專利名稱：確定填充長(zhǎng)度的裝置和方法及圖像處理方法和裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明總體上涉及計(jì)算機(jī)領(lǐng)域，尤其涉及一種用于在進(jìn)行圖像濾波時(shí)確定圖像在圖像濾波方向上的填充長(zhǎng)度的裝置和方法，以及利用該裝置和方法的圖像處理方法和裝置。
背景技術(shù)：
在現(xiàn)有的圖像處理技術(shù)中，為了消除圖像中的邊緣效應(yīng)，需要對(duì)圖像進(jìn)行濾波處理。在一種常見的濾波處理中，先利用離散傅里葉變換(DFT)將圖像從空間域變換到 頻域。接著，在頻域中，利用濾波器函數(shù)來對(duì)變換后的圖像進(jìn)行濾波。具體來說，濾波處理可以包括將濾波器函數(shù)作用于圖像上，例如，在頻域中以將濾波器函數(shù)與圖像函數(shù)相乘的方式(等效于在空間域中進(jìn)行圓周卷積)將濾波器函數(shù)作用于圖像上。之后，利用反傅里葉變換將濾波處理后的圖像變換回空間域。由此，消除了圖像中的邊緣效應(yīng)。其中，在利用濾波器對(duì)圖像進(jìn)行濾波處理時(shí)，為了避免在濾波處理中由于濾波器作用于圖像時(shí)(等效于空間域中的圓周卷積)產(chǎn)生的混疊效應(yīng)(這種混疊效應(yīng)實(shí)質(zhì)上是由于在圓周卷積時(shí)圖像尾部與圖像首部相鄰、圖像尾部與圖像首部之間的相互干擾而造成的)，可以對(duì)圖像進(jìn)行擴(kuò)展并對(duì)擴(kuò)展的圖像位置填充合理值(例如，設(shè)置為O的圖像值)來消除或避免混疊效應(yīng)。例如，在圖像在濾波方向上的長(zhǎng)度為A、而濾波器長(zhǎng)度為B的情況下，為了完全避免混疊效應(yīng)，則至少需要在濾波方向上從圖像結(jié)束處的位置開始將圖像長(zhǎng)度擴(kuò)展至A+B-1的長(zhǎng)度，并對(duì)擴(kuò)展位置填充合理的圖像值。例如，在對(duì)填充長(zhǎng)度為B-I的圖像擴(kuò)展部分均設(shè)置為O的圖像值的情況下，在頻域中進(jìn)行濾波處理時(shí)，圖像尾部這些為O的圖像位置對(duì)圖像首部形成的干擾也為0，由此避免了混疊效應(yīng)。此外，在一個(gè)具體示例中，在圖像在濾波方向上的長(zhǎng)度與濾波器長(zhǎng)度均為A的情況下，則需要在濾波方向上從圖像結(jié)束處的位置開始將圖像擴(kuò)展到(2*A-1)的長(zhǎng)度。在這種情況下，圖像的填充長(zhǎng)度為A-I。由于在通常的濾波處理中，濾波器長(zhǎng)度往往是和圖像長(zhǎng)度一致的。因此，在以上描述的濾波處理中，由于需要針對(duì)長(zhǎng)度幾乎被擴(kuò)展為兩倍的圖像(例如，上述的2*A-1的長(zhǎng)度)進(jìn)行傅里葉變換和傅里葉反變換，計(jì)算量變大。

發(fā)明內(nèi)容
在下文中給出了關(guān)于本發(fā)明的簡(jiǎn)要概述，以便提供關(guān)于本發(fā)明的某些方面的基本理解。應(yīng)當(dāng)理解，這個(gè)概述并不是關(guān)于本發(fā)明的窮舉性概述。它并不是意圖確定本發(fā)明的關(guān)鍵或重要部分，也不是意圖限定本發(fā)明的范圍。其目的僅僅是以簡(jiǎn)化的形式給出某些概念，以此作為稍后論述的更詳細(xì)描述的前序。在本發(fā)明的技術(shù)方案中，提供了用于在圖像濾波時(shí)確定基本上可以消除濾波處理中產(chǎn)生的混疊效應(yīng)同時(shí)不會(huì)引起較大計(jì)算量的填充長(zhǎng)度的方法和裝置，以及利用該方法和裝置來進(jìn)行圖像濾波處理的方法和裝置。由于沒有采用過長(zhǎng)的填充長(zhǎng)度(例如，上述的長(zhǎng)達(dá)A-I或B-I的填充長(zhǎng)度)來進(jìn)行圖像濾波處理，可以在計(jì)算量不大的情況下基本上消除濾波處理中產(chǎn)生的混疊項(xiàng)對(duì)圖像質(zhì)量的影響。為此，一方面，本發(fā)明的實(shí)施例提供了一種確定圖像在圖像濾波方向上的填充長(zhǎng)度的裝置，包括混疊效應(yīng)函數(shù)獲取單元，被配置成獲取頻域?yàn)V波器對(duì)所述圖像的混疊效應(yīng)函數(shù)；填充長(zhǎng)度確定單元，被配置成基于所述混疊效應(yīng)函數(shù)來確定所述圖像的填充長(zhǎng)度。另一方面，本發(fā)明的實(shí)施例還提供了一種圖像處理裝置，包括上述的確定圖像在圖像濾波方向上的填充長(zhǎng)度的裝置，被配置成確定圖像的填充長(zhǎng)度；圖像擴(kuò)展單元，被配置成在空間域中按照所述填充長(zhǎng)度在濾波方向上擴(kuò)展圖像；濾波單元，被配置成對(duì)擴(kuò)展后的圖像進(jìn)行濾波。 相應(yīng)地，本發(fā)明的實(shí)施例還提供了一種確定圖像在圖像濾波方向上的填充長(zhǎng)度的方法，包括獲取頻域?yàn)V波器對(duì)該圖像的混疊效應(yīng)函數(shù)；基于所述混疊效應(yīng)函數(shù)來確定該圖像的填充長(zhǎng)度。此外，本發(fā)明的實(shí)施例還提供了一種圖像處理方法，包括按照上述方法來確定圖像的填充長(zhǎng)度；在空間域中按照所述填充長(zhǎng)度在濾波方向上擴(kuò)展圖像；以及對(duì)擴(kuò)展后的圖像進(jìn)行濾波。本發(fā)明的另一個(gè)目的是提供在被計(jì)算設(shè)備執(zhí)行時(shí)使計(jì)算設(shè)備能夠執(zhí)行上述方法的處理過程的計(jì)算機(jī)程序代碼，以及其上存儲(chǔ)有該計(jì)算機(jī)程序代碼的計(jì)算機(jī)可讀存儲(chǔ)介質(zhì)及計(jì)算機(jī)程序產(chǎn)品。通過以下結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明的最佳實(shí)施例的詳細(xì)說明，本發(fā)明的上述以及其它優(yōu)點(diǎn)將更加明顯。


