[发明专利]一种结合成像目标3D模型的DR图像增强方法

说明书

本发明公开了一种结合成像目标3D模型的DR图像增强方法，首先将成像目标3D模型与DR图像I(x，y)进行配准，获得DR图像I(x，y)上各点处的深度图像D(x，y)；然后，选择两种基材料，建立基材料分解模型，对其进行求解得到两个基材料分解系数图像B₁(x，y)和B₂(x，y)；接着，利用基材料分解系数图像B₁(x，y)和B₂(x，y)计算基材料分解图像I₁(x，y)和I₂(x，y)；最后，利用DR图像I(x，y)和第k个基材料图像I_k(x，y)生成DR增强图像E(x，y)。

技术领域

本发明涉及图像处理领域，尤其涉及一种结合成像目标3D模型的DR图像增强方法。

背景技术

DR利用X射线和数字化平板探测器进行摄影成像，在无损检测和临床诊断具有广泛的应用。与常规X线摄影相比，其具有分辨率高、动态范围大、剂量低等优点。但是由于它是三维目标在二维上的投影，因此存在严重的结构重叠，难以确定缺陷或病灶位置以及观察内部的细节。为了解决上述问题，提出利用图像增强或双能成像的方法来提高DR设备的性能。利用双能DR成像可以得到软组织图像和骨组织图像，提高缺陷和细节的可观察度，但是其设备复杂、成本大幅增加、辐射剂量成倍增加，并存在运动伪影。图像增强方法可以使得DR图像质量得到一定程度的提高，但是难以解决结构遮挡带来的问题，当两者重叠时，难以观察内部缺陷和细节。

现有技术中，如专利申请CN107680063A公开的一种直接数字化图像的增强方法，它通过降噪、边缘增强和干涉增强手段，以达到增强图像边缘及提高图像清晰度的目的。又如专利申请CN109544466A公开的一种基于引导滤波的彩色图像Retinex增强方法，它将引导滤波与Retinex理论相结合，主要用于解决图像动态范围窄引起的对比度与清晰度差的问题，以达到提高图像对比度与清晰度的目的。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是针对背景技术中所涉及到的缺陷，提供一种结合成像目标3D模型的DR图像增强方法，通过基材料分解实现DR图像增强图像。

本发明为解决上述技术问题采用以下技术方案：

一种结合成像目标3D模型的DR图像增强方法，包括以下步骤：

步骤1：将成像目标3D模型与DR图像I(x，y)进行配准，获得与DR图像I(x，y)对应的深度图像D(x，y)；

步骤2：选择两种基材料，建立基材料分解模型，对其进行求解得到两种基材料分解系数图像B₁(x，y)和B₂(x，y)；

步骤3：利用基材料分解系数图像B₁(x，y)和B₂(x，y)计算基材料分解图像I₁(x，y)和I₂(x，y)；

步骤4：利用DR图像I(x，y)和第k个基材料图像I_k(x，y)生成DR增强图像E(x，y)。

作为本发明一种结合成像目标3D模型的DR图像增强方法进一步的优化方案，步骤1中深度图像D(x，y)计算的方法为：

首先对成像目标3D模型进行虚拟投影，生成投影深度图像D_p(x，y)；接着对D_p(x，y)和I(x，y)进行图像配准，得到空间几何变换函数T(x，y)；最后按如下公式计算深度图像D(x，y)：

D(x，y)＝D_p(T(x，y))。

作为本发明一种结合成像目标3D模型的DR图像增强方法进一步的优化方案，步骤2中基材料分解模型为：