一种基于Alpha通道位图技术的图像融合方法

摘要

本发明公开了一种基于Alpha通道位图技术的图像融合方法，具体来说，公开了一种基于Alpha通道位图技术的多模态医学图像的融合方法，它属于图像处理技术领域。其步骤包括：1)输入需要融合的源图像；2)求得权重K；3)将源图像进行色彩拉伸；4)通过位图编码方法对拉伸后的图像进行处理，加载伪彩色盘；5)利用Alpha通道做加权融合，生成融合后的图像。本发明针对传统的两种融合方法进行了改进，在保证图像清晰的同时，也可以快速加载伪彩色盘，方便调节融合双方的权重，方法简单，使用方便灵活，适合临床快速的调节和显示。

说明书

技术领域

本发明涉及一种图像处理技术领域，尤其指一种基于Alpha通道 位图技术的多模态医学图像的融合方法。

背景技术

在现有技术中，在医学影像领域中，多模态(例如正电子发射成 像PET，计算机断层成像CT和核磁共振成像MR等)的联合诊断已经 变成了一个非常重要和前沿的研究课题。经过精确配准的多模态图的 融合显示是可视化临床诊断的关键。然而，有别于传统的图像，医学 图像融合显示具有两个特点。首先，医学图像具有非常宽的动态范围。 例如，CT图一般采用12bit编码，PET图甚至采用32bit编码，字长 都远远大于主流显示器的色彩位宽。其次，被融合的其中一组图像需 要做特殊的伪彩色映射，临床还要求融合的比重可以调节。

从图像处理的角度看，医学图像的融合显示是一种特殊的图像融 合技术。即给定两组灰度图像A和B，首先将图像B用一个给定的伪 彩色盘进行映射，得到一组伪彩色图C，然后将A和C做融合得到融 合图像D。医生可以任意的快速加载伪彩色盘，以及调节图像D中A 和C的权重。传统的融合技术主要有两项，色彩抖动融合法和加权平 均融合法。色彩抖动法采用国际象棋盘的融合方案，图A按照黑格采 样，图C按照白格采样。这种方法显而易见的缺点就是丢失了图A和 图C各一半信息，因此这种方法得到的图像清晰度比较差。加权平均 法稍微复杂，对图A进行扩展，得到其彩色图A′，其中RGB三通道的 值相等，且等于原像素灰度值，接着采用一个可调的权重因子 K，0≤K≤1和1-K分别对A′和C进行加权。后者虽然能得到更为清晰 的图像，然而计算更为复杂。首先，法二每次需要根据伪彩色盘产生 图像C，因此灵活度较差，不适合临床快速的调节和显示。而且伪彩 色图并未增加原图信息量，因此将灰度图映射成彩色图时费时费力， 没有很好的利用伪彩色盘的特性。另外，由于法二的像素加权值会溢 出，因此最后的结果图仍旧需要做动态范围拉伸，需要额外的计算量。 法二的清晰度要远远优于法一，但法二的灵活度却不如法一。这项技 术的难点在于如何进行清晰且灵活快速的实现图像融合。

发明内容

为克服现有技术中存在的问题，本发明提供一种基于Alpha通道 位图技术的图像融合方法，充分利用伪彩色盘的特性，清晰且灵活快 速的实现图像融合。

为解决上述技术问题，本发明采用了如下技术方案：

一种基于Alpha通道位图技术的图像融合方法，其步骤包括：1) 输入需要融合的源图像；2)求得权重K；3)将源图像进行色彩拉 伸；4)通过位图编码方法对拉伸后的图像进行处理，加载伪彩色盘； 5)利用Alpha通道做加权融合，生成融合后的图像。