本發(fā)明可以通過參考下文中結(jié)合附圖所給出的描述而得到更好的理解，其中在所有附圖中使用了相同或相似的附圖標(biāo)記來表示相同或者相似的部件。所述附圖連同下面的詳細(xì)說明一起包含在本說明書中并且形成本說明書的一部分，而且用來進(jìn)一步舉例說明本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例和解釋本發(fā)明的原理和優(yōu)點(diǎn)。在附圖中圖I示出了根據(jù)本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的用于在進(jìn)行圖像濾波時(shí)確定圖像在圖像濾波方向上的填充長(zhǎng)度的方法；圖2是示出根據(jù)本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的獲得頻域?yàn)V波器的混疊效應(yīng)函數(shù)的處理的流程圖；圖3是示出了根據(jù)本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的針對(duì)巴特沃斯(Butterworth)濾波器獲得的混疊效應(yīng)函數(shù)；圖4示出了根據(jù)本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的根據(jù)混疊效應(yīng)函數(shù)來確定填充長(zhǎng)度的處理的流程圖；圖5示出了根據(jù)本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的圖像處理方法的流程圖；圖6示出了根據(jù)本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的濾波處理的具體流程圖；圖7是示出根據(jù)本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的包括判斷是否需要擴(kuò)展圖像的處理的圖像處理方法的流程圖；圖8是示出了根據(jù)本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的根據(jù)填充長(zhǎng)度來判斷是否需要擴(kuò)展圖像的處理的流程圖；圖9是示出根據(jù)本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的用于確定圖像在圖像濾波方向上的填充長(zhǎng)度的裝置；圖10是示出根據(jù)本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的混疊效應(yīng)函數(shù)獲取單元的結(jié)構(gòu)示意圖；圖11示出了根據(jù)本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的填充長(zhǎng)度確定單元1100的結(jié)構(gòu)示意圖；圖12示出了根據(jù)該實(shí)施例的圖像處理裝置1200的結(jié)構(gòu)示意圖；圖13示出了根據(jù)該實(shí)施例的圖像處理裝置1300的結(jié)構(gòu)示意圖； 圖14示出了根據(jù)本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的判斷部的結(jié)構(gòu)圖；圖15是示出了其中可以實(shí)現(xiàn)根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的方法和/或裝置的通用個(gè)人計(jì)算機(jī)的示例性結(jié)構(gòu)的方框圖。
具體實(shí)施例方式在下文中將結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明的示范性實(shí)施例進(jìn)行描述。為了清楚和簡(jiǎn)明起見，在說明書中并未描述實(shí)際實(shí)施方式的所有特征。然而，應(yīng)該了解，在開發(fā)任何這種實(shí)際實(shí)施例的過程中必須做出很多特定于實(shí)施方式的決定，以便實(shí)現(xiàn)開發(fā)人員的具體目標(biāo)，例如，符合與系統(tǒng)及業(yè)務(wù)相關(guān)的那些限制條件，并且這些限制條件可能會(huì)隨著實(shí)施方式的不同而有所改變。此外，還應(yīng)該了解，雖然開發(fā)工作有可能是非常復(fù)雜和費(fèi)時(shí)的，但對(duì)得益于本公開內(nèi)容的本領(lǐng)域技術(shù)人員來說，這種開發(fā)工作僅僅是例行的任務(wù)。