071]最小分?jǐn)?shù):與質(zhì)心像素相關(guān)聯(lián)的、對(duì)它是最小像素的次數(shù)進(jìn)行計(jì)數(shù)的分?jǐn)?shù)。例如，質(zhì)心像素的值可以與選自八個(gè)第I鄰近像素的非相鄰像素對(duì)的值比較。存在二十個(gè)這樣的非相鄰像素對(duì)，導(dǎo)致二十次比較。最小分?jǐn)?shù)因此是質(zhì)心像素贏得比較(比兩個(gè)非相鄰像素都小)的次數(shù)。存在定義最小分?jǐn)?shù)的許多方式。例如，比較可以涉及選自16個(gè)第2鄰近像素的像素對(duì)。在另外的示例中，像素對(duì)可以選自更一般的像素鄰域。最小分?jǐn)?shù)可以相對(duì)于涉及具有任意數(shù)量的像素的像素集合的比較來(lái)定義。在其它實(shí)施例中，最小分?jǐn)?shù)可以涉及相對(duì)于如下所述的最小閾值的比較。一般來(lái)講，如果存在用于定義最小分?jǐn)?shù)的M次比較，則最小分?jǐn)?shù)的值位于范圍{0，M}中。
[0072]最小閾值:與定義最小分?jǐn)?shù)相關(guān)聯(lián)的閾值。當(dāng)定義最小閾值時(shí)，最小分?jǐn)?shù)對(duì)下述比較的數(shù)量進(jìn)行計(jì)數(shù):相對(duì)于該比較，在進(jìn)一步的約束下，像素可以被認(rèn)為是最小像素，該進(jìn)一步的約束是被檢查的像素的值比在比較中所使用的所有其它像素的值小大于或等于最小閾值的量。還可以存在用作上限的最小閾值，其中，如果被檢查的像素的值比在比較中所使用的所有其它像素小大于閾值，則在優(yōu)選實(shí)施例中不對(duì)該比較進(jìn)行評(píng)分。
[0073]最大分?jǐn)?shù):與質(zhì)心像素相關(guān)聯(lián)的、對(duì)它是最大像素的次數(shù)進(jìn)行計(jì)數(shù)的分?jǐn)?shù)。例如，質(zhì)心像素的值可以與選自八個(gè)第I鄰近像素的非相鄰像素對(duì)的值比較。存在二十個(gè)這樣的非相鄰像素對(duì)，導(dǎo)致二十次比較。最大分?jǐn)?shù)因此是質(zhì)心像素贏得比較(比兩個(gè)非相鄰像素都大)的次數(shù)。存在定義最大分?jǐn)?shù)的許多方式。例如，比較可以涉及選自16個(gè)第2鄰近像素的像素對(duì)。在另外的示例中，像素對(duì)可以選自任意的像素鄰域。最大分?jǐn)?shù)可以相對(duì)于涉及具有2、3、4......N個(gè)像素的像素集合的比較來(lái)定義。在其它實(shí)施例中，最大分?jǐn)?shù)可以涉及相對(duì)于如下所述的最大閾值的比較。一般來(lái)講，如果存在用于定義最大分?jǐn)?shù)的M次比較，則最大分?jǐn)?shù)的值位于范圍{0，M}中。
[0074]最大閾值:與定義最大分?jǐn)?shù)相關(guān)聯(lián)的閾值。當(dāng)定義最大閾值時(shí)，最大分?jǐn)?shù)對(duì)下述比較的數(shù)量進(jìn)行計(jì)數(shù):相對(duì)于該比較，在進(jìn)一步的約束下，像素可以被認(rèn)為是最大像素，該進(jìn)一步的約束是被檢查的像素的值比在比較中所使用的所有其它像素的值大大于或等于最大閾值的值。還可以存在用作上限的最大閾值，其中，如果被檢查的像素的值比在比較中所使用的所有其它像素大大于閾值，則在優(yōu)選實(shí)施例中不對(duì)該比較進(jìn)行評(píng)分。
[0075]增量對(duì):在定義增量對(duì)及其分?jǐn)?shù)的比較中涉及的兩個(gè)像素。增量對(duì)中的兩個(gè)像素可以以許多方式選擇。例如，增量對(duì)中的一個(gè)像素可以是被檢查的質(zhì)心像素，并且第二個(gè)像素可以選自包圍被檢查的像素的八個(gè)第I近鄰中的一個(gè)。在另一示例中，增量對(duì)中的一個(gè)像素可以是被檢查的像素，并且第二個(gè)像素可以選自其十六個(gè)第2近鄰中的一個(gè)。在另外的示例中，增量對(duì)中的一個(gè)像素可以是被檢查的像素，并且第二個(gè)像素可以選自任意像素鄰域中的一個(gè)像素。
[0076]增量對(duì)閾值:用于定義增量對(duì)的閾值。增量對(duì)閾值可以是正或負(fù)閾值。
[0077]增量對(duì)移動(dòng)(擴(kuò)展(spread)差計(jì)算):質(zhì)心像素和與其比較的像素不被分配增量對(duì)狀態(tài)，除非它們具有大于或等于增量對(duì)閾值的值的差。增量對(duì)閾值可以是正或負(fù)閾值。增量對(duì)之間的差是分配的增量對(duì)的差的值。增量變化可以取負(fù)(對(duì)于負(fù)增量對(duì))和正(對(duì)于正增量對(duì))值兩者。增量對(duì)變化定義質(zhì)心像素的分隔的移動(dòng)，并且其定義的增量對(duì)關(guān)聯(lián)像素以遠(yuǎn)離分配的像素的值調(diào)整。
[0078]像素矢量；為了本發(fā)明描述的目的，像素矢量是通過(guò)若干個(gè)像素(即，像素集合)延伸的線段。像素矢量通過(guò)該集合中的像素的數(shù)量以及該集合的方位表征。在某些實(shí)施例中，像素矢量還可以具有描述像素矢量在垂直于矢量線段的方向上的程度的關(guān)聯(lián)寬度。像素矢量與在其末端的質(zhì)心像素相關(guān)聯(lián)。在一個(gè)實(shí)施例中，每個(gè)質(zhì)心像素存在八個(gè)矢量(八個(gè)羅經(jīng)點(diǎn)N、NE、E、SE、S、SW、W和NW)，這些矢量被分配若干個(gè)矢量長(zhǎng)度(例如，每個(gè)矢量三個(gè)像素)。八個(gè)羅經(jīng)點(diǎn)矢量準(zhǔn)確地通過(guò)像素的中間延伸，并因此可以簡(jiǎn)單地描述為，比如說(shuō)，三個(gè)像素長(zhǎng)。在實(shí)施例中，長(zhǎng)度可以不對(duì)質(zhì)心像素進(jìn)行計(jì)數(shù)。
[0079]在另外的實(shí)施例中，像素矢量可以在任意方向上。不在準(zhǔn)確的羅經(jīng)點(diǎn)上的矢量趨向于通過(guò)更多個(gè)像素延伸，在拐角或側(cè)邊附近抄近路通過(guò)一些像素(而不是正好通過(guò)中間延伸)，因此涉及更大的像素集合。這樣的矢量的長(zhǎng)度不能簡(jiǎn)單地描述為像素計(jì)數(shù)，而是需要使用長(zhǎng)度的傳統(tǒng)幾何定義。該長(zhǎng)度不需要為整數(shù)。鑒于簡(jiǎn)單定義的羅經(jīng)點(diǎn)矢量(比如說(shuō)，3個(gè)像素長(zhǎng)的羅經(jīng)點(diǎn)矢量)不全都表現(xiàn)為相同長(zhǎng)度(對(duì)角矢量看起來(lái)更長(zhǎng))，更一般的情況下的矢量可以具有表現(xiàn)為更一致的長(zhǎng)度。這些長(zhǎng)度仍然可以定義為像素(但是意指像素的寬度或長(zhǎng)度的倍數(shù))。然而，當(dāng)圖像是真實(shí)對(duì)象時(shí)，以英寸或厘米定義像素矢量的長(zhǎng)度可能是方便的。如果圖像是3-D的，則存在與2-D中的8(32-1)個(gè)羅經(jīng)點(diǎn)矢量類似的26 (33-1)個(gè)矢量(僅通過(guò)像素的中間延伸)。這些矢量可以簡(jiǎn)單地描述為具有等于通過(guò)其延伸的像素的數(shù)量的長(zhǎng)度。然而，正如2-D那樣，存在無(wú)限數(shù)量的其它可能的方向，其中，矢量將通過(guò)更多個(gè)像素延伸，并且不一定正好穿過(guò)中間。這些矢量的長(zhǎng)度可以使用傳統(tǒng)的幾何來(lái)定義，并且甚至可以用諸如厘米的實(shí)際術(shù)語(yǔ)。類似地，4-D圖像具有僅僅通過(guò)像素的中間延伸的80(34-1)個(gè)矢量。這些可以具有簡(jiǎn)單地按照像素定義的長(zhǎng)度。奇(odd)角度處的矢量也可以通過(guò)使用長(zhǎng)度的規(guī)則幾何定義但是相對(duì)于像素或?qū)挾?或其它維度)來(lái)按照像素定義。當(dāng)距離以光年表達(dá)時(shí)，時(shí)間和距離容易兼容。然而，在本發(fā)明的背景下，由于時(shí)間的長(zhǎng)度難以與空間長(zhǎng)度組合，所以4-D像素矢量長(zhǎng)度不能以容易傳達(dá)的實(shí)際術(shù)語(yǔ)表達(dá)。任意像素矢量總是可以通過(guò)使用任意方便的索引系統(tǒng)對(duì)矢量中的像素進(jìn)行枚舉來(lái)指定。例如，像素的位置總是可以通過(guò)給出其在適當(dāng)?shù)淖鴺?biāo)系中的坐標(biāo)來(lái)指定。
[0080]矢量值:分配給像素矢量的值。涉及矢量值的比較在針對(duì)邊緣定義的實(shí)施例中是有用的。矢量在質(zhì)心像素處結(jié)束，具有預(yù)定長(zhǎng)度，并且通常具有由羅經(jīng)方向N、NE、E、SE、S、SW、W、NW中的一個(gè)指定的方向。例如，被選擇具有方向E、長(zhǎng)度為“m” (正整數(shù))的矢量包含m個(gè)像素。如果m= 3，則矢量將由位于位置X = 1，2，3的像素組成，其中質(zhì)心像素位于X = O。在最簡(jiǎn)單的情況下，通過(guò)取像素1，2…m的值的平均來(lái)定義矢量值。然而，可以使用像素值或加權(quán)平均來(lái)計(jì)算矢量值，其中，像素集合中的像素不給予相等的權(quán)重。
[0081]矢量分?jǐn)?shù):矢量值的同義詞。
[0082]主矢量:“獲勝”矢量，其值與質(zhì)心矢量的值最不同的矢量。在最簡(jiǎn)單的情況下，將八個(gè)羅經(jīng)點(diǎn)矢量的每一個(gè)的值進(jìn)行比較，并且將其平均值與質(zhì)心像素的值(正或負(fù))最不同的矢量定義為主矢量。
[0083]基于矢量的質(zhì)心像素調(diào)整:一般地，調(diào)整質(zhì)心像素的值以增大它與主矢量的值之間的差。
[0084]像素分?jǐn)?shù):用于基于像素之間或者質(zhì)心像素與矢量之間的比較的像素調(diào)整的分?jǐn)?shù)。一般地，最小者和最大者具有計(jì)數(shù)分?jǐn)?shù)，而增量對(duì)和矢量一般具有值差分?jǐn)?shù)。
[0085]評(píng)分像素:對(duì)于其定義了至少一個(gè)像素分?jǐn)?shù)的像素。
[0086]多評(píng)分像素:對(duì)于其定義了多于一個(gè)的像素分?jǐn)?shù)的像素。
[0087]調(diào)整圖像:通過(guò)從現(xiàn)有圖像選擇若干個(gè)像素并且根據(jù)一個(gè)或多個(gè)分?jǐn)?shù)調(diào)整像素值而產(chǎn)生的新圖像。
[0088]調(diào)整像素值:根據(jù)本文中定義的一個(gè)或多個(gè)分?jǐn)?shù)調(diào)整的像素值。取決于定義的各種分?jǐn)?shù)，可以以若干種方式對(duì)像素值進(jìn)行調(diào)整。例如，可以使用一個(gè)或多個(gè)像素分?jǐn)?shù)以及像素的輸入值的函數(shù)來(lái)調(diào)整像素值。
[0089]基于最小的圖像:通過(guò)為每個(gè)像素分配最小分?jǐn)?shù)、并且基于它們的最小分?jǐn)?shù)和給予的調(diào)整參數(shù)調(diào)整若干個(gè)那些像素的值來(lái)從現(xiàn)有圖像產(chǎn)生的新圖像。
[0090]基于最大的圖像:通過(guò)為每個(gè)像素分配最大分?jǐn)?shù)、并且基于它們的最大分?jǐn)?shù)和給予的調(diào)整參數(shù)調(diào)整若干個(gè)那些像素的值來(lái)從現(xiàn)有圖像產(chǎn)生的新圖像。
[0091]基于增量對(duì)的圖像:通過(guò)從現(xiàn)有圖像選擇若干個(gè)像素并且根據(jù)增量對(duì)分?jǐn)?shù)調(diào)整像素值而產(chǎn)生的新圖像。
[0092]基于矢量的圖像:通過(guò)從現(xiàn)有圖像選擇若干個(gè)像素并且根據(jù)矢量分?jǐn)?shù)調(diào)整像素值而產(chǎn)生的新圖像。
