一种乳腺外周组织均衡的图像处理方法和装置的制造方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及医学图像处理领域，具体涉及一种乳腺外周组织均衡的图像处理方法 和装置。
【背景技术】
[0002] 乳腺组织分布特点致使中心区域与边缘区域存在大范围灰度差异，若采用固定的 亮度对比度仅可以观察到一部分组织，若采用动态范围压缩方法，压缩幅度小容易引起均 衡效果不足，压缩幅度过大又会引起噪声、伪影过强的问题，严重时还可能改变腺体组织区 域原始的灰度分布特征。
[0003] 现有技术中，通常使用大尺寸卷积核方法对乳腺外周组织均衡，该方法具体是采 用固定的压缩系数对图像作整体处理，由于乳腺靠近胸墙一侧组织信息与外周组织密度差 异较大，采用固定的压缩系数，压缩系数过大，腺体区域原始灰度特征可能会发生变化，压 缩系数过小均衡效果不足，外周组织不能完全被看清楚，因此，固定的压缩系数无法保证图 像中所有的组织都被很好地处理，另外，大尺寸卷积核方法常采用卷积核尺寸达到100? 300,致使该均衡处理的计算量非常大，处理效率较低。
[0004] 因此，如何针对乳腺外周组织进行合理高效地均衡处理已经成为乳腺组织观测临 床应用中最关注的一个技术问题。
【发明内容】
[0005] 为了解决上述技术问题，本发明提供了一种乳腺外周组织均衡的图像处理方法和 装置，既保证均衡效果又减小噪声和伪影，还提高了处理效率。
[0006] 在本发明第一方面，提供了一种乳腺外周组织均衡的图像处理方法，所述方法包 括：
[0007] 从乳腺原始图像中提取人体有效组织掩膜图像；
[0008] 对所述原始图像进行灰度变换得到待处理图像，分解所述待处理图像得到一个低 频图像和多个高频图像；
[0009] 根据所述掩膜图像、所述待处理图像和腺体组成百分比计算得到灰度映射曲线；
[0010] 采用灰度映射曲线对低频图像进行灰度映射得到映射后低频图像；
[0011] 对每个高频图像作增益处理得到增益后高频图像；
[0012] 对所述映射后低频图像和所述增益后高频图像作重构处理得到均衡后的图像。
[0013] 优选的，所述根据掩膜图像、待处理图像和腺体组成百分比计算得到灰度映射曲 线，包括：
[0014] 根据掩膜图像统计人体有效组织区域直方图，根据所述直方图、所述腺体组成百 分比和预置的外周组织百分比确定阈值Tg和Ta，以及根据腺体组成百分比确定压缩系数 Kg和Ka;其中，Tg表示腺体组织与脂肪组织灰度分割值，Ta表示脂肪组织与皮肤组织灰度 分割值；
[0015]根据Kg、Ka、Tg、Ta和所述待处理图像灰度最大值maxP确定至少三个特征点，并 根据所述至少三个特征点拟合生成灰度映射曲线。
[0016] 优选的，所述对每个高频图像作增益处理得到增益后高频图像，包括：
[0017] 根据每个高频图像对应的低频图像灰度信息确定每个高频图像对应的第一增益 系数；
[0018] 根据每个高频图像的灰度信息确定每个高频图像对应的第二增益系数；
[0019] 按照公式S/ =Gain2i*(Gainli*Si-SD+Sp计算得到增益后高频图像；其 中，Gain2i表示第i层高频图像对应的第二增益系数，Gainli表示第i层高频图像对应的 第一增益系数，Si表示第i层高频图像，S/表示增益后第i层高频图像，i的取值范围是1、 2、……N- 1、N，N是指所述多分辨率金字塔算法分解待处理图像时所采用的最大层数。
[0020] 优选的，所述根据每个高频图像对应的低频图像的灰度信息确定每个高频图像对 应的第一增益系数，包括：
[0021] 根据每层高频图像对应的低频图像确定对应的Tg和Ta，其中，Tg表示腺体组织与 脂肪组织灰度分割值，Ta表示脂肪组织与皮肤组织灰度分割值；
[0022] 按照公式Fgi=(FgN-Fa) *i/N+Fa，计算第i层高频图像腺体区域对应参数 Fgi，其中FgN是第N层高频图像腺体区域对应参数，FgN取值范围为1?5，Fa是外周组织 区域对应参数，Fa取值范围为0. 5?1;
[0023] 根据第i层高频图像特征点A1 (0,Fgi)、A2(Tg，Fgi)、A3(Ta，Fa)和A4(maxP，Fa) 拟合得到第一增益曲线，根据所述第一增益曲线确定第i层高频图像对应的第一增益系 数。
[0024] 优选的，所述根据每个高频图像的灰度信息确定每个高频图像对应的第二增益系 数，包括：