在此，還需要說明的一點(diǎn)是，為了避免因不必要的細(xì)節(jié)而模糊了本發(fā)明，在附圖中僅僅示出了與根據(jù)本發(fā)明的方案密切相關(guān)的裝置結(jié)構(gòu)和/或處理步驟，而省略了與本發(fā)明關(guān)系不大的其它細(xì)節(jié)。圖I示出了根據(jù)本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的用于在進(jìn)行圖像濾波時(shí)確定圖像在圖像濾波方向上的填充長(zhǎng)度的方法。如圖I所示，可以在步驟S102處獲取混疊效應(yīng)函數(shù)。具體來說，在步驟S102處，可以針對(duì)待濾波的圖像來獲取頻域?yàn)V波器在圖像濾波方向上的混疊效應(yīng)函數(shù)。其中，混疊效應(yīng)函數(shù)可以是表征由于濾波器作用于圖像上所造成的混疊效應(yīng)在空間域上變化的函數(shù)。例如，當(dāng)圖像的濾波方向是一維(例如，在三維圖像中的X方向、Y方向或Z方向上濾波時(shí))時(shí)，針對(duì)該圖像的混疊效應(yīng)函數(shù)可以是在該圖像濾波方向(例如，三維圖像中的X方向、Y方向或Z方向)上的一維函數(shù)?；蛘?，當(dāng)圖像濾波方向是二維(例如，在三維圖像中的X方向和Y方向上濾波時(shí))或更多維時(shí)，針對(duì)該圖像的混疊效應(yīng)函數(shù)可以是在該圖像濾波方向(例如，在三維圖像中的X方向和Y方向)上的二維函數(shù)或更多維的函數(shù)。作為一個(gè)優(yōu)選示例，在醫(yī)學(xué)圖像的應(yīng)用場(chǎng)景下，圖像濾波方向例如可以是三維圖像中的Z軸方向。在這種情況下，混疊效應(yīng)函數(shù)可以是在該醫(yī)學(xué)圖像的Z軸上的函數(shù)。其中，所述醫(yī)學(xué)圖像可以是根據(jù)利用醫(yī)療診斷成像裝置獲得的被檢測(cè)者的數(shù)據(jù)而形成的圖像。所述的醫(yī)療診斷裝置包括但不限于x射線成像診斷裝置、超聲波診斷成像裝置、計(jì)算機(jī)斷層掃描(CT)裝置、磁共振成像(MRI)診斷成像裝置、正電子發(fā)射斷層掃描(PositronEmission Tomography, PET)裝置等。此外，獲得混疊效應(yīng)函數(shù)的方法可以有很多種。例如，可以通過分析圖像濾波前后的變化并通過分析這種變化來獲得混疊效應(yīng)函 數(shù)?；蛘?，也可以從外部(例如，從存儲(chǔ)有各個(gè)濾波器的混疊效應(yīng)函數(shù)的存儲(chǔ)裝置中)直接獲得濾波器的混疊效應(yīng)函數(shù)。接著，可以在步驟S104處確定圖像的填充長(zhǎng)度。具體來說，可以基于混疊效應(yīng)函數(shù)來確定圖像的填充長(zhǎng)度。由于混疊效應(yīng)函數(shù)可以表征頻域?yàn)V波處理時(shí)造成的混疊效應(yīng)在空間域的變化，因此可以根據(jù)混疊效應(yīng)函數(shù)來確定可以將混疊效應(yīng)限制到足以忽略的程度時(shí)在空間域上的填充長(zhǎng)度。通過根據(jù)混疊效應(yīng)函數(shù)來確定填充長(zhǎng)度，而不必在空間域上將圖像擴(kuò)展到過長(zhǎng)的長(zhǎng)度。因此，一方面可以減少圖像濾波處理中由于過長(zhǎng)的圖像長(zhǎng)度所帶來的較大的運(yùn)算量；另一方面，由于考慮了混疊效應(yīng)的影響，所以也可以基本上消除混疊效應(yīng)的影響，保證圖像質(zhì)量。在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例中，可以通過分析圖像在濾波前后的變化來獲得混疊效應(yīng)函數(shù)。具體來說，可以通過將濾波器作用于圖像(例如，與待濾波圖像在濾波方向上具有相同的長(zhǎng)度的圖像)，根據(jù)該圖像在濾波處理前后的變化來獲得表征濾波器造成的混疊效應(yīng)大小的混疊效應(yīng)函數(shù)。圖2是示出根據(jù)本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的獲得頻域?yàn)V波器的混疊效應(yīng)函數(shù)的處理的流程圖。如圖2所示，在步驟S202處，構(gòu)建一個(gè)測(cè)試圖像。具體來說，可以構(gòu)建一個(gè)在空間域上具有與待濾波圖像相同長(zhǎng)度的圖像作為測(cè)試圖像。所述測(cè)試圖像可以是任意形式的圖像，只要其在空間域上具有與待濾波圖像相同長(zhǎng)度即可。例如，在某些情況下，可以直接將待濾波圖像作為測(cè)試圖像。在本發(fā)明的一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例中，所述測(cè)試圖像可以是在濾波方向上呈現(xiàn)為沖擊函數(shù)的形式的圖像以簡(jiǎn)化計(jì)算。在一個(gè)更為優(yōu)選的實(shí)施例中，所述測(cè)試圖像可以是以下這種圖像其中，在濾波方向上(例如，一維濾波情況下的Z軸)，所述圖像的第一個(gè)位置處的圖像值可以為單位強(qiáng)度(例如，I)而其它位置處的圖像值的為O。接著，如圖2所示，在步驟S204處，針對(duì)構(gòu)建出的測(cè)試圖像進(jìn)行濾波處理。具體來說，可以先通過傅里葉變換將該測(cè)試圖像變換到頻域。接著，在頻域中對(duì)測(cè)試圖像進(jìn)行濾波處理。例如，可以通過將濾波器函數(shù)與測(cè)試圖像的函數(shù)在頻域相乘(等效于在空間域進(jìn)行圓周卷積)來實(shí)現(xiàn)濾波處理。接著，可以通過傅里葉反變換再將濾波處理后的測(cè)試圖像反變換空間域。