[0093]組合調(diào)整的圖像:通過(guò)組合下列兩個(gè)或更多個(gè)而產(chǎn)生的新圖像:基于最小的圖像和/或基于最大的圖像和/或基于增量對(duì)的圖像和/或基于矢量的圖像和/或原始圖像。組合調(diào)整的圖像中的每個(gè)像素的值是被組合的圖像中的相應(yīng)像素的加權(quán)平均。例如，組合調(diào)整的圖像中的每個(gè)像素的值可以是80%來(lái)自一個(gè)基于矢量的圖像和20%來(lái)自不同的基于矢量的圖像。
[0094]差圖像:通過(guò)從原始圖像減去調(diào)整圖像的值而產(chǎn)生的新圖像。
[0095]比較圖像:作為調(diào)整圖像與原始圖像的并排比較的新圖像。
[0096]改變像素圖像:示出被調(diào)整的那些像素的新圖像。作為示例，所有調(diào)整像素可以是白色的，同時(shí)所有調(diào)整像素可以是黑色的。
[0097]二次圖像:一類由差圖像、比較圖像和調(diào)整像素圖像組成的圖像類型。
[0098]調(diào)整函數(shù):用于調(diào)整像素的值的函數(shù)。當(dāng)整數(shù)位值被歸一化時(shí)，調(diào)整函數(shù)可以被選擇為取在范圍{0，1}中給出的輸入值“r”，并且返回相應(yīng)的也位于范圍{0，1}中的調(diào)整像素值“S”。一般來(lái)講，該函數(shù)可以使用通用函數(shù)“T”被指定為:s = !'(!■，(:)，其中，參數(shù)“(3”與本文中定義的一個(gè)或多個(gè)分?jǐn)?shù)相關(guān)。根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，許多調(diào)整函數(shù)使用分?jǐn)?shù)信息“C”。在一個(gè)實(shí)施例中，調(diào)整函數(shù)是冪函數(shù)。例如，可以根據(jù)以下函數(shù)將輸入值“r”變換為新值“s”:
[0099]s = r+ (l~r) *cp*f
[0100]其中，“P”是用戶選擇指數(shù)，并且“f”是取決于“c”的最大值和“P”的規(guī)一化因子。在示例中，“P”可以選擇為任意正實(shí)數(shù)。因子“f”可以選擇為使得調(diào)整值“S”將位于區(qū)間{0,1}內(nèi)。該特定選擇假定輸入值“r”也位于區(qū)間{0，1}內(nèi)。例如，如果計(jì)數(shù)“c”的最大值為“cmax”，則規(guī)一化因子選擇為:f = l/(cmax)p0
[0101]在另一個(gè)示例實(shí)施例中，調(diào)整函數(shù)可以選擇為:
[0102]s = r-r*cp*f
[0103]要意識(shí)到，可以使用取決于分?jǐn)?shù)“c”并且將位于區(qū)間{0，1}中的變量“r”變換為也位于區(qū)間{0，1}中的新值“S”的任意合理的函數(shù)。所有這樣的調(diào)整函數(shù)都被認(rèn)為在所公開(kāi)的實(shí)施例的范圍內(nèi)。在實(shí)施例中，“c”可以選擇為分?jǐn)?shù)(即，最小分?jǐn)?shù)、最大分?jǐn)?shù)等)中的一個(gè)。
[0104]多評(píng)分像素調(diào)整:使用多于一個(gè)的分?jǐn)?shù)調(diào)整的調(diào)整像素值。像素值可以以大量方式進(jìn)行調(diào)整。例如，可以首先使用一個(gè)分?jǐn)?shù)來(lái)調(diào)整值以產(chǎn)生第一調(diào)整值。然后可以使用不同的分?jǐn)?shù)來(lái)調(diào)整該值以產(chǎn)生第二調(diào)整值。然后可以以多種方式組合這兩個(gè)調(diào)整值以產(chǎn)生多分?jǐn)?shù)像素調(diào)整。例如，第一和第二調(diào)整值可以相加、相減等。類似地，以上關(guān)于調(diào)整函數(shù)所討論的參數(shù)“c”可以定義為各種分?jǐn)?shù)的各種和與差。
[0105]像素調(diào)整移動(dòng):增大和減小最大、最小、增量對(duì)以及矢量像素值的方式。當(dāng)被歸一化時(shí)，像素的值是在范圍|0，1}中的實(shí)數(shù)。值“r”將該范圍劃分為兩個(gè)間隔，第一個(gè)是范圍{0，r}，第二個(gè)是Ir，I}。一般來(lái)講，通過(guò)增大最大像素的值并且減小最小像素的值來(lái)調(diào)整像素值。增大或減小的量被確定為范圍{0，r}或{r，l}中的一個(gè)的百分比。例如，如果最大像素的值碰巧為30%，則r = 0.3。如果該值被調(diào)整范圍{0.3，1.0}的50%，則它將被調(diào)整為增大到值s = 0.65。作為另一個(gè)示例，假定最大像素具有值r = 0.9，并且它被調(diào)整范圍{0.9，1.0}的50%，則它將增大到調(diào)整值s = 0.95。對(duì)于最小像素，定義類似的調(diào)整。例如，如果最小像素具有值r = 0.3，并且它被調(diào)整以便減小范圍{0，0.3}的50%，則它將減小到具有s = 0.15的值,等等。
[0106]下采樣:像素塊通過(guò)其被平均有效像素取代的處理。例如，給定像素連同其八個(gè)最近的近鄰形成九個(gè)像素的塊?？梢詫?duì)該九個(gè)像素的塊進(jìn)行平均以產(chǎn)生平均有效像素。
[0107]下采樣圖像:從下采樣得到的圖像。例如，可以將圖像劃分為九個(gè)像素的塊。然后，通過(guò)下采樣的處理，每個(gè)九個(gè)像素的塊可以被單個(gè)有效像素取代，該單個(gè)有效像素具有由起始的九個(gè)各自的值的平均而給出的相應(yīng)的有效值。在實(shí)施例中，所有的各種像素分?jǐn)?shù)和矢量分?jǐn)?shù)可以針對(duì)下采樣圖像定義。
[0108]跳過(guò)間隔:像素或像素組與另一個(gè)不相交像素或像素組比較的處理。例如，如果給定像素與選自一批十六個(gè)第2近鄰的像素比較，但是不進(jìn)行涉及八個(gè)第I近鄰的比較，則該處理被說(shuō)成是涉及“跳過(guò)間隔”。術(shù)語(yǔ)“跳過(guò)間隔”在這種情況下意指八個(gè)第I鄰近像素形成被檢查的像素與十六個(gè)第2近鄰之間的間隔。
[0109]不相交像素集合:不具有共同的像素并且不接觸一 S卩，被一個(gè)或多個(gè)像素隔開(kāi)的兩組或更多組像素。
[0110]基于分?jǐn)?shù)的噪聲表征:基于像素分?jǐn)?shù)從圖像移除噪聲和表征噪聲的處理。各種分?jǐn)?shù)可以用于表征噪聲。例如，已發(fā)現(xiàn)，噪聲像素可以具有高于或低于平均的分?jǐn)?shù)。
[0111]輔助分?jǐn)?shù)圖像:輔助分?jǐn)?shù)圖像是作為最小、最大、增量對(duì)或矢量分?jǐn)?shù)確定的結(jié)果的圖像。換句話講，每個(gè)分?jǐn)?shù)確定的結(jié)果可以輸出為圖像。
[0112]圖像的評(píng)分像素調(diào)整的示例
[0113]公開(kāi)了根據(jù)本發(fā)明的用于從數(shù)字圖像產(chǎn)生增強(qiáng)圖像的各種實(shí)施例。示例圖像可以是通過(guò)X射線、CT掃描、MR1、超聲或其它醫(yī)學(xué)成像診斷過(guò)程產(chǎn)生的圖像。雖然所公開(kāi)的實(shí)施例涉及用于醫(yī)學(xué)異常和疾病診斷的早期檢測(cè)的新圖像處理技術(shù)，但是本發(fā)明不限于醫(yī)學(xué)領(lǐng)域。所公開(kāi)的系統(tǒng)、方法和計(jì)算機(jī)程序產(chǎn)品可以被應(yīng)用以增強(qiáng)任意數(shù)字圖像，而不管其來(lái)源、主題或功能如何。
[0114]數(shù)字圖像是諸如照片的二維圖像的數(shù)值表示。在本描述中，數(shù)字圖像指的是光柵圖像(也被稱為位圖圖像)。該光柵圖像具有一組有限的數(shù)字值，其被稱為圖片元素或像素。數(shù)字圖像包括固定行數(shù)和列數(shù)的像素。這些行像素和列像素形成提供圖像的數(shù)值表示的規(guī)則網(wǎng)格。
[0115]數(shù)字圖像包括一批像素，每個(gè)像素具有相應(yīng)的強(qiáng)度。像素是圖像中的最小的單個(gè)元素，其包含表示任意特定點(diǎn)處的給定顏色的亮度(也被稱為強(qiáng)度)的值。每個(gè)像素通過(guò)其用{X，Y}坐標(biāo)表示的位置以及一個(gè)或多個(gè)強(qiáng)度值表征?；叶葓D像具有與每個(gè)像素相關(guān)聯(lián)的單個(gè)強(qiáng)度(即，單個(gè)通道)，而彩色圖像一般具有與每個(gè)像素相關(guān)聯(lián)的三個(gè)值(即，三個(gè)通道)。強(qiáng)度值一般被存儲(chǔ)為整數(shù)。例如，每個(gè)值可以被存儲(chǔ)為八位整數(shù)。因此，彩色像素每個(gè)像素將與24個(gè)位相關(guān)聯(lián)。
[0116]為了描述的簡(jiǎn)單，所公開(kāi)的實(shí)施例被描述為是關(guān)于具有與每個(gè)像素相關(guān)聯(lián)的單個(gè)值的灰度圖像的。然而，對(duì)于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員將清楚的是，所公開(kāi)的實(shí)施例可以輕易地推廣到也關(guān)于彩色圖像。此外，所公開(kāi)的實(shí)施例還可以進(jìn)一步推廣到關(guān)于3-D圖像，或者甚至4-D圖像(包括時(shí)間)。因此，像素的領(lǐng)域可以被認(rèn)為包括空間和時(shí)間的所有維度中的附近的像素。這將本發(fā)明擴(kuò)展到覆蓋諸如MRI和電影的事物?；诒疚闹谐尸F(xiàn)的教導(dǎo)和指導(dǎo)，這樣的實(shí)施例因此被認(rèn)為是在所公開(kāi)的實(shí)施例的等同形式的范圍和意義內(nèi)的。
[0117]所有類型的顏色和值調(diào)整是可能的。例如，中等褐色像素可以在灰度幅度上被改變?yōu)闇\褐色像素或深褐色像素(或之間的任意值)，同時(shí)保持其色調(diào)。這可以使用查找表、雙像素灰度幅度值和顏色分配、或?qū)τ诰哂斜绢I(lǐng)域的普通技術(shù)的人員將變得清楚的其它技術(shù)來(lái)實(shí)現(xiàn)。紅色像素可以被分配從深紅到最亮的紅色的任意地方的幅度值。實(shí)際上，如果維持顏色的顏色分量的相對(duì)值，則該顏色保持其色調(diào)。另外，如本領(lǐng)域中已知的，可以通過(guò)單個(gè)地改變顏色分量的相對(duì)值來(lái)改變顏色。
[0118]所公開(kāi)的實(shí)施例表示與傳統(tǒng)的醫(yī)學(xué)成像方法不同的新診斷技術(shù)?？梢酝ㄟ^(guò)考慮通過(guò)各種實(shí)施例增強(qiáng)的圖像來(lái)最佳地掌握本發(fā)明的能力。提供以下示例以示出各種實(shí)施例的顯著結(jié)果并且設(shè)置用于詳細(xì)實(shí)施例的深入討論的平臺(tái)。
[0119]圖1A和IB示出原生X射線圖像和根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的相應(yīng)的調(diào)整圖像。圖1A是具有出生缺陷的小孩的手(一只手上六個(gè)手指)的原生X射線圖像。圖1B示出起始圖像的評(píng)分像素調(diào)整。調(diào)整圖像表現(xiàn)出相當(dāng)大的增強(qiáng)，并且是根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例而產(chǎn)生的。與圖1A的原生圖像相比，圖1B中的特征102示出骨結(jié)構(gòu)的清晰增強(qiáng)。
[0120]圖1C示出根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的基于從圖1A的原生圖像檢測(cè)的最大像素的調(diào)整圖像。如在定義部分和其它地方詳細(xì)討論的，用于產(chǎn)生圖1C的圖像的最大分?jǐn)?shù)僅是許多像素分?jǐn)?shù)中的一個(gè)。注意，在該示例中，肉體輪廓比圖1B的示例更加明顯。
