用于优化子图像视图的实时图像处理

摘要

一种用于处理全局图像（100）内规定的子图像（100a）的图像处理器和方法。该处理器（DZC）和方法产生大尺度结构的空间频率被抑制或移除的修改的子图像（100m），并且该修改的子图像适应要在其上显示所述修改的子图像（100m）的屏幕（110）的动态灰度值范围。

说明书

技术领域

本发明涉及一种图像处理器、一种图像处理方法、一种图像处理系统、一种计算机程序元件和一种计算机可读介质。

背景技术

如今，当在标准化光盒上观看时，理想的X射线观看台预期以可与X射线胶片相比的方式呈现数字图像数据。然而，该范例只能利用昂贵的高分辨率监视器实现。

发明内容

因此，可能存在对于不同设备的需求。

本发明的目的通过独立权利要求的主题解决，其中另外的实施例结合到从属权利要求中。

应当指出的是，以下描述的本发明的方面同样适用于所述图像处理方法、图像处理系统、计算机程序元件和计算机可读介质。

依照本发明的一个方面，提供了一种图像处理器。该处理器包括：

输入单元，其用于接收规定全局图像的子图像的子图像信息；该子图像信息包括平移（pan）信息和/或缩放比例；

抑制器，其被配置成仅仅在子图像中抑制低于预定义或动态下限频带的空间频率分量（或频带），从而产生空间频率修改的子图像；

输出单元，其适于输出规定缩放比例下的频率修改的子图像以供显示，图像处理器从而提供在全局图像的与平移信息相应的图像部分处放大全局图像。换言之，当在屏幕上显示时，修改的图像显示全局图像在如子图像信息所规定的位置处的部分。然后，当在屏幕上观看时，修改的子图像按比例调节到规定的缩放比例。依照一个实施例，缩放比例依照可用屏幕的显示尺寸自动地设定。

尽管不支持DICOM标准，但是所述设备允许使用低分辨率屏幕观看例如甚至高像素X射线图像，并且用户仍然能够分辨局部图像细节。该设备的空间频率抑制器抑制只会将大尺度图像结构造成的梯度添加至图像的低频（以整个图像平面上的每mm“线对”或者每mm“循环”测量）分量。

在一个实施例中，遵循拉普拉斯分解将图像分裂成若干频带图像，每个频带图像只有对应频带内的空间频率。在该图像金字塔内，具有增大的指标号的频带代表越来越大的结构。如果不是完整（全局）图像要显示，而是只有所述完整图像的规定的空间子图像要显示，那么减少或者抑制一些较高频带，即仅仅那些低于低频极限的空间频率（频带）。如果全局图像例如为3000像素宽，并且缩放和平移调节仅仅选择全局图像的300像素宽空间段作为子图像，那么图像中将不存在来自较低频带的显著贡献，因此不损失显著的“局部”细节，并且剩余的较高频率可被观看者更好地分辨，因为来自大尺度结构的梯度被移除或抑制。因此，子图像和频率修改的子图像二者都是全局图像的空间段，但是在频率修改的子图像中，与未处理的子图像的空间频谱相比，低空间频率被抑制。这甚至在使用低成本监视器/屏幕时读取诊断工作站的大X射线图像时实现了改进的工作流程。

本文使用的抑制被理解为包括其中频带完全被消除（抑制因子=0）的情况。当对应抑制因子/权重小于1时，发生适当的抑制。当因子为1时，不发生抑制。

平移信息规定子图像在全局图像中位于何处。因此，规定的子图像是全局图像平面的空间子区域或部分。对于矩形子图像而言，这将包括例如全局图像的左上角和以像素为单位的矩形长度和宽度。然而，也可以设想要求不同平移规定的其他子图像形状。缩放信息规定频率修改的子图像在屏幕上显示的比例。缩放信息或比例因子可以与平移信息同时接收，或者在频率修改的子图像准备在屏幕上输出时的稍后阶段接收。缩放信息与监视器的矩阵尺寸有关。缩放信息或者通过用户例如利用指针工具在第二用户动作（不同于用于限定子图像尺寸的指针工具用户动作）中标定要在其中显示图像的屏幕上窗口而直接由用户限定。在另一个实施例中，缩放信息根据先前（用户）选择的缩放因子通过将显示监视器的输出窗口（其中要显示缩放的图像）的矩阵尺寸除以该缩放因子而导出。在该实施例中，无需关于缩放因子的第二指针工具动作。

依照一个实施例，输入单元包括响应用户操作的输入装置，尤其是诸如计算机鼠标之类的指针工具的图形用户界面。子图像信息在用户操作指针工具时，例如通过点击和拖曳动作而被接收。

依照一个实施例，频率修改的子图像由抑制器在输入单元接收到子图像信息时产生。换言之，用于获得修改的图像的计算可以实时地完成，即在用户请求这样做时完成。实时用户体验可以部分地实现，因为用于抑制动作的计算限于规定的子图像区块中的图像信息。