由此實(shí)現(xiàn)了對(duì)測(cè)試圖像在頻域中的濾波處理。接著，在步驟S206處，可以基于圖像濾波前后所述測(cè)試圖像的變化來得到混疊效應(yīng)函數(shù)。顯然，如果在頻域中沒有進(jìn)行濾波處理，則反變換后的測(cè)試圖像應(yīng)沒有發(fā)生變化(例如，可以仍然為沖擊函數(shù)的形式)。但是，如果測(cè)試圖像在頻域中進(jìn)行濾波處理，一方面，濾波處理可以消除測(cè)試圖像的邊緣效應(yīng)。而另一方面，濾波處理中產(chǎn)生的混疊效應(yīng)在反變換回空間域時(shí)可以使得反變換后的測(cè)試圖像在空間域中的不同位置處的圖像值發(fā)生變化。因而，可以根據(jù)濾波處理后的測(cè)試圖像在空間域中的不同位置處的圖像值的變換來確定用于表征頻域?yàn)V波處理造成的混疊效應(yīng)在空間域上變化的混疊效應(yīng)函數(shù)。
如上所述，在測(cè)試圖像為沖擊函數(shù)的形式的情況下(其中，該測(cè)試圖像的第一個(gè)像素的強(qiáng)度為單位強(qiáng)度I而其它像素的取值為O)，反變換后的測(cè)試圖像可以較為直觀地反映出圖像的不同位置在圖像濾波前后的變化。因而，可以根據(jù)這種變化簡(jiǎn)單直觀地獲得混疊效應(yīng)函數(shù)。以上利用沖擊函數(shù)形式的測(cè)試圖像來確定混疊效應(yīng)函數(shù)的描述僅為示例，本發(fā)明不限于此。事實(shí)上，所述測(cè)試圖像可以為任意形式。例如，在采用其它形式的測(cè)試圖像的情況下，可以根據(jù)測(cè)試圖像中每個(gè)位置的圖像值在濾波處理前后的變化來確定混疊效應(yīng)函數(shù)。具體來說，可以先計(jì)算測(cè)試圖像中每個(gè)位置的圖像值在濾波處理前后的變化；然后，通過數(shù)學(xué)處理(例如，解析處理等)來確定混疊效應(yīng)函數(shù)。圖3是示出了根據(jù)本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的針對(duì)巴特沃斯(Butterworth)濾波器獲得的混疊效應(yīng)函數(shù)。需要指出的是，圖3所示的混疊效應(yīng)函數(shù)僅僅為示例，本發(fā)明不限于此，事實(shí)上，針對(duì)巴特沃斯濾波器的混疊效應(yīng)函數(shù)也可以采用其它合適的形式，只要其可以反映出混疊效應(yīng)的大小在空間域的分布即可。圖3所示的混疊效應(yīng)函數(shù)可以示出混疊效應(yīng)的大小在空間域中的分布，其中橫軸代表在空間域上距被濾波的圖像部分的不同距離處的圖像部分，縱軸表示與各個(gè)圖像部分對(duì)應(yīng)的混疊效應(yīng)大小，曲線與橫軸所包圍的面積與混疊效應(yīng)的大小有關(guān)。因此，可以基于圖3來確定出與不同距離對(duì)應(yīng)的混疊效應(yīng)的大小，通過將圖像擴(kuò)展到相應(yīng)距離并在相應(yīng)的位置處填充合適的值(例如，為O的值)來相應(yīng)地消除由于頻域?yàn)V波處理造成的混疊效應(yīng)。在現(xiàn)有技術(shù)中，通過將濾波圖像擴(kuò)展到與濾波圖像相同的長(zhǎng)度并對(duì)擴(kuò)展位置填充為O的圖像值，來完全消除可能出現(xiàn)的混疊項(xiàng)來消除混疊效應(yīng)。盡管這種方式可以消除混疊效應(yīng)，但是，針對(duì)擴(kuò)展后的圖像的傅里葉變換和傅里葉反變換帶來了較大的計(jì)算量。因而，在根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例中，可以根據(jù)得到的混疊效應(yīng)函數(shù)確定出基本上可以消除混疊效應(yīng)的填充長(zhǎng)度。通過利用這種較短的填充長(zhǎng)度來擴(kuò)展圖像并進(jìn)行濾波處理，一方面可以基本消除濾波處理帶來的混疊效應(yīng)，另一方面可以有效地減少計(jì)算量。關(guān)于根據(jù)混疊效應(yīng)函數(shù)來確定填充長(zhǎng)度的處理，可以以各種合適的方式來實(shí)現(xiàn)。
圖4示出了根據(jù)本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的根據(jù)混疊效應(yīng)函數(shù)來確定填充長(zhǎng)度的處理的流程圖。如圖4所示，在步驟S402處，可以根據(jù)混疊效應(yīng)函數(shù)來計(jì)算總的混疊效應(yīng)的大小。例如，在混疊效應(yīng)函數(shù)為圖3所示的形式的情況下，可以通過將混疊效應(yīng)函數(shù)在整個(gè)圖像長(zhǎng)度范圍(例如，與濾波圖像的長(zhǎng)度對(duì)應(yīng)的長(zhǎng)度范圍)積分來得到總的混疊效應(yīng)的大小。接著，在步驟S404處，可以根據(jù)混疊效應(yīng)函數(shù)來計(jì)算在圖像中不同位置處(即距離被濾波的圖像部分不同距離處)產(chǎn)生的混疊效應(yīng)的大小。