优选地，所述源图像为下列模态之一：医学共振MR成像、计算 机断层摄影CT成像、正电子发射光谱PET成像、单光子发射计算机 断层摄影SPECT成像。

优选地，所述权重K通过用户设定的源图像各自的Alpha通道值 得到。

优选地，步骤3)中所述的色彩拉伸采用窗宽窗位法实现，计算 新像素V，的过程包括：从图像中读出窗宽W和窗宽C；对原始像素V 做三步法处理，求得新像素V’。

优选地，步骤4)中所述位图编码方法中，通过更改色彩索引表 来快速加载伪彩色盘。

优选地，步骤4)中所述位图编码方法为RGB位图编码方法。

本发明针对传统的两种融合方法进行了改进，在保证图像清晰的 同时，也可以快速加载伪彩色盘，方便调节融合双方的权重；采用位 图编码方法，将图片原有颜色用颜色表的索引来表示，色彩索引表是 独立于原始像素的一个单独的数据段，通过更改色彩索引表可以快速 加载医用伪彩色盘；利用Alpha通道做加权融合，调节权重K就仅需 要通过设定图像的透明度值就可以实现，非常快速灵活。

附图说明

图1为本发明方法的流程图。

具体实施方式

为了使本技术领域的人员更好的理解本发明实施方式的方案，下 面结合附图对本发明的具体实施方式作进一步详细的说明。

本发明的发明思想为：首先输入需要融合的源图像，再采用位图 编码方法，将图片原有颜色用颜色表的索引来表示，色彩索引表是独 立于原始像素的一个单独的数据段，通过更改色彩索引表可以快速加 载医用伪彩色盘；最后，利用Alpha通道做加权融合，通过设定图像 的透明度值就可以实现调节权重K，生成融合后的图像。

一种基于Alpha通道位图技术的图像融合方法，包括如下步骤：

1)输入需要融合的源图像图A和图B；

需要融合的源图像通常可以是医学共振MR成像、计算机断层摄 影CT成像、正电子发射光谱PET成像、单光子发射计算机断层摄影 SPECT成像。显然，需要融合的图像是同一部位的图像。比如，可以 是不同模态的脑部图像。在进行融合时，要求输入的两幅源图像是经 过预配准后的图像，即对于一幅图像与另一幅图像上的对应点达到空 间上的一致，即同一点在两张匹配图像上有相同的空间位置。

2)求得权重K；

权重可以由用户设定，通过用户设定的源图像各自的Alpha通道 值可得到。Alpha通道，是在原有的图片编码方法基础上，增加像素 的透明度信息。图形处理中，通常把RGB三种颜色信息称为红通道、 绿通道和蓝通道，相应的把透明度称为Alpha通道。对于用户来说， 权重K就是图像的透明度的比值。

3)将源图像图A和图B进行色彩拉伸；

采用窗宽窗位法实现。过程包括：从图像中读出窗宽W和窗宽C； 对原始像素V做如下的三步法处理，求的新像素，即分别将图A和图 B量化至8bit区间内，记为V_A′，V_B′；

$V>(C+\frac{W}{2})?255:(C+\frac{W}{2});$

$V<(C-\frac{W}{2})?0:(C-\frac{W}{2});$

$V^{\prime }=\frac{V-(C-\frac{W}{2})}{W}\times 255.$

4)通过位图编码方法对拉伸后的图像进行处理，加载伪彩色盘。

本实施方式采用RGB位图编码方法。

(1)建立临时图C，利用下列公式将V_A′复制入像素段，其颜色 索引表P采用默认灰度颜色索引表，即对第i个索引值，

P_R[i]＝P_G[i]＝P_B[i]＝i，P_A[i]＝K。

(2)建立临时图D，利用下列公式将V_B′复制入像素段，其颜色索 引表P采用伪彩色盘U，即对第i个索引值，

P_R[i]＝U_R[i]

P_G[i]＝U_G[i]

P_B[i]＝U_B[i]，   P_A[i]＝1-K

其中P_R，P_G，P_B，P_A分别是R，G，B，A这四个通道的颜色索引值。

5)利用Alpha通道做加权融合，生成融合后的图像。

在需要显示的区域，绘制临时图C，接着绘制临时图D，就得到 了所需的加权融合图像。

按照本发明实施例的方法得到的融合图像，图像清晰，方法简单， 使用方便灵活，适合临床快速的调节和显示。

本发明不局限于上述具体实施方式，所属领域的技术人员应该明 白，在不脱离所附权利要求书所限定的本发明的精神和范围内，在形 式上和细节上对本发明做出各种变化，均为本发明的保护范围。