[0121]在另一個(gè)示例中，圖1D示出根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的基于從圖1A的原生圖像檢測(cè)的最小像素的調(diào)整圖像。如以下將更詳細(xì)地討論的，最小像素的考慮僅是表征和調(diào)整圖像的許多方式中的一個(gè)。在該示例中，調(diào)整圖像沒(méi)有表現(xiàn)出如例如圖1C中的基于最大像素的圖像那樣清晰。然而，當(dāng)用于調(diào)整其它類型的圖像時(shí)，情況可能相反，并且最小像素可能包含更多有用信息。所公開(kāi)的實(shí)施例提供范圍廣泛的調(diào)整圖像的方式?？梢酝ㄟ^(guò)考慮許多不同的調(diào)整圖像的方式來(lái)揭示許多信息。在某些實(shí)施例中，例如組合各種調(diào)整技術(shù)以產(chǎn)生合成圖像也是有利的。
[0122]圖2A和2B示出根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的調(diào)整之前和之后的測(cè)試圖案。圖2B的增強(qiáng)圖像基于從圖2A的原生圖像檢測(cè)的增量對(duì)分?jǐn)?shù)。圖2B的增強(qiáng)圖像示出相對(duì)于圖2A的圖像的相當(dāng)大的增強(qiáng)。
[0123]圖3A和3B分別示出根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的圖像調(diào)整之前和之后的原生DNA珠粒(bead)圖像。圖3B中示出相當(dāng)大的增強(qiáng)。圖3A和3B的圖像分別在圖3C和3D中稍微放大地顯示。圖3C包含比圖像的其余部分暗的右下角附近的區(qū)域。諸如這樣的區(qū)域限制了在圖像上可以看見(jiàn)的DNA珠粒的密度，并且是未增強(qiáng)圖像的分辨率限制的示例。圖3D表明在右下角的相應(yīng)位置上不存在這樣的暗區(qū)域，表明分辨率限制增大。因此，由于圖3D的圖像增強(qiáng)，圖像的更多部分是可用的，并且因此可以看見(jiàn)的DNA珠粒的最大密度增大。這些結(jié)果示出基于所公開(kāi)的實(shí)施例的圖像增強(qiáng)對(duì)于DNA分析擁有大的前景。圖3B和3D基于從圖3A和3C的原始圖像檢測(cè)的最小分?jǐn)?shù)和最大分?jǐn)?shù)。
[0124]圖4A和4B、4C分別示出根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的圖像調(diào)整之前和之后的乳房攝影圖像。圖4A是來(lái)自乳房攝影分析系統(tǒng)的傳統(tǒng)的、但是是現(xiàn)有技術(shù)狀態(tài)的圖像。它具有詳細(xì)的柔化邊緣并且沒(méi)有被清晰地定義。圖4B示出根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的處理之后的同一乳房攝影圖像，其突出了先前使用傳統(tǒng)技術(shù)不可識(shí)別的導(dǎo)管、血管和其它細(xì)節(jié)。因此，根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例處理現(xiàn)有圖像或新圖像可以使得放射科醫(yī)師能夠不同地診斷醫(yī)學(xué)異常。圖4B重建(即，調(diào)整)圖像基于從圖4A的原始圖像檢測(cè)的矢量分?jǐn)?shù)。類似地，圖4C示出根據(jù)本發(fā)明的另一個(gè)實(shí)施例的處理之后的乳房攝影圖像，并且示出基于矢量分?jǐn)?shù)的血管輪廓作為輔助分?jǐn)?shù)圖像。
[0125]輔助分?jǐn)?shù)圖像是作為例如通過(guò)模塊1404(1)、1404(2)、1404(3)或1404⑷中的任意一個(gè)生成的分?jǐn)?shù)確定的結(jié)果的圖像。換句話講，每個(gè)確定模塊的結(jié)果(未示出)可以作為圖像輸出。
[0126]圖4D是胸部的傳統(tǒng)的、但是是現(xiàn)有技術(shù)狀態(tài)的X射線圖像。圖4E示出根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的處理之后的同一 X射線，并且對(duì)于主題具有更多明晰和清晰。該示例提供本發(fā)明的實(shí)施例使得能夠比現(xiàn)有技術(shù)的目前狀態(tài)詳細(xì)得多地查看圖像的進(jìn)一步的證據(jù)。圖4E重建圖像來(lái)自圖4D的原始圖像。基于與圖4A和4B中使用的矢量分?jǐn)?shù)不同的一組特有的矢量分?jǐn)?shù)。這些結(jié)果示出所公開(kāi)的實(shí)施例對(duì)于醫(yī)學(xué)圖像的分析和診斷的又一應(yīng)用。
[0127]示例性實(shí)施例的討論
[0128]圖5和圖6示出與各種公開(kāi)的實(shí)施例相關(guān)聯(lián)的一批各種像素級(jí)操縱。假定每個(gè)像素與某個(gè)鄰域相關(guān)聯(lián)，該鄰域是與像素相關(guān)聯(lián)的區(qū)域，可以具有特定幾何形狀(例如，方形、矩形等)。像素鄰域可以包含八個(gè)第I近鄰、十六個(gè)第2近鄰、邊緣區(qū)域等。
[0129]給定像素鄰域中的像素被稱為鄰近像素。鄰近像素是與給定像素相關(guān)聯(lián)的一批像素。例如，在矩形像素網(wǎng)格中，像素通常被八個(gè)第I鄰近像素包圍。在第二個(gè)示例中，像素通常被十六個(gè)第2近鄰包圍。例外是當(dāng)像素太靠近圖片的邊緣時(shí)，其近鄰的一些在圖像外部，并因此不存在。
[0130]像素鄰域是像素集合的示例。像素集合是與給定像素相關(guān)聯(lián)的一批像素。包圍足夠遠(yuǎn)離圖像的邊緣的像素的八個(gè)第I近鄰是像素集合的示例。同樣地，包圍足夠遠(yuǎn)離圖像的邊緣的像素的十六個(gè)第2近鄰是像素集合的另一示例。作為另一示例，像素集合可以是一批最靠近邊緣像素的像素。像素直線(也被稱為像素矢量)仍是像素集合的另一示例。集合還可以是任意形狀的集群。
[0131]在圖5和圖6的示例中，給定像素502被認(rèn)為是被一批八個(gè)第I鄰近像素包圍的質(zhì)心像素。像素504和506例如是像素502的第I近鄰。圖5中的包含9個(gè)框的每個(gè)方形表示被八個(gè)第I近鄰包圍的中心像素(例如，像素502)。
[0132]以下討論涉及像素比較，其中，給定像素的值與其它像素的值比較以確定各種關(guān)系。作為示例，給定像素的值可以與其八個(gè)第I近鄰中的一個(gè)比較以確定它是大于還是小于該近鄰的值。作為另一示例，給定像素的值可以與其十六個(gè)第2近鄰中的一個(gè)比較以確定它是大于還是小于該第2近鄰的值。作為另一示例，給定像素的強(qiáng)度可以與兩個(gè)其它像素的強(qiáng)度比較以確定三個(gè)各自的值的相對(duì)排序。盡管僅相對(duì)于灰度像素給出了示例，但是可以與彩色像素進(jìn)行許多更多的比較。
[0133]圖5和圖6中的包含9個(gè)框的每個(gè)方形表示可能的像素級(jí)比較，該像素級(jí)比較可以被執(zhí)行以將給定像素的值與其近鄰的各種組合比較。組508中的框例如示出質(zhì)心像素(524)與其近鄰中的兩個(gè)，526和528之間的比較。在所有比較中，被檢查的質(zhì)心像素(例如，524)具有深陰影，而與它進(jìn)行比較的像素(例如，像素526和528)具有較淺的陰影。特定比較中不涉及的像素(例如，530)不加陰影。
[0134]圖5和圖6中示出的各種比較可以分為兩組。圖5示出第一組508，其中，質(zhì)心像素與兩個(gè)非相鄰的第I近鄰比較，而在圖6的第二組610中，給定像素僅與單個(gè)近鄰比較。涉及像素對(duì)的比較508涉及最小分?jǐn)?shù)和最大分?jǐn)?shù)的確定。這些被定義如下。
[0135]最小像素是其值比兩個(gè)或更多個(gè)其它像素的值小的像素。該最小計(jì)算可以基于閾值。也就是說(shuō)，對(duì)于要成為最小者的像素，它不僅必須具有比與它進(jìn)行比較的所有其它像素小的值，而且還必須滿足閾值要求。如以上所討論的，被檢查的值可以是與灰度像素相關(guān)聯(lián)的單個(gè)值或者與彩色像素相關(guān)聯(lián)的值中的一個(gè)(或平均值)。
[0136]最大像素是其值比兩個(gè)或更多個(gè)其它像素的值大的像素。該最大計(jì)算可以基于閾值。也就是說(shuō)，對(duì)于要成為最大者的像素，它不僅必須具有比與它進(jìn)行比較的所有其它像素大的值，而且還必須滿足閾值要求。如以上所討論的，被檢查的值可以是與灰度像素相關(guān)聯(lián)的單個(gè)值或者與彩色像素相關(guān)聯(lián)的值中的一個(gè)。
[0137]圖5的被標(biāo)記為512的組中的四次像素比較類似于用于計(jì)算傳統(tǒng)的數(shù)學(xué)導(dǎo)數(shù)的比較。在這樣的比較中，給定像素與其近鄰中的兩個(gè)以這樣的方式比較:例如通過(guò)像素524、526和528所看見(jiàn)的，像素及其兩個(gè)近鄰全都沿著一條線放置。然而，在所公開(kāi)的實(shí)施例中計(jì)算的分?jǐn)?shù)比在傳統(tǒng)導(dǎo)數(shù)的計(jì)算中找到的分?jǐn)?shù)更通用。例如，在組514中，給定像素與不沿著線的兩個(gè)鄰近拐角比較(如組512中的情況那樣)。組518示出涉及不沿著線放置的兩個(gè)鄰近邊緣像素的比較(如524、526和528的情況那樣)。組516呈現(xiàn)了涉及像素與一個(gè)拐角和一個(gè)邊緣像素的另一批比較。
[0138]圖5的組508中示出的一批二十次比較可以全部應(yīng)用于被檢查的像素以確定最小分?jǐn)?shù)和最大分?jǐn)?shù)。這些被定義如下。
[0139]最小分?jǐn)?shù)是與質(zhì)心像素相關(guān)聯(lián)的、對(duì)像素是最小像素的比較的數(shù)量進(jìn)行計(jì)數(shù)的分?jǐn)?shù)。例如，像素值可以與選自八個(gè)第I鄰近像素的一對(duì)非相鄰像素的值比較。存在二十個(gè)這樣的對(duì)，導(dǎo)致二十次比較。最小分?jǐn)?shù)因此是位于選擇范圍{0，20}中的整數(shù)值。存在定義最小分?jǐn)?shù)的許多方式。例如，比較可以涉及選自16個(gè)第2鄰近像素的像素對(duì)。在另外的示例中，像素對(duì)可以選自任意的像素集合。另外，最小分?jǐn)?shù)可以相對(duì)于涉及具有2、3、4.....N
個(gè)像素的像素集合的比較來(lái)定義。在另外的實(shí)施例中，最小分?jǐn)?shù)可以涉及相對(duì)于如下所述的最小閾值的比較。一般來(lái)講，如果存在用于定義最小分?jǐn)?shù)的M次比較，則最小分?jǐn)?shù)的值位于范圍{0，M}中。
[0140]最小閾值是與定義最小分?jǐn)?shù)相關(guān)聯(lián)的閾值。當(dāng)定義最小閾值時(shí)，最小分?jǐn)?shù)對(duì)下述比較的數(shù)量進(jìn)行計(jì)數(shù):相對(duì)于該比較，在進(jìn)一步的約束下，像素可以被認(rèn)為是最小像素，該進(jìn)一步的約束是被檢查的像素的值比在比較中所使用的兩個(gè)其它像素的值小大于或等于最小閾值的量。
[0141]最大分?jǐn)?shù)是與質(zhì)心像素相關(guān)聯(lián)的、對(duì)相對(duì)于該像素是最大像素的比較的數(shù)量進(jìn)行計(jì)數(shù)的分?jǐn)?shù)。例如，像素值可以與選自八個(gè)第I近鄰的一對(duì)非相鄰像素的值進(jìn)行比較。存在二十個(gè)這樣的對(duì)，導(dǎo)致二十次比較。最大分?jǐn)?shù)因此是位于選擇范圍{0，20}中的整數(shù)值。存在定義最大分?jǐn)?shù)的許多方式。例如，比較可以涉及選自16個(gè)第2鄰近像素的像素對(duì)。在另外的示例中，像素對(duì)可以選自任意的像素集合。另外，最大分?jǐn)?shù)可以相對(duì)于涉及具有2、3、