例如，在混疊效應(yīng)函數(shù)為圖3所示的形式的情況下，可以計(jì)算在圖像中不同位置處(即距離被濾波的圖像部分不同距離處)產(chǎn)生的混疊效應(yīng)。具體來說，可以通過將混疊效應(yīng)函數(shù)關(guān)于圖像中不同位置進(jìn)行積分來獲得在相應(yīng) 位置處的混疊效應(yīng)的大小。接著，在步驟S406處，可以根據(jù)與各個(gè)圖像位置對(duì)應(yīng)的混疊效應(yīng)占總的混疊效應(yīng)的比例來確定所述填充長(zhǎng)度。具體來說，可以先計(jì)算與各個(gè)圖像位置對(duì)應(yīng)的混疊效應(yīng)與總的混疊效應(yīng)的比例，并將比例超過預(yù)定閾值時(shí)的距離作為所述填充長(zhǎng)度。其中，預(yù)定閾值可以是根據(jù)情況而預(yù)先確定的數(shù)值，例如可以是85%、90%、95%、96%、97%、98%、99%等。例如，在圖3所示的實(shí)施例中，可以看出6個(gè)位置產(chǎn)生的混疊效應(yīng)占總混疊效應(yīng)的95%。因此，在所述閾值被設(shè)置為95%的情況下，可以將圖像的填充長(zhǎng)度確定為6，之后將圖像擴(kuò)展6位并將每個(gè)擴(kuò)展位設(shè)置為O的值，這樣當(dāng)擴(kuò)展后的圖像變換到頻域時(shí)這6個(gè)位置造成的混疊效應(yīng)為O。因此，可以消除濾波處理時(shí)產(chǎn)生的混疊效應(yīng)中的95%，由此基本上消除在頻域?yàn)V波處理時(shí)造成的混疊效應(yīng)。通過上述的方式，可以確定出能夠基本上消除混疊效應(yīng)(例如，上述實(shí)施例中的95% )的填充長(zhǎng)度，而不用將圖像擴(kuò)展到整個(gè)完整的圖像長(zhǎng)度，由此可以減少后續(xù)濾波處
理中的計(jì)算量。通過利用上述的確定圖像填充長(zhǎng)度的方法，本發(fā)明的實(shí)施例進(jìn)一步提供了一種可以有效降低計(jì)算量且可以基本上消除混疊效應(yīng)的圖像處理方法。圖5示出了根據(jù)本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的圖像處理方法的流程圖。如圖5所示，在步驟S502處，可以確定圖像的填充長(zhǎng)度。例如，可以通過根據(jù)上述實(shí)施例的確定圖像的填充長(zhǎng)度的方法來確定圖像的填充長(zhǎng)度。接著，在步驟S504處，可以根據(jù)所述填充長(zhǎng)度來擴(kuò)展圖像。具體來說，在空間域中，可以按照所述填充長(zhǎng)度在圖像濾波方向上從圖像結(jié)束處的位置開始擴(kuò)展圖像并進(jìn)行填充。其中，圖像的擴(kuò)展位置的圖像值可以被填充為O。在這種情況下，擴(kuò)展的圖像位置在圖像濾波處理中產(chǎn)生的混疊效應(yīng)的大小為O。盡管在以上的描述中將圖像的擴(kuò)展位置的圖像值設(shè)置為0，但以上描述僅為示例，本發(fā)明不限于此。事實(shí)上，也可以為擴(kuò)展位置設(shè)置其它合適的圖像值，只要其可以有效地減少混疊效應(yīng)的影響即可。
例如，在本發(fā)明的另一個(gè)實(shí)施例中，圖像的擴(kuò)展位置的圖像值也可以被設(shè)置為圖像擴(kuò)展邊界處的圖像值。在這種情況下，圖像擴(kuò)展位置產(chǎn)生的混疊效應(yīng)不為O。但由于圖像擴(kuò)展位置被填充了擴(kuò)展邊界處的邊界值，所以混疊效應(yīng)的作用結(jié)果可以是使圖像邊界處得以加強(qiáng)而沒有對(duì)圖像主體造成干擾。因而，在這種情況下，也可以有效地減少混疊效應(yīng)的影響。此外，上述的圖像值可以是任意合適的圖像參數(shù)值。例如，可以是灰度值等。接著，在步驟S506處，可以對(duì)擴(kuò)展后的圖像進(jìn)行濾波。由于有針對(duì)性地對(duì)圖像進(jìn)行了擴(kuò)展，所以在對(duì)擴(kuò)展的圖像進(jìn)行濾波時(shí)，一方面可以基本上減少混疊效應(yīng)，另一方面，還可以減少計(jì)算量。圖6示出了根據(jù)本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的濾波處理的具體流程圖。 如圖6所示，在步驟S602處，可以通過傅里葉變換將按所述填充長(zhǎng)度擴(kuò)展后的圖像轉(zhuǎn)換到頻域。其中，由于根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例預(yù)先確定了較短的填充長(zhǎng)度并按所述填充長(zhǎng)度對(duì)圖像進(jìn)行了擴(kuò)展，因而在傅里葉變換處理中，可以減少計(jì)算量。接著，在步驟S604處，可以在頻域中利用頻域?yàn)V波器對(duì)圖像進(jìn)行濾波處理。由于根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例預(yù)先確定了較短的填充長(zhǎng)度并按所述填充長(zhǎng)度對(duì)圖像進(jìn)行了擴(kuò)展，因此，在頻域?yàn)V波處理中，大部分的混疊效應(yīng)將被消除。也就是說，在濾波處理中基本上不產(chǎn)生混疊效應(yīng)。接著，在步驟S606處，可以通過傅里葉反變換將濾波處理后的圖像轉(zhuǎn)換回空間域。