依照一个实施例，处理器被配置成在输入单元接收到更新的子图像信息时产生更新的频率修改的子图像。图像处理器由此能够在输入单元处接收更新的子图像序列的同时输出更新的频率修改的子图像序列。换言之，所述设备的实时计算能力允许在用户请求在不同子图像限定的不同图像部分处放大全局图像时更新修改的图像。

依照一个实施例，所述设备进一步包括被配置成控制屏幕的图像生成器，该屏幕在这样受控时在屏幕上与全局图像一起或者代替全局图像显示频率修改的子图像。

依照一个实施例，处理器被配置成产生子图像与频率修改的子图像之间的差值图像，图像生成器被配置成控制屏幕以便与频率修改的图像一起显示该差值图像，该差值图像只有抑制的空间频率。因此，与修改的子图像一起，也存在可选地示出的控制图像。该控制图像可以在任何尺寸下或者作为当前显示的修改的图像或者优选地作为小“印记图像”显示，以便向用户提供在当前观看的较大的空间频率修改的图像中未示出的补充信息。

依照一个实施例，低频极限指示全局图像的拉普拉斯图像金字塔分解中的频带。在其他实施例中，可以使用傅立叶分解或小波分解。高通和低通滤波器（组）的组合可以用于实现所述分解或分析。该分解可以在准备步骤中在调用全局图像时，但是在用户规定子图像之前提前进行一次，并且一旦用户装载新的全局图像，才被更新。当从一幅子图像改变为另一幅子图像时，该处理顺序又进一步增强了用户的实时体验。然而，在另一个实施例中，一旦用户规定了子图像信息，就进行所述分解。在这里，应当理解的是，对于当前的目的而言，任何空间频率分析都可以用来获得各种不同的空间频带，这些频带然后可以以上升或下降的顺序布置在层级中。

依照一个实施例，频率阈值或者低频极限是动态的，因为它随着接收的信息中规定的子图像的尺寸和实施例而变化。更特别地，子图像尺寸越小，低频极限越高。因此，与在相对较大的子图像中相比，在相对较小的子图像中，更多的频带受抑制，低频极限随着子图像接近全局图像而接近零，因此在该极限情况下没有频带受抑制并且子图像与全局图像相同。

依照一个实施例，动态地适应性调节抑制量以便随着频带而变化。更特别地，任何给定频带低于低频极限越多，抑制量越高。换言之，所述设备提供了自适应地调节哪些频率要被抑制的功能，频率相对于在其之下要发生抑制的下限频率越低，抑制越明显。在一个实施例中，所述设备也可以被调节成使得存在特定截止频率，低于该特定截止频率的频带将被截断，而不管这些频带低于下限频率有多少。

依照频率将频带布置在层级数据结构中允许简单地实现上面的抑制算法，因为相关频带可以通过简单的整数指标寻址，该指标同时指示这些频率在总的空间频谱内的高度或低度。

依照一个实施例，输出单元被配置成将空间频率修改的子图像的动态灰度值像素范围映射到要在其上显示空间频率修改的子图像的屏幕的对比度范围能力。该映射，例如至少分段线性对比度拉伸，可以通过使用空间频率修改的子图像的适当划分面元的亮度直方图构建。灰度值范围的对比度通过最小和最大像素灰度值之间的差值限定。

换言之，处理图像的规定部分（完整图像，或者如当前“平移”和“缩放”限定的位置处的子图像）以便总是适合监视器的灰度值范围。图像对比度总是被优化，即使监视器具有有限的灰度值分辨率。此外，不存在对于交互式对比度和亮度控制的更多需求。

修改的子图像可以在屏幕上以比原始子图像更高的对比度显示，在原始子图像中，较低频率未被抑制。由于低频的抑制，大尺度结构基本上从图像中消除，并且因此无需在将修改的图像映射到监视器的灰度值范围时加以考虑。由于现在更少的（也就是说，只有局部小尺度结构保留）图像结构跨整个监视器灰度值范围映射或者“拉伸”开来，因而代表那些更少结构的灰度值转变不那么平缓或者更加“突然”，因此可以实现更高的对比度。换言之，图像中的具有整幅子图像的最高亮度值的部分被映射到监视器动态灰度值标度一端的图像值，也就是说，被映射到最高灰度值（“白色”），并且具有整幅子图像的最低亮度值的部分被映射到标度的另一端或相对端的最低灰度值（“黑色”），或者白色和黑色倒置的相反情况。现成的HDTV监视器可能足以仍然具有局部图像细节的高对比度观看体验。用于灰度值范围适应性调节的计算限于修改的子图像中的像素信息，其仍然为用户提供更好的实时体验。对于每幅新的修改的子图像重复特定于监视器的灰度值范围适应性调节，从而在用户更新子图像信息的情况下，总是确保图像的对比度优化的视图。应当理解的是，当映射到监视器的颜色范围时，类似的映射可以用于彩色图像。