4.....N個(gè)像素的像素集合的比較來(lái)定義。在另外的實(shí)施例中，最大分?jǐn)?shù)可以涉及相對(duì)于如下所述的最大閾值的比較。一般來(lái)講，如果存在用于定義最大分?jǐn)?shù)的M次比較，則最大分?jǐn)?shù)的值位于范圍10，M}中。
[0142]最大閾值是與定義最大分?jǐn)?shù)相關(guān)聯(lián)的閾值。當(dāng)定義最大閾值時(shí)，最大分?jǐn)?shù)對(duì)下述比較的數(shù)量進(jìn)行計(jì)數(shù):相對(duì)于該比較，在進(jìn)一步的約束下，像素可以被認(rèn)為是最大像素，該進(jìn)一步的約束是被檢查的像素的值比在比較中所使用的兩個(gè)其它像素的值小大于或等于最大閾值的量。
[0143]在可替代的實(shí)施例中，可以使用對(duì)比較的各種子集，而不是所有像素對(duì)?？赡艿姆?jǐn)?shù)的范圍取決于所涉及的比較的數(shù)量。在一個(gè)示例中，從傳統(tǒng)的數(shù)學(xué)意義上來(lái)講，如果被檢查的像素碰巧為局部極大，則最大分?jǐn)?shù)的最大值將為20。最大分?jǐn)?shù)值的最小值將為O。類似的陳述適用于最小分?jǐn)?shù)。
[0144]圖5中示出的組508的比較是可以在質(zhì)心像素與第I近鄰對(duì)之間進(jìn)行的總共可能數(shù)量的比較的子集。在組508中，比較僅被認(rèn)為涉及非相鄰像素對(duì)。非相鄰像素對(duì)是選自彼此不相鄰的給定像素的近鄰的一對(duì)像素。以下討論考慮相鄰和非相鄰對(duì)的更一般的情況。
[0145]一般來(lái)講，一對(duì)中的第一個(gè)像素可以選自8個(gè)位置中的一個(gè)可能的位置。一對(duì)的第二個(gè)像素于是可以選自剩余的7個(gè)像素以形成一對(duì)。通過(guò)這種方式，整個(gè)對(duì)集合包括7*8/2 = 28個(gè)可能的對(duì)。在組508中，總共28個(gè)可能的對(duì)中僅涉及非相鄰像素的20個(gè)對(duì)被考慮。僅考慮20個(gè)對(duì)的這個(gè)選擇是為了使圖5中說(shuō)明的簡(jiǎn)單而做出的。在各種實(shí)施例中，所有的28次可能的比較可以用于產(chǎn)生最小分?jǐn)?shù)、最大分?jǐn)?shù)等。在這樣的實(shí)施例中，最大或最小分?jǐn)?shù)的范圍將是O至28。
[0146]圖6的組610中示出的比較(涉及像素的值與單個(gè)鄰近像素的比較)引入了定義各種分?jǐn)?shù)的新的可能性。在組620中，像素的值與單個(gè)鄰近邊緣像素比較，而在組622中，像素的值與單個(gè)鄰近拐角像素進(jìn)行比較。
[0147]圖6中的每個(gè)框中的兩個(gè)像素被稱為增量對(duì)。增量對(duì)中的兩個(gè)像素可以以許多方式選擇。例如，增量對(duì)中的一個(gè)像素可以是被檢查的像素，第二個(gè)像素可以選自其八個(gè)第I近鄰中的一個(gè)。在另一個(gè)示例中，增量對(duì)中的一個(gè)像素可以是被檢查的像素，第二個(gè)像素可以選自其十六個(gè)第2近鄰中的一個(gè)。在另外的示例中，增量對(duì)中的一個(gè)像素可以是被檢查的像素，第二個(gè)像素可以選自任意像素鄰域中的一個(gè)像素(以下關(guān)于圖8A-8F對(duì)此更充分地討論)。
[0148]在涉及增量對(duì)的比較中，在負(fù)增量對(duì)和正增量對(duì)之間進(jìn)行區(qū)分是有用的。負(fù)增量對(duì)是這樣的增量對(duì):在該增量對(duì)中，增量對(duì)中的第二個(gè)像素具有比被檢查的像素的值小大于閾值的量的值。正增量對(duì)是這樣的增量對(duì):在該增量對(duì)中，增量對(duì)中的第二個(gè)像素具有比被檢查的像素的值大大于閾值的量的值。
[0149]涉及增量對(duì)的比較用于定義增量對(duì)分?jǐn)?shù)。負(fù)增量對(duì)分?jǐn)?shù)是與被檢查的像素相關(guān)聯(lián)的、對(duì)被檢查的像素是其一部分的相關(guān)聯(lián)的負(fù)增量對(duì)的數(shù)量進(jìn)行計(jì)數(shù)的分?jǐn)?shù)。正增量對(duì)分?jǐn)?shù)是與被檢查的像素相關(guān)聯(lián)的、對(duì)被檢查的像素是其一部分的相關(guān)聯(lián)的正增量對(duì)的數(shù)量進(jìn)行計(jì)數(shù)的分?jǐn)?shù)。
[0150]圖7A示出可以用于定義各種基于矢量的分?jǐn)?shù)的像素矢量。像素矢量是通過(guò)若干個(gè)像素(即，像素集合)延伸的線段。像素矢量通過(guò)線集合中的像素的數(shù)量以及該集合的方位表征。像素矢量與質(zhì)心像素相關(guān)聯(lián)。在一個(gè)實(shí)施例中，每像素存在八個(gè)矢量(其沿著羅經(jīng)方向N、NE、E、SE、S、SW、W和NW定向)。許多其它方位是可能的，還有彎曲矢量(即，包括可以具有不同方位的幾個(gè)線段的矢量)也是可能的。
[0151]涉及像素矢量的比較在針對(duì)邊緣檢測(cè)的實(shí)施例中是有用的。在示例中，矢量可以定義為在質(zhì)心像素處終止，具有預(yù)定義長(zhǎng)度，并且具有由八個(gè)羅經(jīng)點(diǎn)N、NE、E、SE、S、SW、W、NW中的一個(gè)指定的方向。圖7A中示出的矢量具有羅經(jīng)方向NE。(注意，由于箭頭指向質(zhì)心像素，所以根據(jù)我們標(biāo)記矢量的方式，矢量“指向”相反方向。我們的矢量標(biāo)記指的是矢量所在的一側(cè)、或者從質(zhì)心像素到矢量的方向，而不是矢量指向的方向。)在簡(jiǎn)單的實(shí)施例中，通過(guò)取像素1，2，…m的值的平均來(lái)定義矢量值。
[0152]圖7B示出跨越羅經(jīng)方向N、NE、E、SE、S、SW、W、NW的一批矢量。圖7B中被選擇具有方向E(水平向右)、長(zhǎng)度為m(正整數(shù))的矢量包含m個(gè)像素。如果m = 2，則矢量將由位于被檢查的質(zhì)心像素的右側(cè)的一個(gè)和兩個(gè)像素組成。
[0153]圖7C示出下采樣。圖7C的中心的四個(gè)像素加有陰影。在一些實(shí)施例中，對(duì)這四個(gè)最里面的像素進(jìn)行平均以定義有效像素可能是有利的。在這樣的實(shí)施例中，圖像將被分割為像素塊(像圖7C中的四個(gè)陰影像素那樣)，其將被平均以確定有效像素。類似地，16(或25、或64等)個(gè)像素的塊可以被平均以定義有效像素。對(duì)各種像素集合進(jìn)行平均的概念可以用于定義所有類型的分?jǐn)?shù)，包括最小分?jǐn)?shù)、最大分?jǐn)?shù)、增量對(duì)分?jǐn)?shù)以及矢量分?jǐn)?shù)?？梢酝ㄟ^(guò)各種有效像素之間的比較來(lái)定義大量分?jǐn)?shù)(以下相對(duì)于圖8G-8H對(duì)此更充分地討論)，該各種有效像素通過(guò)以與對(duì)于單個(gè)像素定義分?jǐn)?shù)相同的方式對(duì)像素塊進(jìn)行平均來(lái)確定。
[0154]圖7C中示出的每個(gè)這樣的矢量具有相關(guān)聯(lián)的矢量值。主矢量被定義為其值與質(zhì)心像素的值最不同的矢量。一般地基于矢量的比較以及特別地基于主矢量的比較的考慮在針對(duì)邊緣檢測(cè)的實(shí)施例中是有用的。
[0155]圖8A-8F示出“跳過(guò)間隔”。跳過(guò)間隔指的是當(dāng)像素或像素組與另一個(gè)不相交像素或像素組比較時(shí)。例如，如果給定像素與選自十六個(gè)周圍的第2近鄰比較，但是不進(jìn)行涉及第I近鄰的比較，則處理被說(shuō)成是跳過(guò)間隔。
[0156]圖8A示出第一個(gè)像素X與第二個(gè)像素Y比較的處理。因?yàn)樵诒容^中不考慮被標(biāo)為O的像素，所以這被稱為跳過(guò)間隔。從這個(gè)意義上來(lái)講，一個(gè)像素的間隔被跳過(guò)。
[0157]圖SB示出第一個(gè)像素X與第二個(gè)像素Y比較、同時(shí)跳過(guò)兩個(gè)像素的間隔的處理。一般來(lái)講，可以跳過(guò)任意大小的間隔。
[0158]圖8A和8B中被標(biāo)為X和Y的像素可以被認(rèn)為是增量對(duì)的成員。因此，增量對(duì)和增量對(duì)分?jǐn)?shù)的所有以前的討論都可以擴(kuò)展到包括跳過(guò)間隔。因此，圖6中的所有比較如圖8A和圖8B中示出的那樣推廣。
[0159]類似地，圖5中示出的比較(其用于定義最小像素、最大像素、最小分?jǐn)?shù)和最大分?jǐn)?shù))可以推廣到包括如圖8C和圖8D中示出的跳過(guò)間隔。
[0160]圖8C示出要與被標(biāo)為X的被檢查的像素比較的被標(biāo)記為Y的一對(duì)像素。在比較中被忽略(跳過(guò))的像素用O標(biāo)出。
[0161]圖8D示出相對(duì)于被檢查的像素X定義一對(duì)像素Y的類似情況。在這種情況下，這些對(duì)跳過(guò)兩個(gè)像素的間隔。在比較中被忽略(跳過(guò))的像素用O標(biāo)出。
[0162]跳過(guò)間隔的概念非常通用。例如，如果給定像素與選自一批十六個(gè)第2近鄰的像素比較，但是不進(jìn)行涉及八個(gè)第I近鄰的比較，則處理被說(shuō)成是跳過(guò)間隔。圖8E和圖8F中示出這種情況。質(zhì)心像素用X標(biāo)出，并且是被檢查的像素(即，對(duì)于其確定分?jǐn)?shù)的像素)。十六個(gè)第2鄰近像素分別用Y標(biāo)出。八個(gè)第I近鄰(分別用O標(biāo)出)表示質(zhì)心像素與第2近鄰之間的間隔。
[0163]可以定義涉及下采樣和跳過(guò)間隔的許多更多的比較。圖8F中示出這樣的情況。不是圖SE的單個(gè)質(zhì)心像素，而是一組四個(gè)像素(被標(biāo)為X)被檢查?？梢詫?duì)這四個(gè)像素進(jìn)行平均以產(chǎn)生用于與另一組像素(被標(biāo)為Y)比較的有效像素?？梢栽趫?zhí)行比較之前對(duì)被標(biāo)為Y的四個(gè)像素進(jìn)行平均。相反，被標(biāo)為X的單個(gè)像素可以分別與被標(biāo)為Y的單個(gè)像素比較。這是一組像素可以與另一組單個(gè)地或者在涉及平均的比較中進(jìn)行比較的像素比較的說(shuō)明。在圖8F中還通過(guò)在比較中被忽略的用O標(biāo)出的一組像素示出跳過(guò)間隔的概念。
[0164]圖8G示出像素集合802定義有效像素的情況。集合802中的四個(gè)像素的值被平均以定義有效質(zhì)心像素值。該有效像素值然后可以用于與其它單個(gè)像素值進(jìn)行比較，或者與通過(guò)其它像素集合上的類似的平均而獲得的其它有效像素值進(jìn)行比較。這是為了最小、最大、增量對(duì)以及矢量比較而對(duì)圖像下采樣。
[0165]圖8H示出考慮像素集合804以定義有效像素的情況。在該示例中，集合804中的十六個(gè)像素的值被平均以定義有效質(zhì)心像素值。該有效像素值然后可以被用于與其它單個(gè)像素值進(jìn)行比較，或者與通過(guò)其它像素集合上的類似的平均而獲得的其它有效像素值進(jìn)行比較。
[0166]圖81示出相對(duì)于單個(gè)質(zhì)心像素806以及通過(guò)對(duì)兩個(gè)其它像素808和809進(jìn)行平均而獲得的有效像素而定義增量對(duì)的情況。在該示例中，像素808和809的值被平均以給出有效像素的值。該有效像素然后被認(rèn)為是增量對(duì)中的第二個(gè)像素。該示例示出增量對(duì)的定義不需要限于涉及僅兩個(gè)單一像素的比較。在該示例中，定義增量對(duì)涉及三個(gè)像素。通過(guò)擴(kuò)展，可以相對(duì)于任意兩個(gè)像素集群定義增量對(duì)。在這樣的情況下，第一個(gè)集群中的像素的值被平均以給出第一個(gè)有效像素值。第二個(gè)集群中的像素的值然后被平均以給出第二個(gè)有效像素值。然后，這兩個(gè)有效像素將被用于定義增量對(duì)。如以上所討論的，兩個(gè)像素集群可以不相交，并且增量對(duì)可以涉及跳過(guò)間隔。