顯然，由于根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例預(yù)先確定了較短的填充長(zhǎng)度并按所述填充長(zhǎng)度對(duì)圖像進(jìn)行了擴(kuò)展，因此，在傅里葉反變換處理中，可以減少計(jì)算量。因而，根據(jù)上述實(shí)施例的圖像處理方法可以在基本不產(chǎn)生混疊效應(yīng)且計(jì)算量較低的情況下，實(shí)現(xiàn)對(duì)圖像的濾波處理。以上描述用于圖像濾波的圖像處理方法僅為示例，本發(fā)明不限于此。例如，在根據(jù)本發(fā)明的另一個(gè)實(shí)施例的用于圖像濾波的圖像處理方法中，還可以進(jìn)一步包括判斷是否需要擴(kuò)展圖像的處理。具體來說，可以在確定圖像的填充長(zhǎng)度的處理之后根據(jù)確定出的填充長(zhǎng)度來判斷是否需要擴(kuò)展圖像的處理。圖7是示出根據(jù)本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的包括判斷是否需要擴(kuò)展圖像的處理的圖像處理方法的流程圖。如圖7所示，在步驟S702處確定圖像的填充長(zhǎng)度。例如，可以根據(jù)任意上述實(shí)施例的方法來確定在圖像濾波方向上的填充長(zhǎng)度。接著，步驟S704處，根據(jù)確定出的填充長(zhǎng)度來判斷是否需要擴(kuò)展圖像來避免混疊效應(yīng)。具體來說，混疊效應(yīng)實(shí)質(zhì)上是由于圖像在頻域進(jìn)行濾波處理時(shí)(等效于空間域中進(jìn)行圓周卷積)圖像尾部對(duì)圖像首部的相互干擾所造成的。因此，可以根據(jù)造成混疊效應(yīng)的每個(gè)圖像部分與被干擾的每個(gè)圖像部分之間的相似性是否超過閾值來判斷是否需要通過擴(kuò)展圖像來避免混疊效應(yīng)，其中，可以根據(jù)經(jīng)驗(yàn)值和實(shí)際要求來設(shè)置所述閾值。
如圖7所示，如果在步驟S704處判定不需要進(jìn)行擴(kuò)展，則可以在步驟S708處直接進(jìn)行濾波處理。如果在步驟S704處判定需要進(jìn)行擴(kuò)展，則可以在步驟S706處按照所述擴(kuò)展長(zhǎng)度來填充圖像。接著，在步驟S708處，可以對(duì)圖像進(jìn)行濾波處理。其中，步驟S702、S706、S708的處理可以類似于之前參照?qǐng)D5描述的實(shí)施例中的步驟S502、S504、S506，在此不再進(jìn)行重復(fù)以使說明書保持簡(jiǎn)潔?？梢钥闯?，通過上述的方法，對(duì)于一些不需要填充的圖像，可以在確定出填充長(zhǎng)度后進(jìn)一步判斷出不需要進(jìn)行圖像擴(kuò)展，由此可以進(jìn)一步地減少運(yùn)算量。

圖8是示出了根據(jù)本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的根據(jù)填充長(zhǎng)度來判斷是否需要擴(kuò)展圖像的處理的流程圖。如圖8所示，在步驟S802處，可以計(jì)算圖像兩個(gè)部分之間的相似性。具體來說，可以計(jì)算造成混疊效應(yīng)的圖像部分和被混疊效應(yīng)干擾的圖像部分之間的相似性。更具體而言，在該實(shí)施例中，可以將確定出的造成大部分混疊效應(yīng)的與填充長(zhǎng)度對(duì)應(yīng)的圖像部分視作是造成混疊效應(yīng)的圖像部分。此外，由于混疊效應(yīng)是由于頻域處理中濾波器函數(shù)與圖像函數(shù)的相乘(等效于在空間域進(jìn)行圓周卷積)造成的，因此事實(shí)上受混疊效應(yīng)影響最大的圖像部分在空間域上來看是濾波方向上(例如Z軸濾波時(shí)的Z軸)的第一個(gè)圖像部分。因而，在該實(shí)施例中，可以將濾波方向上(例如Z軸濾波時(shí)的Z軸)的第一個(gè)圖像部分視作是受混疊效應(yīng)影響的圖像部分。顯然，如果確定造成混疊效應(yīng)的圖像部分與被干擾的圖像部分之間的相似程度很高(超過閾值)，則表明它們之間的彼此干擾(即混疊效應(yīng))很小，因而可以判定不需要進(jìn)行擴(kuò)展處理；另一方面，如果確定造成混疊效應(yīng)的圖像部分與被干擾的圖像部分之間的相似程度不高(小于閾值)，則表明它們之間存在較強(qiáng)的干擾(即混疊效應(yīng)較高)，因而可以判定需要通過在空間域擴(kuò)展處理來消除混疊效應(yīng)。例如，在圖3所示的實(shí)施例中，確定出圖像中的6個(gè)位置處的圖像部分對(duì)圖像造成混疊效應(yīng)占總的混疊效應(yīng)的95%，也就是說，可以將這6個(gè)位置處的圖像部分視作是是造成混疊效應(yīng)的圖像部分。因此，可以根據(jù)這6個(gè)位置處的圖像部分與第一個(gè)位置處的圖像部分之間的相似性來判斷是否需要擴(kuò)展圖像。參見圖8，在步驟S804處，根據(jù)相似性來判斷是否需要擴(kuò)展圖像。具體來說，根據(jù)相似性是否大于閾值來判斷是否需要擴(kuò)展圖像。例如，在進(jìn)行圖像擴(kuò)展之前，可以根據(jù)圖像中的第一個(gè)位置處的圖像部分與確定出的6位置之中的每一位置處的圖像部分之間的相似性是否超過閾值來判斷是否需要擴(kuò)展圖像。由于在頻域?yàn)V波處理等效于空間域上的圓周卷積，因而在空間域上來看，圖3中確定出的造成95%的混疊效應(yīng)的這6個(gè)位置實(shí)質(zhì)上是圖像在空間域中的最后6個(gè)位置。因而，如果圖像中的第一個(gè)位置處的圖像部分與圖像中最后6位置之中的每一位置處的圖像部分的相似性都超過閾值，則表明圖像中的最后6個(gè)位置處的圖像部分與圖像的中第一個(gè)位置處的圖像部分很相似且它們?cè)斐傻幕殳B效應(yīng)很小，所以在步驟S806處可以判定不需要進(jìn)行擴(kuò)展處理。