[0025]计算人体有效组织内高频增益最大值max(abs(Si(ROI)))、平均值tsl和二倍平 均值ts2,并确定衰减系数Fs，该衰减系数Fs取值范围为0. 5?1，且Fs大于Fa;Fa是外 周组织区域对应参数，Fa取值范围为0. 5?1，其中，Si(ROI)是第i层高频图像的人体有 效组织区；
[0026] 根据第i层高频图像特征点B1(0，1)、B2(tsl，l)、B3(ts2,Fs)和 BdOnaxfebsG^ROI)))，Fa)计算得到第二增益曲线，根据所述第二增益曲线确定第i层高 频图像对应的第二增益系数。
[0027] 优选的，所述对所述映射后低频图像和所述增益后高频图像作重构处理得到均衡 后的图像，包括：
[0028] 按照如下方式依次实现第i层的重构处理，其中i依次取值为N、N- 1、N- 2…… 2、1:
[0029] 对第i层高频图像对应的低频图像作内插卷积得到低频图像GRp再计算所述低频 图像GRi增益后第i层高频图像S/之间的和值GSi;每i层重构结果作为第i一 1层高频 图像对应的低频图像；
[0030] 对掩膜图像进行降采样得到降采样掩膜图像，根据降采样的掩膜图像确定图像边 缘区域Edgei;
[0031] 按照GS，Edgei> 记图像边缘区域的外轮廓区域，其中Ibi是第i层高频图 像对应的低频图像的背景中特征灰度值；
[0032]按照公式GPi= (GRi+(k*S/ *Edge^S/ * (1-Edge)))，其中k取值范围为 〇?1，计算第i层重构结果GPi，再将重构结果GPi中外轮廓区域的像素赋值为Ibi，依次实 现第i层的重构处理直到完成第1层重构处理得到均衡后的图像。
[0033] 优选的，所述分解所述待处理图像得到一个低频图像和多个高频图像具体为：采 用多分辨率金字塔算法分解所述待处理图像得到一个低频图像和多个高频图像。
[0034] 在本发明第二方面，提供了一种乳腺外周组织均衡的图像处理装置，所述装置包 括：
[0035] 提取单元，用于从乳腺原始图像中提取人体有效组织掩膜图像；
[0036] 分解单元，用于对所述原始图像进行灰度变换得到待处理图像，分解所述待处理 图像得到一个低频图像和多个高频图像；
[0037] 灰度映射曲线拟合单元，用于根据所述掩膜图像、所述待处理图像和腺体组成百 分比计算得到灰度映射曲线；
[0038] 映射单元，用于采用灰度映射曲线对低频图像进行灰度映射得到映射后低频图 像；
[0039] 增益处理单元，用于对每个高频图像作增益处理得到增益后高频图像；
[0040] 重构处理单元，用于对所述映射后低频图像和所述增益后高频图像作重构处理得 到均衡后的图像。
[0041] 优选的，所述灰度映射曲线拟合单元，包括：
[0042] 阈值确定子单元，用于根据掩膜图像统计人体有效组织区域直方图，根据所述直 方图、所述腺体组成百分比和预置的外周组织百分比确定阈值Tg和Ta，以及根据腺体组成 百分比确定压缩系数Kg和Ka;其中，Tg表示腺体组织与脂肪组织灰度分割值，Ta表示脂肪 组织与皮肤组织灰度分割值；
[0043] 拟合子单元，用于根据Kg、Ka、Tg、Ta和所述待处理图像灰度最大值maxP确定至 少三个特征点，并根据所述至少三个特征点拟合生成灰度映射曲线。
[0044] 优选的，所述增益处理单元，包括：
[0045] 第一增益系数确定子单元，用于根据每个高频图像对应的低频图像灰度信息确定 每个高频图像对应的第一增益系数；
[0046] 第二增益系数确定子单元，用于根据每个高频图像的灰度信息确定每个高频图像 对应的第二增益系数；
[0047] 增益处理子单元，用于按照公式S/ =Gain2i*(Gainli*Si-SD+Sp计算得 到增益后高频图像；其中，Gain2i表示第i层高频图像对应的第二增益系数，Gainli表示 第i层高频图像对应的第一增益系数，Si表示第i层高频图像，S/表示增益后第i层高频 图像，i的取值范围是1、2、……N- 1、N，N是指所述多分辨率金字塔算法分解待处理图像 时所采用的最大层数。
[0048] 优选的，所述第一增益系数确定单元，包括：
[0049] 灰度分割值确定子单元，用于根据每层高频图像对应的低频图像确定对应的Tg 和Ta，其中，Tg表示腺体组织与脂肪组织灰度分割值，Ta表示脂肪组织与皮肤组织灰度分 割值；
[0050] 区域对应参数确定子单元，用于按照公式Fgi=(FgN-