[0167]圖8J示出用于定義最大或最小像素的比較，其中，各個(gè)像素被平均以給出有效像素。在這種情況下，像素812和814的值被平均以給出第一個(gè)有效像素值。然后像素816和818被平均以給出第二個(gè)有效像素值。這些第一個(gè)和第二個(gè)有效像素值與單個(gè)像素810比較以定義最大或最小分?jǐn)?shù)。在該示例中，像素810可以被評(píng)估為最大像素或最小像素。該示例示出最小分?jǐn)?shù)和最大分?jǐn)?shù)的定義不需要限于三個(gè)像素的比較。在該示例中，在比較中涉及五個(gè)像素。通過(guò)擴(kuò)展，可以相對(duì)于任意三個(gè)像素集群定義最小和最大分?jǐn)?shù)。在這樣的情況下，第一個(gè)集群中的像素的值被平均以給出第一個(gè)有效質(zhì)心像素值。第二個(gè)集群中的像素的值然后被平均以給出第二個(gè)有效像素值。最后，第三個(gè)集群中的像素的值然后被平均以給出第三個(gè)有效像素值。然后，這三個(gè)有效像素將被用于定義最小分?jǐn)?shù)和最大分?jǐn)?shù)。如以上所討論的，三個(gè)像素集群可以不相交，并且比較可以涉及跳過(guò)間隔。
[0168]圖8K示出矢量的概念的一般化。像素線820示出定義像素矢量的單個(gè)像素822。該像素線可以用于進(jìn)行比較。這樣的比較可以包括定義矢量值、主矢量等。如以上所討論的，像素塊可以用于定義平均像素。圖8K中描繪了連同鄰近像素824考慮諸如822的單個(gè)像素的另外的情況。矢量有效地變得更寬(更多的像素被一起平均)。如以上所定義的，可以以多種方式定義像素鄰域。在這種情況下，沿著線820的像素的鄰域由如圖8K中的陰影像素(像素824是其示例)所表示的線826和828所包含的區(qū)域內(nèi)的像素定義。
[0169]圖8L示出涉及質(zhì)心像素的值(灰色)及其相對(duì)于多個(gè)矢量的值的矢量比較。在該實(shí)施例中，可以確定質(zhì)心像素是增大矢量?jī)A斜(slope)還是減小矢量?jī)A斜的一部分。在該實(shí)施例中，矢量被分析，與質(zhì)心像素進(jìn)行比較，并且質(zhì)心像素可以被調(diào)整。
[0170]圖8M的線830示出與規(guī)則的八個(gè)羅經(jīng)點(diǎn)不對(duì)準(zhǔn)的各個(gè)角度處的矢量。由于奇角度，這些矢量并非總是正好通過(guò)像素的中間延伸。矢量值將使用矢量通過(guò)其延伸的像素的值的加權(quán)平均來(lái)計(jì)算。允許任意加權(quán)函數(shù)。例如，平均計(jì)算中的像素的權(quán)重可以與和該像素重疊的矢量段的長(zhǎng)度成比例。當(dāng)允許不在羅經(jīng)點(diǎn)上的矢量時(shí)，矢量的長(zhǎng)度更有可能以幾何術(shù)語(yǔ)、而不是簡(jiǎn)單的像素計(jì)數(shù)來(lái)定義。圖8M示出了從表面上看起來(lái)非常接近相同長(zhǎng)度的矢量(不同于比如說(shuō)圖7B)。使用物理上相同長(zhǎng)度(而不是簡(jiǎn)單地具有相同數(shù)量的像素)的矢量在任意實(shí)施例中可以是有用的，但是當(dāng)使用奇角度時(shí)更加典型。
[0171]圖8N示出被組合的不同長(zhǎng)度的矢量圖像。在示例中，可以組合兩個(gè)、四個(gè)和六個(gè)像素的矢量?？梢砸运谕陌俜直攘縼?lái)混合圖像。優(yōu)點(diǎn)在于，當(dāng)不同矢量長(zhǎng)度揭示不同細(xì)節(jié)時(shí)，組合它們可以生成單個(gè)高度有用的圖像。
[0172]圖80示出將基本發(fā)明擴(kuò)展到3維，在該示例中，多個(gè)連續(xù)圖像、數(shù)字視頻圖像的幀可以被評(píng)分。這里，部分834上的832處的質(zhì)心像素(灰色)具有在下方的部分836和上方的部分838上示出的26個(gè)第I近鄰。這些部分可以與數(shù)字電影中的圖像幀相關(guān)。
[0173]圖8P示出另一個(gè)實(shí)施例，其中，矢量840不是線，而是很寬以致與更多個(gè)像素交叉。在這種情況下，像素在平均處理中的權(quán)重可以與寬矢量和像素的交叉的面積成比例。
[0174]圖8Q示出具有非恒定寬度的寬矢量842。因此，在計(jì)算矢量值中使用的像素的數(shù)量是離質(zhì)心像素的距離的函數(shù)。在所畫出的示例中，線離質(zhì)心像素越遠(yuǎn)，該線的寬度增大，因此增加了在外部區(qū)域中考慮的像素的數(shù)量。如果這對(duì)于外部像素給予太多權(quán)重，則可以使用如以下對(duì)于圖9所描述的加權(quán)來(lái)進(jìn)行補(bǔ)償。
[0175]圖9示出本發(fā)明的另一個(gè)實(shí)施例，像素值可以按照它們離質(zhì)心像素的距離的函數(shù)進(jìn)行加權(quán)(如FFT計(jì)算中的窗中那樣)的方法。例如，加權(quán)計(jì)算可以應(yīng)用于每個(gè)矢量的像素值平均，使得像素的中間范圍將對(duì)平均處理具有更多的影響。曲線的加權(quán)類型可以變化。圖9僅示出四條曲線，但是存在無(wú)限數(shù)量的可能性。加權(quán)曲線不需要是對(duì)稱的。例如，外部像素可能需要比內(nèi)部像素更大或更小的權(quán)重。特別地，給予像素的權(quán)重可以在離質(zhì)心像素較大的距離處逐漸減小為零。因此，矢量不會(huì)突然結(jié)束。此外，跳過(guò)間隔可以通過(guò)在某些距離處使權(quán)重為零來(lái)實(shí)現(xiàn)。與逐漸減小和各種矢量角度組合，間隔將更一般化一不具有突然的邊界。該加權(quán)還為本發(fā)明提供組合矢量圖像的方式。這允許增強(qiáng)圖像可以具有更多和/或不同的定義。
[0176]本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員將意識(shí)到，可以使用到目前為止引入的概念(像素比較、矢量比較、平均、跳過(guò)間隔等)的組合來(lái)產(chǎn)生多種多樣的比較。同樣地對(duì)于每一個(gè)這樣的比較，可以定義一個(gè)或多個(gè)分?jǐn)?shù)。這樣的分?jǐn)?shù)可以被分配給單個(gè)像素、像素集合、像素矢量等。因此，基于本文中呈現(xiàn)的教導(dǎo)和指導(dǎo)，所有這樣的比較和相應(yīng)的分?jǐn)?shù)意圖在所公開(kāi)的實(shí)施例的等同形式的范圍和意義內(nèi)。
[0177]圖1OA和1B示出可以如何基于利用最小者和最大者的一個(gè)或多個(gè)分?jǐn)?shù)來(lái)調(diào)整質(zhì)心像素值以定義質(zhì)心像素分?jǐn)?shù)。圖1OA中的垂直線示出可以與像素相關(guān)聯(lián)的值的范圍{O, I}。
[0178]圖1OA示出最小像素的調(diào)整。在第一個(gè)示例中，質(zhì)心像素具有起始值0.2。一般來(lái)講，具有最小分?jǐn)?shù)的像素將被減小。該減小可以表達(dá)為百分比。百分比減小可以選擇為分?jǐn)?shù)的函數(shù)。例如，假定選擇將0.2值減小區(qū)間{0.2，0}的0.5倍，則如所示，新值將為0.1。在另一個(gè)示例中，像素具有值0.7，并且具有某個(gè)最小分?jǐn)?shù)。如果在該示例中，值也要減小區(qū)間{0.7,0}的0.5倍，則如所示，新值將減小到0.35。這些示例假定50%減小。這是任意選擇。任意其它百分比或變化曲線也可以如各種算法所確定的那樣被選擇。在另外的示例中，值不需要減小，而是可以通過(guò)相同的方法增大。對(duì)于具有最大分?jǐn)?shù)的像素將是如此。
[0179]在圖1OB中，質(zhì)心像素值增大。這示出可以如何基于一個(gè)或多個(gè)分?jǐn)?shù)來(lái)調(diào)整質(zhì)心像素值。圖1OB中的垂直線示出像素值的范圍{0，I}。在圖1OB中，最小值為0，最大值為
I。圖1OB示出最大像素的調(diào)整。在第一個(gè)示例中，質(zhì)心像素具有起始值0.3。一般來(lái)講，具有最大分?jǐn)?shù)的像素將被增大。該增大可以表達(dá)為百分比。百分比增大可以是分?jǐn)?shù)的函數(shù)。例如，假定選擇將0.3像素值增大區(qū)間{0.3，1}的0.5倍，則新值將為0.65—如所表示的那樣。在另一個(gè)示例中，像素具有值0.9，并且具有某個(gè)最大分?jǐn)?shù)。如果在該示例中，值也要增大區(qū)間{0.9，1}的0.5倍，則如所示，它將增大到0.95。這些示例假定50%增大。任意其它百分比或變化曲線也可以如各種算法所確定的那樣被選擇。
[0180]圖1OC示出可以如何基于增量對(duì)來(lái)調(diào)整像素的值。圖1OC中的垂直線示出值的范圍{0，1}可以與像素相關(guān)聯(lián)。這里，百分比調(diào)整不表示要被調(diào)整的值與I或O之間的差的減??；它表示增量對(duì)中的增量增大的百分比。不是僅調(diào)整一個(gè)像素的值來(lái)減小它與O或I之間的差，而是調(diào)整兩個(gè)像素的值來(lái)增大它們之間的差。通過(guò)使用0.15的增量對(duì)閾值示例和50%的調(diào)整值，下部的像素的值將降低至0.26，上部的像素的值將增大至0.48，使差從0.15增大到0.22— 50%增大。此外，可以使用閾值。例如，為了有資格進(jìn)行這種類型的調(diào)整，增量對(duì)必須具有至少0.15的差。
[0181]圖1OD示出可以如何基于矢量來(lái)調(diào)整質(zhì)心像素值。圖1OD中的垂直線示出可以與像素相關(guān)聯(lián)的值的范圍{0，1}。當(dāng)與質(zhì)心像素相關(guān)聯(lián)的主矢量被確定時(shí)，然后可以調(diào)整質(zhì)心像素。在該示例中，像素增大50%，從0.3的值增大到0.65。
[0182]調(diào)整函數(shù)是用于調(diào)整值的函數(shù)。調(diào)整函數(shù)可以選擇為取在范圍{0，1}中給出的輸入值“r”，并且返回也位于范圍{0，1}中的相應(yīng)的調(diào)整值“S”。一般來(lái)講，該函數(shù)可以使用通用函數(shù)“T”被指定為:s = T(r，c)，其中，參數(shù)“c”與以上定義的一個(gè)或多個(gè)分?jǐn)?shù)相關(guān)。根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，可以構(gòu)造可以包括分?jǐn)?shù)信息“c”的許多調(diào)整函數(shù)。在一個(gè)實(shí)施例中，可以選擇冪次函數(shù)。例如，起始值“r”可以根據(jù)以下函數(shù)變換為新的值“s”:
[0183]s = r+(l_r) *cp*f,
[0184]其中，“p”是用戶選擇指數(shù)，“f ”是取決于“c”的最大值和“P”的歸一化因子。例如，“P”可以選擇為任意正實(shí)數(shù)。因子“f”可以選擇使得變換的值“s”將位于區(qū)間{0，1}內(nèi)。該特定選擇假定輸入值“r”也位于區(qū)間{0，1}內(nèi)。例如，如果計(jì)數(shù)“c”的最大值為“cmax”，則歸一化因子選擇為:f = l/(cmax)p0
[0185]在另一個(gè)示例實(shí)施例中，調(diào)整函數(shù)可以是:
[0186]s = r-r*cp*f
[0187]可以使用任意函數(shù)。所有這樣的調(diào)整函數(shù)都被認(rèn)為在所公開(kāi)的實(shí)施例的范圍內(nèi)。在實(shí)施例中，參數(shù)“c”可以選擇為分?jǐn)?shù)(即，最小分?jǐn)?shù)、最大分?jǐn)?shù)等)中的一個(gè)。