另一方面，如果圖像中的第一個(gè)位置處的圖像部分與圖像中最后6個(gè)位置之中的一個(gè)位置或多個(gè)位置處的圖像部分的相似性小于閾值，則表明圖像中的最后6個(gè)位置中存在對(duì)圖像造成的混疊效應(yīng)的部分，因此在步驟S808處可以判定需要進(jìn)行擴(kuò)展處理。此外，在上述的描述中，根據(jù)圖像中第一個(gè)位置處的圖像部分與造成大部分的混疊效應(yīng)的圖像部分(與填充長(zhǎng)度對(duì)應(yīng)的圖像部分)中的每一個(gè)進(jìn)行比較，以上的描述僅為示例，本發(fā)明不限于此。例如，在醫(yī)學(xué)圖像的應(yīng)用中，考慮到醫(yī)學(xué)圖像在濾波方向上往往是連續(xù)緩慢變化的，因此，可以將造成大部分的混疊效應(yīng)的圖像部分(在圖3所示示例中，為最后6個(gè)位置處的圖像部分)近似視作相同，因而，可以僅計(jì)算圖像中第一個(gè)位置處的圖像部分與這6個(gè)圖像位置處的圖像部分中的任意一個(gè)部分(優(yōu)選地，可以是最后一個(gè)位置處的圖像部分)之間的相似性，根據(jù)比較結(jié)果來判斷是否需要擴(kuò)展圖像。通過這種方式來計(jì)算相似性，可以進(jìn)一步減少計(jì)算量，提聞效率。
在上述的處理中，可以采用各種方式來計(jì)算圖像的兩個(gè)部分的相似性。例如，在圖像為二維圖像而濾波方向?yàn)橐痪S(例如，在X方向?yàn)V波的情形)的情況下，待計(jì)算的兩個(gè)圖像部分可以是二維圖像在X方向上截取的兩個(gè)圖像條。再例如，在圖像為三維圖像而濾波方向?yàn)橐痪S(例如，在Z方向?yàn)V波的情形)的情況下(例如，醫(yī)學(xué)圖像的情形)，待計(jì)算的兩個(gè)圖像部分可以是三維圖像在Z方向上截取的兩個(gè)圖像片。針對(duì)兩個(gè)圖像部分來計(jì)算相似性的方法可以有很多種。在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例中，可以通過如下的公式來計(jì)算兩個(gè)圖像片的相似性
權(quán)利要求
1.一種用于確定圖像在圖像濾波方向上的填充長(zhǎng)度的裝置，包括 混疊效應(yīng)函數(shù)獲取單元，被配置成針對(duì)所述圖像來獲取頻域?yàn)V波器的混疊效應(yīng)函數(shù)，其中所述混疊效應(yīng)函數(shù)是表征頻域?yàn)V波處理造成的混疊效應(yīng)在空間域上變化的函數(shù)； 填充長(zhǎng)度確定單元，被配置成基于所述混疊效應(yīng)函數(shù)來確定所述圖像在圖像濾波方向上的填充長(zhǎng)度。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的裝置，其中，所述混疊效應(yīng)函數(shù)獲取單元包括 測(cè)試圖像構(gòu)建單元，被配置成構(gòu)建長(zhǎng)度與該圖像的長(zhǎng)度相同的測(cè)試圖像； 混疊效應(yīng)函數(shù)生成單元，被配置成基于濾波處理前后所述測(cè)試圖像的變化來得到混疊效應(yīng)函數(shù)。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的裝置，其中，所述測(cè)試圖像是以下形式的圖像在圖像濾波方向的第一個(gè)位置處的圖像值為單位值，而其它位置處的圖像值為O。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的裝置，其中，所述填充長(zhǎng)度確定單元包括 混疊效應(yīng)大小計(jì)算單元，被配置成根據(jù)混疊效應(yīng)函數(shù)來計(jì)算總的混疊效應(yīng)的大??； 部分混疊效應(yīng)計(jì)算單元，被配置成根據(jù)混疊效應(yīng)函數(shù)來計(jì)算與圖像中不同位置對(duì)應(yīng)的混疊效應(yīng)的大小； 填充長(zhǎng)度確定單元，被配置成根據(jù)與不同位置對(duì)應(yīng)的混疊效應(yīng)與總的混疊效應(yīng)的比例來確定所述填充長(zhǎng)度。
5.如權(quán)利要求I到4中任一項(xiàng)所述的圖像處理裝置，其中，所述圖像為根據(jù)通過醫(yī)療診斷裝置獲得的數(shù)據(jù)而形成的醫(yī)學(xué)圖像。
