[发明专利]一种对医学灰度图像信号进行伪彩色处理的方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种图像信号的处理方法，尤其是涉及一种对医学灰度图像信号进行伪彩色处理的方法。

背景技术

随着数字图像处理技术在医学中的广泛应用，人们正努力研究改善医学图像质量，试图通过各种处理手段从图像中获取更多、更准确的诊断信息，最终提高疾病的诊断水平。但是大多数医学图像如X射线、B超、CT、MRI为黑白图像，由于人眼对黑白灰度级的分辨能力较差，一般只能辨别二十几个灰度等级，因此一些细微灰度变化不能从图像中分辨出来。但是根据人眼的生理特征，人眼对彩色的变化远比对灰度的变化敏感，能同时区分上千种不同亮度、色调、饱和度的彩色图像。为了充分发挥人眼对彩色的视觉能力，人们往往将黑白图像变换为彩色图像，把人眼不能区分的微小灰度差别显示为明显色彩差异，即所谓伪彩色处理，从而使观察者能从伪彩色图像中提取更多的信息。

因此，对医学灰度图像进行伪彩色处理，使人眼能更充分地分辨和利用图像的信息是迫切需要解决的问题。目前，对灰度图像进行伪彩色处理的方法主要有密度分层法、灰度-彩色映射法和频率滤波法。

最简单的伪彩色处理方法是密度分层法，又叫灰度分层法。此方法主要通过将不同的灰度级赋予不同的颜色实现图像的伪彩色处理，但是伪彩色处理后的图像视觉效果不理想，彩色生硬，不够调和，并且当灰度级分层较多时，算法非常繁琐。

最常用的伪彩色处理方法是灰度-彩色映射法，典型的线性伪彩色处理方法，将黑白灰度图像变为具有多种颜色渐变的连续彩色图像，实现简单。如图1a、图1b、图1c和图1d所示，分别给出了线性灰度-彩色映射法的红色变换函数图、绿色变换函数图、蓝色变换函数图以及红绿蓝三色合成变换函数图。从图1d中可知，当灰度为L时呈纯红色，灰度为L/2时呈纯绿色，灰度为零时呈纯蓝色，当灰度为除L、L/2和零外的其它值时将由三基色(红、绿、蓝)混合成不同的色调。这种方法转换的伪彩色一般变化较均匀，颜色较丰富，但是存在一些缺点：

(1)灰度-彩色映射法仅仅根据灰度级别信息进行编码，没有突出图像中的边缘区域，而这些区域往往是病灶区域，从而不能准确的确定病灶所在；

(2)灰度-彩色映射法对于具有整体灰暗、明暗对比度差、组织间的边缘不明显等特征的医学图像，常常使得某些病灶区与灰暗的背景区域难以辨别；

(3)灰度-彩色映射法算法缺少灵活性，灰度值一旦确定，对应的颜色也确定了，即一幅灰度图像对应唯一的一幅彩色图像，不能满足医学图像不同的需求。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提出一种对医学灰度图像信号进行伪彩色处理的方法，在保证图像质量和提高对比度的前提下，使得医学图像轮廓更加清晰，突出了病灶区域，并增加了算法的灵活性。

本发明解决上述技术问题所采用的技术方案为：一种对医学灰度图像信号进行伪彩色处理的方法，其特征在于它包括以下步骤：

(1)利用高斯低通滤波器对医学灰度图像进行预处理；

(2)根据交叉梯度算子求取经预处理后的医学灰度图像的中的每个像素的梯度值，得到医学灰度图像对应的医学梯度图像；

(3)利用梯度值GR确定阈值T，T=W||▿GR||max,]]>其中，权值W∈[0，1]，为医学梯度图像梯度的最大值；

(4)比较医学梯度图像各像素的梯度值GR和阈值T，当像素的梯度值GR大于阈值T时，采用红色进行伪彩色处理，当像素的梯度值GR小于或等于阈值T时，采用非线性伪彩色处理，通过医学灰度图像信号的亮度等级函数f(x，y)得到彩色图像三通道R、G和B的变换曲线，