[0188]圖11是示出根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的用于產(chǎn)生數(shù)字圖像的評(píng)分像素調(diào)整的方法的流程圖。在該方法中，接收1104具有一批像素的數(shù)字圖像1102，其中每個(gè)像素具有相應(yīng)的值。該數(shù)字圖像可以例如從本地或遠(yuǎn)程數(shù)字儲(chǔ)存器或者從圖像捕獲設(shè)備接收。此外，對(duì)于多個(gè)像素中的每一個(gè)的以下操作1106中的至少一個(gè)被執(zhí)行:確定最小分?jǐn)?shù)，確定最大分?jǐn)?shù)，確定增量對(duì)分?jǐn)?shù)，以及確定矢量分?jǐn)?shù)。接著，基于以下中的至少一個(gè)來(lái)調(diào)整1108像素值:最小分?jǐn)?shù)、最大分?jǐn)?shù)、一個(gè)或多個(gè)增量對(duì)分?jǐn)?shù)以及一個(gè)或多個(gè)矢量分?jǐn)?shù)，以產(chǎn)生相應(yīng)的調(diào)整像素值。接著，基于調(diào)整像素值來(lái)產(chǎn)生1110調(diào)整圖像。最后，調(diào)整圖像1114被輸出1112。在該方法中，獲得、確定、產(chǎn)生和輸出由一個(gè)或多個(gè)機(jī)器執(zhí)行。根據(jù)本發(fā)明，輸出包括顯不、打印、存儲(chǔ)或傳輸調(diào)整圖像中的任意一個(gè)(以下相對(duì)于圖12進(jìn)行討論)。
[0189]圖12是示出根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的用于產(chǎn)生數(shù)字圖像的評(píng)分像素調(diào)整的計(jì)算機(jī)實(shí)現(xiàn)的系統(tǒng)1200的框圖。
[0190]系統(tǒng)1200包括接收器模塊1204、分?jǐn)?shù)產(chǎn)生模塊1206、值調(diào)整模塊1208、圖像調(diào)整模塊1210以及輸出模塊1212。輸出模塊可以包括例如存儲(chǔ)設(shè)備1214和顯示設(shè)備1216。另夕卜，該系統(tǒng)可以包括混合模塊1218。
[0191]接收器模塊1204被配置為接收具有一批像素的數(shù)字圖像1202，其中每個(gè)像素具有相應(yīng)的值。該圖像可以從數(shù)據(jù)儲(chǔ)存器或者從圖像捕獲設(shè)備接收。分?jǐn)?shù)產(chǎn)生模塊1206被配置為對(duì)于多個(gè)像素中的每一個(gè)確定以下量中的至少一個(gè):最小分?jǐn)?shù)、最大分?jǐn)?shù)、一個(gè)或多個(gè)增量對(duì)分?jǐn)?shù)以及一個(gè)或多個(gè)矢量分?jǐn)?shù)。像素值調(diào)整模塊1208被配置為基于所述一個(gè)或多個(gè)分?jǐn)?shù)來(lái)調(diào)整所述多個(gè)像素的值。圖像調(diào)整模塊1210被配置為基于調(diào)整的像素值來(lái)產(chǎn)生調(diào)整圖像，并且輸出模塊被配置為輸出調(diào)整圖像。可以基于各種分?jǐn)?shù)來(lái)產(chǎn)生多個(gè)圖像。這樣的多個(gè)圖像可以使用混合模塊1218彼此組合和/或與原始輸入圖像組合。例如，可以基于最小分?jǐn)?shù)、最大分?jǐn)?shù)、增量對(duì)分?jǐn)?shù)以及矢量分?jǐn)?shù)來(lái)產(chǎn)生四個(gè)圖像。通過(guò)混合模塊1218然后可以產(chǎn)生合成圖像，其中，調(diào)整圖像中的每一個(gè)的像素分?jǐn)?shù)連同原始圖像中的像素分?jǐn)?shù)乘以百分比。因此，所得圖像的每個(gè)像素具有其通過(guò)被組合的相應(yīng)的圖像的值的加權(quán)平均而給出的值。
[0192]圖13是示例機(jī)器1300，其中，本發(fā)明的實(shí)施例或其部分可以實(shí)現(xiàn)為計(jì)算機(jī)可讀代碼形式的程序指令。作為示例，機(jī)器1300可以是基于處理器的計(jì)算設(shè)備。這樣的基于處理器的計(jì)算設(shè)備也通常被稱為計(jì)算機(jī)。
[0193]圖13中示出的系統(tǒng)的組件或模塊可以在一個(gè)或多個(gè)計(jì)算機(jī)系統(tǒng)1300或其它處理系統(tǒng)中使用硬件、軟件、固件、具有存儲(chǔ)在其上的指令的有形計(jì)算機(jī)可讀介質(zhì)或其組合來(lái)實(shí)現(xiàn)。
[0194]系統(tǒng)1300可以包括一個(gè)或多個(gè)處理器1302、GPU 1314、一個(gè)或多個(gè)非易失性存儲(chǔ)介質(zhì)1304、一個(gè)或多個(gè)存儲(chǔ)器設(shè)備1306、通信基礎(chǔ)設(shè)施1308、顯示設(shè)備1310以及通信接口1312。處理器1302可以包括任意傳統(tǒng)的或特殊用途的處理器，包括但不限于，數(shù)字信號(hào)處理器(DSP)、現(xiàn)場(chǎng)可編程門陣列(FPGA)以及專用集成電路(ASIC)。
[0195]GPU 1314(圖形處理單元)是并行地執(zhí)行為復(fù)雜圖形和數(shù)學(xué)運(yùn)算而選擇的指令和程序的專用處理器。
[0196]非易失性儲(chǔ)存器1304可以包括硬盤驅(qū)動(dòng)器、閃存以及可以將計(jì)算機(jī)程序指令和數(shù)據(jù)存儲(chǔ)在計(jì)算機(jī)可讀介質(zhì)上的相似設(shè)備中的一個(gè)或多個(gè)。一個(gè)或多個(gè)非易失性存儲(chǔ)設(shè)備1304可以是可移動(dòng)存儲(chǔ)設(shè)備。
[0197]存儲(chǔ)器設(shè)備1306可以包括一個(gè)或多個(gè)易失性存儲(chǔ)器設(shè)備，諸如但不限于，隨機(jī)存取存儲(chǔ)器。通信基礎(chǔ)設(shè)施1308可以包括一個(gè)或多個(gè)設(shè)備互連總線，諸如以太網(wǎng)、外圍組件互連(PCI)等。
[0198]一般地，計(jì)算機(jī)指令被一個(gè)或多個(gè)處理器1302執(zhí)行，并且可以被存儲(chǔ)在非易失性存儲(chǔ)介質(zhì)1304和存儲(chǔ)器設(shè)備1306中。
[0199]顯示器1310允許計(jì)算機(jī)操作的結(jié)果被顯示給用戶或應(yīng)用程序開(kāi)發(fā)者。這可以是屏幕或打印機(jī)或任意其它顯示設(shè)備。
[0200]通信接口 1312允許軟件和數(shù)據(jù)在計(jì)算機(jī)系統(tǒng)1300與外部設(shè)備之間傳送。通信接口 1312可以包括調(diào)制解調(diào)器、網(wǎng)絡(luò)接口(諸如以太網(wǎng)卡)、通信端口、USB插槽和卡、等等。經(jīng)由通信接口 1312傳送的軟件和數(shù)據(jù)可以為信號(hào)的形式，所述信號(hào)可以是電信號(hào)、電磁信號(hào)、光信號(hào)或能夠被通信接口 1312接收的其它信號(hào)。這些信號(hào)可以經(jīng)由通信路徑提供給通信接口 1312。通信路徑攜載信號(hào)，并且可以使用電線或電纜、光纖、電話線、蜂窩電話鏈路、RF鏈路或其它通信信道來(lái)實(shí)現(xiàn)。這包括將打印圖像或⑶放入信封中并且郵寄它。
[0201]實(shí)施例還可以針對(duì)計(jì)算機(jī)程序產(chǎn)品，這些計(jì)算機(jī)程序產(chǎn)品包括存儲(chǔ)在任意計(jì)算機(jī)可讀介質(zhì)上的軟件的形式的程序指令。這樣的軟件在被一個(gè)或多個(gè)數(shù)據(jù)處理設(shè)備執(zhí)行時(shí)使所述設(shè)備如本文中描述的那樣操作。本發(fā)明的實(shí)施例可以利用任意計(jì)算機(jī)可讀介質(zhì)。計(jì)算機(jī)可讀介質(zhì)的示例包括但不限于，主存儲(chǔ)設(shè)備(例如，任意類型的隨機(jī)存取存儲(chǔ)器)、二級(jí)存儲(chǔ)設(shè)備(例如，硬盤驅(qū)動(dòng)器、軟盤、USB、⑶ROM、ZIP盤、磁帶、磁存儲(chǔ)設(shè)備、光存儲(chǔ)設(shè)備、MEM、納米技術(shù)存儲(chǔ)設(shè)備等)。
[0202]一般地，計(jì)算機(jī)指令被一個(gè)或多個(gè)處理器1302執(zhí)行，并且可以被存儲(chǔ)在非易失性存儲(chǔ)介質(zhì)1304或存儲(chǔ)器設(shè)備1306中。計(jì)算機(jī)指令可以以編譯文件、可執(zhí)行文件或共享庫(kù)存儲(chǔ)在系統(tǒng)1300上。計(jì)算機(jī)指令還可以包括在由處理器1302操縱的軟件堆棧的層、例程、子例程中。
[0203]圖14示出被配置為產(chǎn)生組合調(diào)整圖像1414以及一個(gè)或多個(gè)二次圖像1420的系統(tǒng)1400。系統(tǒng)1400是系統(tǒng)1200的一般化。圖14中示出的系統(tǒng)的組件或模塊可以在一個(gè)或多個(gè)計(jì)算機(jī)系統(tǒng)1300或其它處理系統(tǒng)中使用硬件、軟件、固件、具有存儲(chǔ)在其上的指令的有形計(jì)算機(jī)可讀介質(zhì)或其組合來(lái)實(shí)現(xiàn)。
[0204]系統(tǒng)1400包含用于產(chǎn)生分?jǐn)?shù)的模塊1404、用于調(diào)整值的模塊1406以及用于產(chǎn)生調(diào)整圖像的模塊1408。模塊1404(1)被配置為如果控制開(kāi)關(guān)1402(1)接通，則接收原始圖像1402。模塊1404(1)確定最小分?jǐn)?shù)并且模塊輸出是模塊1406(1)的輸入。另外，該輸出可以用于產(chǎn)生輔助圖像(輔助圖像輸出未示出)。模塊1406(1)基于模塊1404(1)產(chǎn)生的最小分?jǐn)?shù)來(lái)調(diào)整值，并且向模塊1408 (I)提供輸入。模塊1408 (I)產(chǎn)生基于最小的圖像?；谧钚〉膱D像是通過(guò)從原始圖像1402選擇多個(gè)像素并且根據(jù)最小分?jǐn)?shù)調(diào)整像素值而產(chǎn)生的新圖像。
[0205]模塊1404(2)被配置為如果控制開(kāi)關(guān)1402(2)接通，則接收原始圖像1402。模塊1404(2)確定最大分?jǐn)?shù)，并且模塊輸出是模塊1406(2)的輸入。另外，該輸出可以用于產(chǎn)生輔助圖像(輔助圖像輸出未示出)。模塊1406(2)基于模塊1404(2)產(chǎn)生的最大分?jǐn)?shù)來(lái)調(diào)整值，并且向模塊1408(2)提供輸入。模塊1408(2)產(chǎn)生基于最大的圖像。基于最大的圖像是通過(guò)從原始圖像1402選擇多個(gè)像素并且根據(jù)最大分?jǐn)?shù)調(diào)整像素值而產(chǎn)生的新圖像。
[0206]模塊1404(3)被配置為如果控制開(kāi)關(guān)1402(3)接通，則接收原始圖像1402。模塊1404(3)確定增量對(duì)分?jǐn)?shù)，并且模塊1404(3)的輸出作為輸入提供給模塊1406 (3)。另外，該輸出可以用于產(chǎn)生輔助圖像(輔助圖像輸出未示出)。模塊1406(3)基于模塊1404(3)產(chǎn)生的增量對(duì)分?jǐn)?shù)來(lái)調(diào)整值，并且向模塊1408(3)提供輸入。模塊1408 (3)產(chǎn)生基于增量對(duì)的圖像?；谠隽繉?duì)的圖像是通過(guò)從原始圖像1402選擇多個(gè)像素并且根據(jù)增量對(duì)分?jǐn)?shù)調(diào)整像素值而產(chǎn)生的新圖像。
[0207]模塊1404(4)被配置為如果控制開(kāi)關(guān)1402(4)接通，則接收原始圖像1402。模塊1404(4)確定基于矢量的分?jǐn)?shù)，并且模塊1404(4)的輸出作為輸入提供給模塊1406(4)。另外，該輸出可以用于產(chǎn)生輔助圖像(輔助圖像輸出未示出)。模塊1406(4)基于模塊1404(4)產(chǎn)生的基于矢量的分?jǐn)?shù)來(lái)調(diào)整值，并且向模塊1408(4)提供輸入。模塊1408(4)產(chǎn)生基于矢量的圖像?；谑噶康膱D像是通過(guò)從原始圖像1402選擇多個(gè)像素并且根據(jù)基于矢量的分?jǐn)?shù)調(diào)整像素值而產(chǎn)生的新圖像。