6.一種圖像處理裝置，包括 根據(jù)權(quán)利要求1-4中任意一項(xiàng)的用于確定圖像在圖像濾波方向上的填充長(zhǎng)度的填充長(zhǎng)度確定裝置； 圖像擴(kuò)展單元，被配置成在空間域中按照所述填充長(zhǎng)度在濾波方向上擴(kuò)展圖像； 濾波器，被配置成對(duì)擴(kuò)展后的圖像進(jìn)行濾波。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的裝置，還包括判斷部，被配置成根據(jù)所述填充長(zhǎng)度來判斷是否需要擴(kuò)展圖像。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的裝置，其中，判斷部包括 相似性計(jì)算部，被配置成計(jì)算受混疊效應(yīng)影響的每個(gè)圖像部分與造成混疊效應(yīng)的對(duì)應(yīng)于所述填充長(zhǎng)度的圖像部分中的每個(gè)圖像部分之間的相似性； 判斷處理部，被配置成根據(jù)計(jì)算出的相似性來執(zhí)行判斷。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的裝置，其中，根據(jù)以下公式或者其數(shù)學(xué)變換來計(jì)算兩個(gè)部分的相似性
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的裝置，其中所述參數(shù)值包括灰度值。
11.如權(quán)利要求5到10中任一項(xiàng)所述的圖像處理裝置，其中，所述圖像為根據(jù)通過醫(yī)療診斷裝置獲得的數(shù)據(jù)而形成的醫(yī)學(xué)圖像。
12.一種確定圖像在圖像濾波方向上的填充長(zhǎng)度的方法，包括 針對(duì)所述圖像來獲取頻域?yàn)V波器的混疊效應(yīng)函數(shù)，其中所述混疊效應(yīng)函數(shù)是表征頻域?yàn)V波處理造成的混疊效應(yīng)在空間域上變化的函數(shù)； 基于所述混疊效應(yīng)函數(shù)來確定所述圖像在圖像濾波方向上的填充長(zhǎng)度。
13.根據(jù)權(quán)利要求12所述的方法，其中，獲取頻域?yàn)V波器對(duì)該圖像的混疊效應(yīng)函數(shù)的處理包括 構(gòu)建長(zhǎng)度與該圖像的長(zhǎng)度相同的測(cè)試圖像； 對(duì)所述測(cè)試圖像進(jìn)行濾波處理； 基于濾波處理前后所述測(cè)試圖像的變化來得到混疊效應(yīng)函數(shù)。
14.根據(jù)權(quán)利要求13所述的方法，其中，所述測(cè)試圖像是以下形式的圖像在圖像濾波方向的第一個(gè)位置處的圖像值為單位值，而其它位置處的圖像值為O。
15.根據(jù)權(quán)利要求12所述的方法，其中，基于混疊效應(yīng)函數(shù)來確定圖像的填充長(zhǎng)度的處理包括 根據(jù)混疊效應(yīng)函數(shù)來計(jì)算總的混疊效應(yīng)的大小； 根據(jù)混疊效應(yīng)函數(shù)來計(jì)算與圖像中不同位置對(duì)應(yīng)的混疊效應(yīng)的大??； 根據(jù)與不同位置對(duì)應(yīng)的混疊效應(yīng)與總的混疊效應(yīng)的比例來確定所述填充長(zhǎng)度。
16.如權(quán)利要求12到15中任一項(xiàng)所述的圖像處理方法，其中，所述圖像為根據(jù)通過醫(yī)療診斷裝置獲得的數(shù)據(jù)而形成的醫(yī)學(xué)圖像。
17.—種圖像處理方法,包括 根據(jù)權(quán)利要求12-15中任意一項(xiàng)的方法來確定圖像的填充長(zhǎng)度； 在空間域中按照所述填充長(zhǎng)度在濾波方向上擴(kuò)展圖像； 對(duì)擴(kuò)展后的圖像進(jìn)行濾波。
18.根據(jù)權(quán)利要求17所述的方法，還包括根據(jù)所述填充長(zhǎng)度來判斷是否需要擴(kuò)展圖像。
19.根據(jù)權(quán)利要求18所述的方法，其中，根據(jù)所述填充長(zhǎng)度來判斷是否需要擴(kuò)展圖像的處理包括 計(jì)算受混疊效應(yīng)影響的每個(gè)圖像部分與造成混疊效應(yīng)的對(duì)應(yīng)于所述填充長(zhǎng)度的圖像部分中的每個(gè)圖像部分之間的相似性； 如果每個(gè)相似性都大于閾值，則判定不需要擴(kuò)展圖像； 否則，判定需要擴(kuò)展圖像。
20.根據(jù)權(quán)利要求19所述的方法，其中，根據(jù)以下公式或者其數(shù)學(xué)變換來計(jì)算兩個(gè)部分的相似性
21.根據(jù)權(quán)利要求20所述的方法，其中所述圖像值包括灰度值。
22.如權(quán)利要求15到21中任一項(xiàng)所述的圖像處理方法，其中，所述圖像為根據(jù)通過醫(yī)療診斷裝置獲 得的數(shù)據(jù)而形成的醫(yī)學(xué)圖像。
全文摘要
本發(fā)明公開了確定填充長(zhǎng)度的裝置和方法及圖像處理方法和裝置。其中，用于確定圖像在圖像濾波方向上的填充長(zhǎng)度的裝置包括混疊效應(yīng)函數(shù)獲取單元，被配置成針對(duì)圖像來獲取頻域?yàn)V波器的混疊效應(yīng)函數(shù)，其中混疊效應(yīng)函數(shù)是表征頻域?yàn)V波處理造成的混疊效應(yīng)在空間域上變化的函數(shù)；填充長(zhǎng)度確定單元，被配置成基于混疊效應(yīng)函數(shù)來確定所述圖像在圖像濾波方向上的填充長(zhǎng)度。因而，可以在濾波處理中基本消除混疊效應(yīng)并減少計(jì)算量。
文檔編號(hào)G06T5/00GK102842114SQ201110190120
公開日2012年12月26日 申請(qǐng)日期2011年6月21日 優(yōu)先權(quán)日2011年6月21日
發(fā)明者潘明亮, 陳欣 申請(qǐng)人:株式會(huì)社東芝, 東芝醫(yī)療系統(tǒng)株式會(huì)社