[0208]接著，模塊1412被配置為產(chǎn)生組合調(diào)整圖像，該組合調(diào)整圖像是通過(guò)組合以下中的兩個(gè)或更多個(gè)而產(chǎn)生的新圖像:基于最小的圖像、基于最大的圖像、基于增量對(duì)的圖像以及基于矢量的圖像。組合調(diào)整圖像的每個(gè)像素的值被分配為以下中的兩個(gè)或更多個(gè)的相應(yīng)值的固定百分比:基于最小的圖像、基于最大的圖像、基于增量對(duì)的圖像以及基于矢量的圖像。在組合調(diào)整圖像中，基于最小的圖像被分配固定百分比1410(1)，基于最大的圖像被分配固定百分比1410(2)，基于增量對(duì)的圖像被分配固定百分比1410(3)，基于矢量的圖像被分配固定百分比1410(4)。在產(chǎn)生組合調(diào)整圖像時(shí)，百分比的和1410 (I) +1410 (2) +1410 (3) +1410 (4) = 100%。另外，原始圖像的相應(yīng)百分比 1410(5)也可以被組合以產(chǎn)生組合調(diào)整圖像。在這種情況下，相對(duì)百分比將滿足1410(1)+1410(2)+1410
(3)+1410(4)+1410(5) = 100%。所得的組合調(diào)整圖像然后可以作為輸出1414提供。組合調(diào)整圖像可以通過(guò)顯示、存儲(chǔ)或傳輸組合調(diào)整圖像來(lái)被輸出1414。
[0209]除了以上所討論的調(diào)整圖像1408及其組合之外，輸出圖像1414還可以采取另外的形式。例如，圖像可以直接從像素分?jǐn)?shù)產(chǎn)生。例如，不是調(diào)整圖像的像素值來(lái)產(chǎn)生新圖像，而是新圖像可以具有直接由分?jǐn)?shù)給出的值。另外，如本領(lǐng)域所已知的，輸入或輸出圖像1414可以是直方圖圖像，其為數(shù)字圖像的單個(gè)像素值計(jì)數(shù)的表格和/或圖形表示。
[0210]除了輸出組合調(diào)整圖像1414之外，組合調(diào)整圖像還可以作為輸入提供給模塊1416 (I)、1416 (2)和1416(3)中的一個(gè)或多個(gè)。模塊1416 (I)被配置為產(chǎn)生差圖像，該差圖像是通過(guò)從原始圖像減去組合調(diào)整圖像的值而產(chǎn)生的新圖像。模塊1416(2)被配置為產(chǎn)生比較圖像，該比較圖像是作為調(diào)整圖像和原始圖像的并排比較的新圖像。模塊1416(3)被配置為產(chǎn)生混合圖像，該混合圖像是通過(guò)將調(diào)整圖像與原始圖像組合而產(chǎn)生的新圖像?；旌蠄D像中的每個(gè)像素的值是調(diào)整圖像和原始圖像中的相應(yīng)值的百分比加權(quán)平均。
[0211]接著，模塊1416 (I)、1416 (2)和1416(3)的輸出被輸入到模塊1418，模塊1418被配置為產(chǎn)生一個(gè)或多個(gè)二次圖像。二次圖像是差圖像、比較圖像、混合圖像或其任意組合中的任意一個(gè)。
[0212]所得的二次圖像被輸出1420。二次圖像可以通過(guò)顯示、打印、存儲(chǔ)或傳輸它來(lái)被輸出。
[0213]以上已經(jīng)在示出指定功能及其關(guān)系的實(shí)現(xiàn)的功能構(gòu)建塊的幫助下描述了實(shí)施例。這些功能構(gòu)建塊的邊界為了描述的方便在本文中已被定義?？梢远x可替代的邊界，只要適當(dāng)?shù)貓?zhí)行指定功能及其關(guān)系即可。
[0214]前面特定實(shí)施例的描述將充分地揭示本發(fā)明的一般性質(zhì)，使得其它人可以通過(guò)應(yīng)用本領(lǐng)域的技能內(nèi)的知識(shí)，在沒(méi)有過(guò)度實(shí)驗(yàn)的情況下，在不脫離本發(fā)明的一般概念的情況下，容易針對(duì)各種應(yīng)用調(diào)整和/或修改這樣的特定實(shí)施例。因此，基于本文中呈現(xiàn)的教導(dǎo)和指導(dǎo)，這樣的修改和調(diào)整意圖在所公開(kāi)的實(shí)施例的意義和范圍內(nèi)。要理解，本文中的措辭或術(shù)語(yǔ)是為了描述的目的，而不具有限制性，使得本說(shuō)明書(shū)的術(shù)語(yǔ)或措辭要被本領(lǐng)域技術(shù)人員根據(jù)教導(dǎo)和指導(dǎo)進(jìn)行解釋。
[0215]
【發(fā)明內(nèi)容】
和摘要部分可能沒(méi)有闡述發(fā)明人所設(shè)想的本發(fā)明的所有示例性實(shí)施例，因此，并非意圖以任意方式限制本發(fā)明和權(quán)利要求書(shū)。
[0216]本發(fā)明的廣度和范圍不應(yīng)由上述示例性實(shí)施例中的任意一個(gè)限制，而是應(yīng)僅根據(jù)隨附的權(quán)利要求書(shū)及其等同形式來(lái)定義。
【權(quán)利要求】
1.一種機(jī)器實(shí)現(xiàn)的方法,包括: 接收具有一批像素的數(shù)字圖像，每個(gè)像素具有相應(yīng)的值； 將每個(gè)像素作為被鄰近像素包圍的質(zhì)心像素進(jìn)行處理； 對(duì)于多個(gè)質(zhì)心像素中的每一個(gè)執(zhí)行以下操作中的至少一個(gè): 確定最小分?jǐn)?shù)， 確定最大分?jǐn)?shù)， 確定增量對(duì)分?jǐn)?shù)，和 確定矢量分?jǐn)?shù)； 基于所執(zhí)行的操作來(lái)調(diào)整所述多個(gè)質(zhì)心像素中的每一個(gè)的值以產(chǎn)生相應(yīng)的調(diào)整的質(zhì)心像素值； 基于調(diào)整的質(zhì)心像素值來(lái)產(chǎn)生調(diào)整的數(shù)字圖像；以及 輸出調(diào)整的數(shù)字圖像， 其中，所述接收、執(zhí)行、調(diào)整、產(chǎn)生以及輸出由一個(gè)或多個(gè)機(jī)器執(zhí)行。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中，通過(guò)檢查鄰近像素非相鄰對(duì)的值并且對(duì)對(duì)的數(shù)量進(jìn)行計(jì)數(shù)來(lái)確定每個(gè)質(zhì)心像素的最小分?jǐn)?shù)，對(duì)于所述對(duì)，給定的非相鄰對(duì)中的每個(gè)像素的值比各質(zhì)心像素的值大至少一閾值，該閾值大于或等于零。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中，通過(guò)檢查鄰近像素非相鄰對(duì)的值并且對(duì)對(duì)的數(shù)量進(jìn)行計(jì)數(shù)來(lái)確定每個(gè)質(zhì)心像素的最大分?jǐn)?shù)，對(duì)于所述對(duì)，給定的非相鄰對(duì)中的每個(gè)像素的值比各質(zhì)心像素的值小至少一閾值，該閾值大于或等于零。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中，通過(guò)將每個(gè)質(zhì)心像素的值與選自由以下組成的組的至少一個(gè)進(jìn)行比較來(lái)確定增量對(duì):鄰近像素以及鄰近像素組，鄰近像素組的值等于所述組中的像素的值的平均，并且其中，如果差大于閾值，則它們是增量對(duì)分?jǐn)?shù)等于該差的增量對(duì)。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，進(jìn)一步包括: 將多個(gè)像素矢量線段(矢量)與每個(gè)質(zhì)心像素相關(guān)聯(lián)，其中，每個(gè)矢量在通過(guò)與該質(zhì)心像素相關(guān)聯(lián)的若干個(gè)鄰近像素的方向上延伸，并且在該質(zhì)心像素處終止； 通過(guò)計(jì)算選自由以下組成的組的至少一個(gè)來(lái)對(duì)于與特定的質(zhì)心像素相關(guān)聯(lián)的像素矢量確定每個(gè)矢量的分?jǐn)?shù)(矢量分?jǐn)?shù)): 所述矢量中的那些像素的值的平均，和 被所述矢量交叉的像素的值的加權(quán)平均，其中，每個(gè)像素的權(quán)重是選自由以下組成的組的至少一個(gè): 所述像素離質(zhì)心像素的距離的函數(shù)， 所述矢量與像素交叉的部分的長(zhǎng)度的函數(shù)，和 所述矢量與像素交叉的部分的面積的函數(shù)； 將所述質(zhì)心像素的值與其相關(guān)聯(lián)的矢量的分?jǐn)?shù)進(jìn)行比較；以及 基于選自由以下組成的組的至少一個(gè)來(lái)調(diào)整所述質(zhì)心像素的值: 其分?jǐn)?shù)與所述質(zhì)心像素最不同的主矢量的分?jǐn)?shù)， 任一其它矢量的分?jǐn)?shù)，和 矢量分?jǐn)?shù)的任意組合。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中，基于選自由以下組成的組的至少一個(gè)來(lái)選擇與任意給定的質(zhì)心像素相關(guān)聯(lián)的矢量: 限于八個(gè)主要的羅經(jīng)點(diǎn)方向； 數(shù)量上為八個(gè)，并且角度上相等地隔開(kāi)，但是不限于羅經(jīng)點(diǎn)方向； 具有除了八個(gè)之外的數(shù)量，并且角度上相等地隔開(kāi)； 具有任意數(shù)量和任意角度間距； 全部為像素上相同的長(zhǎng)度； 全部為幾何上相同的長(zhǎng)度； 具有兩個(gè)或更多個(gè)像素上不同的長(zhǎng)度； 具有兩個(gè)或更多個(gè)幾何上定義的不同的長(zhǎng)度； 具有固定的寬度或者不具有寬度；和 具有變化的寬度，其中，所述寬度是離所述質(zhì)心像素的距離的函數(shù)。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中，確定最小、最大、增量對(duì)以及矢量分?jǐn)?shù)中的至少一個(gè)包括選自由以下組成的組的至少一個(gè):跳過(guò)鄰近像素的間隔、以及像素的下采樣。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中，所述數(shù)字圖像包括灰度圖像、彩色圖像、3維圖像、電影或3維電影。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中，所述質(zhì)心像素值通過(guò)像素值的剩余范圍的百分比來(lái)調(diào)整。
10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，進(jìn)一步包括輸出選自由以下組成的組的至少一個(gè):二次圖像、混合二次圖像以及輔助分?jǐn)?shù)圖像。
11.一種機(jī)器實(shí)現(xiàn)的圖像處理系統(tǒng)，包括: 接收器模塊，所述接收器模塊被配置為接收具有一批像素的數(shù)字圖像，每個(gè)像素具有相應(yīng)的值； 分?jǐn)?shù)產(chǎn)生模塊，所述分?jǐn)?shù)產(chǎn)生模塊被配置為將每個(gè)像素作為被鄰近像素包圍的質(zhì)心像素進(jìn)行處理并且對(duì)于多個(gè)質(zhì)心像素中的每一個(gè)執(zhí)行以下操作中的至少一個(gè): 確定最小分?jǐn)?shù)， 確定最大分?jǐn)?shù)， 確定增量對(duì)分?jǐn)?shù)，和 確定矢量分?jǐn)?shù)； 調(diào)整模塊，所述調(diào)整模塊被配置為基于所執(zhí)行的操作來(lái)調(diào)整所述多個(gè)質(zhì)心像素中的每一個(gè)的值以產(chǎn)生相應(yīng)的調(diào)整的質(zhì)心像素值； 圖像產(chǎn)生模塊，所述圖像產(chǎn)生模塊被配置為基于調(diào)整的質(zhì)心像素值來(lái)產(chǎn)生調(diào)整的數(shù)字圖像；以及 輸出模塊，所述輸出模塊被配置為輸出調(diào)整的數(shù)字圖像。
12.根據(jù)權(quán)利要求11所述的系統(tǒng)，其中，所述分?jǐn)?shù)產(chǎn)生模塊進(jìn)一步被配置為通過(guò)檢查鄰近像素非相鄰對(duì)的值并且對(duì)對(duì)的數(shù)量進(jìn)行計(jì)數(shù)來(lái)確定每個(gè)質(zhì)心像素的最小分?jǐn)?shù)，對(duì)于所述對(duì)，給定的非相鄰對(duì)中的每個(gè)像素的值比各質(zhì)心像素的值大至少一閾值，該閾值大于或等于零。
13.根據(jù)權(quán)利要求11所述的系統(tǒng)，其中，所述分?jǐn)?shù)產(chǎn)生模塊進(jìn)一步被配置為通過(guò)檢查鄰近像素非相鄰對(duì)的值并且對(duì)對(duì)的數(shù)量進(jìn)行計(jì)數(shù)來(lái)確定每個(gè)質(zhì)心像素的最大分?jǐn)?shù)，對(duì)于所述對(duì)，給定的非相鄰對(duì)中的每個(gè)像素的值比各質(zhì)心像素的值小至少一閾值，該閾值大于或等于零。
14.根據(jù)權(quán)利要求11所述的系統(tǒng)，其中，所述分?jǐn)?shù)產(chǎn)生模塊進(jìn)一步被配置為通過(guò)將每個(gè)質(zhì)心像素的值與選自由以下組成的組的至少一個(gè)進(jìn)行比較來(lái)確定增量對(duì)和增量對(duì)分?jǐn)?shù): 鄰近像素以及鄰近像素組，鄰近像素組的值等于所述組中的像素的值的平均，并且其中，如果差大于閾值，則它們是增量對(duì)分?jǐn)?shù)等于該差的增量對(duì)。
15.根據(jù)權(quán)利要求11所述的系統(tǒng)，其中，所述分?jǐn)?shù)產(chǎn)生模塊進(jìn)一步被配置為:將多個(gè)像素矢量線段(矢量)與每個(gè)質(zhì)心像素相關(guān)聯(lián)，其中，每個(gè)矢量在通過(guò)與該質(zhì)心像素相關(guān)聯(lián)的若干個(gè)鄰近像素的方向上延伸，并且在該質(zhì)心像素處終止； 通過(guò)計(jì)算選自由以下組成的組的至少一個(gè)來(lái)對(duì)于與特定的質(zhì)心相關(guān)聯(lián)的像素矢量確定每個(gè)矢量的分?jǐn)?shù)(矢量分?jǐn)?shù)): 所述矢量中的那些像素的值的平均，和 被所述矢量交叉的像素的值的加權(quán)平均，其中，每個(gè)像素的權(quán)重是選自由以下組成的組的至少一個(gè): 所述像素離質(zhì)心像素的距離的函數(shù)， 所述矢量與像素交叉的部分的長(zhǎng)度的函數(shù)，和 所述矢量與像素交叉的部分的面積的函數(shù)； 將所述質(zhì)心像素的值與其相關(guān)聯(lián)的矢量的分?jǐn)?shù)進(jìn)行比較；以及 基于選自由以下組成的組的至少一個(gè)來(lái)調(diào)整所述質(zhì)心像素的值: 其分?jǐn)?shù)與所述質(zhì)心像素最不同的主矢量的分?jǐn)?shù)， 任一其它矢量的分?jǐn)?shù)，和 矢量分?jǐn)?shù)的任意組合。
16.根據(jù)權(quán)利要求11所述的系統(tǒng)，其中，所述分?jǐn)?shù)產(chǎn)生模塊進(jìn)一步被配置為基于選自由以下組成的組的至少一個(gè)來(lái)選擇與任意給定的質(zhì)心像素相關(guān)聯(lián)的矢量: 限于八個(gè)主要的羅經(jīng)點(diǎn)方向； 數(shù)量上為八個(gè)，并且角度上相等地隔開(kāi)，但是不限于羅經(jīng)點(diǎn)方向； 具有除了八個(gè)之外的數(shù)量，并且角度上相等地隔開(kāi)； 具有任意數(shù)量和任意角度間距； 全部為像素上相同的長(zhǎng)度； 全部為幾何上相同的長(zhǎng)度； 具有兩個(gè)或更多個(gè)像素上不同的長(zhǎng)度； 具有兩個(gè)或更多個(gè)幾何上定義的不同的長(zhǎng)度； 具有固定的寬度或者不具有寬度；和 具有變化的寬度，其中，所述寬度是離所述質(zhì)心像素的距離的函數(shù)。
17.根據(jù)權(quán)利要求11所述的系統(tǒng)，其中，所述分?jǐn)?shù)產(chǎn)生模塊進(jìn)一步被配置為通過(guò)執(zhí)行選自由以下組成的組的至少一個(gè)來(lái)確定最小、最大、增量對(duì)以及矢量分?jǐn)?shù):跳過(guò)鄰近像素的間隔、以及像素的下采樣。
18.根據(jù)權(quán)利要求11所述的系統(tǒng)，其中，所述數(shù)字圖像是選自由以下組成的組的至少一個(gè):灰度圖像、彩色圖像、3維圖像、電影和3維電影。
19.根據(jù)權(quán)利要求11所述的系統(tǒng)，其中，所述調(diào)整模塊被配置通過(guò)像素值的剩余范圍的百分比來(lái)調(diào)整質(zhì)心像素值。
20.根據(jù)權(quán)利要求11所述的系統(tǒng)，其中，所述系統(tǒng)進(jìn)一步被配置為輸出選自由以下組成的組的至少一個(gè):二次圖像、混合二次圖像以及輔助分?jǐn)?shù)圖像。
21.一種具有存儲(chǔ)在其上的程序指令的非暫態(tài)計(jì)算機(jī)可讀存儲(chǔ)介質(zhì)，所述程序指令在被處理器執(zhí)行時(shí)使所述處理器: 接收具有一批像素的數(shù)字圖像，每個(gè)像素具有相應(yīng)的值； 將每個(gè)像素作為被鄰近像素包圍的質(zhì)心像素進(jìn)行處理； 對(duì)于多個(gè)質(zhì)心像素中的每一個(gè)執(zhí)行以下操作中的至少一個(gè): 確定最小分?jǐn)?shù)， 確定最大分?jǐn)?shù)， 確定增量對(duì)分?jǐn)?shù)，和 確定矢量分?jǐn)?shù)； 基于所執(zhí)行的操作來(lái)調(diào)整所述多個(gè)質(zhì)心像素中的每一個(gè)的值以產(chǎn)生相應(yīng)的調(diào)整的質(zhì)心像素值； 基于調(diào)整的質(zhì)心像素值來(lái)產(chǎn)生調(diào)整的數(shù)字圖像；以及 輸出調(diào)整的數(shù)字圖像， 其中，所述接收、執(zhí)行、調(diào)整、產(chǎn)生以及輸出由一個(gè)或多個(gè)機(jī)器執(zhí)行。
22.根據(jù)權(quán)利要求21所述的計(jì)算機(jī)可讀存儲(chǔ)介質(zhì)，其中，所述程序指令進(jìn)一步包括使所述處理器執(zhí)行以下操作的計(jì)算機(jī)可讀代碼: 通過(guò)檢查鄰近像素非相鄰對(duì)的值并且對(duì)對(duì)的數(shù)量進(jìn)行計(jì)數(shù)來(lái)確定每個(gè)質(zhì)心像素的最小分?jǐn)?shù)，對(duì)于所述對(duì)，給定的非相鄰對(duì)中的每個(gè)像素的值比各質(zhì)心像素的值大至少一閾值，該閾值大于或等于零。
23.根據(jù)權(quán)利要求21所述的計(jì)算機(jī)可讀存儲(chǔ)介質(zhì)，其中，所述程序指令進(jìn)一步包括使所述處理器執(zhí)行以下操作的計(jì)算機(jī)可讀代碼: 通過(guò)檢查鄰近像素非相鄰對(duì)的值并且對(duì)對(duì)的數(shù)量進(jìn)行計(jì)數(shù)來(lái)確定每個(gè)質(zhì)心像素的最大分?jǐn)?shù)，對(duì)于所述對(duì)，給定的非相鄰對(duì)中的每個(gè)像素的值比各質(zhì)心像素的值小至少一閾值，該閾值大于或等于零。
24.根據(jù)權(quán)利要求21所述的計(jì)算機(jī)可讀存儲(chǔ)介質(zhì)，其中，所述程序指令進(jìn)一步包括使所述處理器通過(guò)將每個(gè)質(zhì)心像素的值與選自由以下組成的組的至少一個(gè)進(jìn)行比較來(lái)確定增量對(duì)的計(jì)算機(jī)可讀代碼: 鄰近像素以及鄰近像素組，鄰近像素組的值等于所述組中的像素的值的平均，并且其中，如果差大于閾值，則它們是增量對(duì)分?jǐn)?shù)等于該差的增量對(duì)。
25.根據(jù)權(quán)利要求21所述的計(jì)算機(jī)可讀存儲(chǔ)介質(zhì)，其中，所述程序指令進(jìn)一步包括使所述處理器執(zhí)行以下操作的計(jì)算機(jī)可讀代碼: 將多個(gè)像素矢量線段(矢量)與每個(gè)質(zhì)心像素相關(guān)聯(lián)，其中，每個(gè)矢量在通過(guò)與該質(zhì)心像素相關(guān)聯(lián)的若干個(gè)鄰近像素的方向上延伸，并且在該質(zhì)心像素處終止； 通過(guò)計(jì)算選自由以下組成的組的至少一個(gè)來(lái)對(duì)于與特定的質(zhì)心相關(guān)聯(lián)的像素矢量確定每個(gè)矢量的分?jǐn)?shù)(矢量分?jǐn)?shù)): 所述矢量中的那些像素的值的平均，和 被所述矢量交叉的像素的值的加權(quán)平均，其中，每個(gè)像素的權(quán)重是選自由以下組成的組的至少一個(gè): 所述像素離質(zhì)心像素的距離的函數(shù)， 所述矢量與像素交叉的部分的長(zhǎng)度的函數(shù)，和 所述矢量與像素交叉的部分的面積的函數(shù)； 將所述質(zhì)心像素的值與其相關(guān)聯(lián)的矢量的分?jǐn)?shù)進(jìn)行比較；以及 基于選自由以下組成的組的至少一個(gè)來(lái)調(diào)整所述質(zhì)心像素的值: 其分?jǐn)?shù)與所述質(zhì)心像素最不同的主矢量的分?jǐn)?shù)， 任一其它矢量的分?jǐn)?shù)，和 矢量分?jǐn)?shù)的任意組合。
26.根據(jù)權(quán)利要求21所述的計(jì)算機(jī)可讀存儲(chǔ)介質(zhì)，其中，所述程序指令進(jìn)一步包括使所述處理器基于選自由以下組成的組的至少一個(gè)來(lái)選擇與任意給定的質(zhì)心像素相關(guān)聯(lián)的矢量的計(jì)算機(jī)可讀代碼: 限于八個(gè)主要的羅經(jīng)點(diǎn)方向； 數(shù)量上為八個(gè)，并且角度上相等地隔開(kāi)，但是不限于羅經(jīng)點(diǎn)方向； 具有除了八個(gè)之外的數(shù)量，并且角度上相等地隔開(kāi)； 具有任意數(shù)量和任意角度間距； 全部為像素上相同的長(zhǎng)度； 全部為幾何上相同的長(zhǎng)度； 具有兩個(gè)或更多個(gè)像素上不同的長(zhǎng)度； 具有兩個(gè)或更多個(gè)幾何上定義的不同的長(zhǎng)度； 具有固定的寬度或者不具有寬度；和 具有變化的寬度，其中，所述寬度是離所述質(zhì)心像素的距離的函數(shù)。
27.根據(jù)權(quán)利要求21所述的計(jì)算機(jī)可讀存儲(chǔ)介質(zhì)，其中，包括使所述處理器確定最小、最大、增量對(duì)以及矢量分?jǐn)?shù)的計(jì)算機(jī)可讀代碼的程序指令進(jìn)一步包括使所述處理器執(zhí)行選自由以下組成的組的至少一個(gè)的計(jì)算機(jī)可讀代碼:跳過(guò)鄰近像素的間隔、以及像素的下采樣。
28.根據(jù)權(quán)利要求21所述的計(jì)算機(jī)可讀存儲(chǔ)介質(zhì)，其中，所述數(shù)字圖像是選自由以下組成的組的至少一個(gè):灰度圖像、彩色圖像、3維圖像、電影和3維電影。
29.根據(jù)權(quán)利要求21所述的計(jì)算機(jī)可讀存儲(chǔ)介質(zhì)，其中，所述程序指令進(jìn)一步包括使所述處理器通過(guò)像素值的剩余范圍的百分比來(lái)調(diào)整所述質(zhì)心像素值的計(jì)算機(jī)可讀代碼。
30.根據(jù)權(quán)利要求21所述的計(jì)算機(jī)可讀存儲(chǔ)介質(zhì)，其中，所述程序指令進(jìn)一步包括使所述處理器輸出選自由以下組成的組的至少一個(gè)的計(jì)算機(jī)可讀代碼:二次圖像、混合二次圖像以及輔助分?jǐn)?shù)圖像。
【文檔編號(hào)】G06T5/20GK104380340SQ201380022160
【公開(kāi)日】2015年2月25日 申請(qǐng)日期:2013年3月13日 優(yōu)先權(quán)日:2012年3月20日
【發(fā)明者】P·R·史密斯, J·W·史密斯, S·G·W·莫里斯, M·F·斯勒 申請(qǐng)人:保羅－里德－史密斯－吉塔爾斯股份合作有限公司