附图说明

现在，将参照以下附图描述本发明的示例性实施例，在附图中：

图1为图像处理系统的示意性框图；

图2为子图像和空间频率修改的子图像的示意图；

图3为图1的系统中使用的图像处理器的框图；

图4为图像处理方法的流程图。

具体实施方式

参照图1，示出了一种图像处理系统。

该系统包括在其上存储采集的图像的数据库DB。图像可以例如为以数字形式存储的x射线图像，但是应当理解的是，本文描述的设备可以同样应用于非医学图像。存在被布置用于用户（比如临床医护人员）从数据库DB获取图像100的工作站105或计算机单元。数据库DB和工作站105被假定以迄今已知的适当通信网络连接。工作站105具有诸如键盘CB之类的用户输入装置或工具和/或诸如电子笔或计算机鼠标之类的指针工具PT，用于用户与获取的图像100交互。图形芯片（图形或视频卡）GP控制所述图像在屏幕110上的显示。工作站105运行适当的查看器软件，该软件可以包括通常被配置成生成图形用户界面GUI以便在屏幕110上显示的用户界面控制器UIC。获取的图像100于是可以在图形用户界面GUI内观看，并且用户于是可以以下面将更详细地解释的方式操纵该图像。

系统包括向用户提供动态缩放功能的图像处理器DZC（“动态缩放视图控制器”）。X射线图像100最初可以作为具有像素宽度和长度X、Y的“全局图像”在屏幕100上全部地或者在至少相对较大部分被观看，对于利用当前图像扫描仪采集时的x射线图像而言，其可以处于三乘五千像素的区块中。初始图像100在屏幕110上的总体位置由其左上角P相对于屏幕坐标系统的位置规定。然后，如果用户希望在通过子图像100a限定的区域处观看全局图像100的放大视图，那么用户可以使用指针工具PT（例如计算机鼠标）通过点击-拖曳动作规定该子图像100a，该子图像是显示的图像100的部分或段。这种在规定的图像部分100a处“放大”全局初始图像100可以通过指针工具PT的运动而启动。系统100的驱动程序（未示出）通过使用适当的事件驱动编程技术而被布置成侦听鼠标点击和鼠标运动事件，并且从而捕获指示用户请求在缩放视图中观看的子图像100a的尺寸和位置的图像内坐标信息。换言之，系统经由其指针工具向用户提供平移和缩放功能。用户在显示的全局图像100上的任何希望的位置上点击，从而规定子图像100a的左上角。然后，用户拖曳打开具有宽度和长度x、y的矩形，从而限定子图像100a的空间维度。接着，子图像尺寸x、y被转发至动态缩放视图控制器DZC。

控制器DZC通过确保规定的子图像中的局部图像细节甚至在平均质量的屏幕上也以更好的对比度显示而支持屏幕110上的子图像100a的放大视图。局部细节，即规定的子图像100a的周界内的细节被强调，并且然后在子图像100a规定的部分处在修改的子图像100m中以比全局图像中的对比度更高的对比度再现以供在屏幕上观看。通常在低对比度屏幕110中不显示的细节于是可以被用户分辨和区分。基于医学图像的诊断即使利用可以在任何电子产品折扣店购买的低成本现成监视器也变得可能。

基于用户经由指针工具PT提供的子图像尺寸规定x、y，控制器DZC接着计算修改的子图像100m，该子图像然后在屏幕110上显示。动态缩放控制器DZC在以下意义上是动态的：实时地（即在接收到子图像信息p、x、y时）计算修改的图像100m，并且随着观看者移动指针工具PT不仅规定一幅子图像，而且可能规定子图像序列或系列，在接收到更新的子图像信息时重新计算。

一般说来，控制器DZC抑制图像中低于动态适应性调节的空间频率极限的低空间频率分量或频带。依照一个实施例，实时地执行频率空间频率修改的图像100m的计算。这成为可能部分归因于动态缩放视图控制器DZC操作期间执行的计算限于子图像信息p、x、y限定的图像部分。仅仅在子图像100a的局部才抑制空间低频分量。依照一个实施例，控制器DZC被配置成适应性调节频率修改的图像100m的灰度值动态范围以适合要用于显示频率修改的图像100m的监视器110的动态灰度值范围。

为了更好地解释动态缩放控制器DZC的操作，现在参照图2，图2示出了将动态缩放控制器DZC应用到子图像100a的结果。图2的左部示出了应用控制器DZC之前的子图像100a，并且右部示出了作为所述应用的结果的频率修改的子图像100m。

子图像100a是全局图像100的空间段，并且包括小尺度结构和大尺度结构，后者仅在希望观看全局图像100整体时才是有意义的。每幅子图像100a、100m之下的曲线图是沿着每幅子图像100a、100m的x轴在线L处截取的对应像素强度轮廓I。

子图像100a中大结构的存在依据x方向上从左至右的缓坡是显然的。这种坡度归因于未处理的子图像100a中的大尺度结构信息造成的梯度。局部小尺度结构是叠加在所述梯度上的精细调制。由于大尺度结构的存在占据里大部分动态灰度值范围，代表小尺度结构的像素部分内的像素强度不那么突出，换言之，小尺度结构以相对较低的对比度示出。

另一方面，在其范围适应监视器的灰度值动态范围的频率修改的子图像100m中，小尺度结构在右部中以较高对比度示出。从频率修改的子图像100m的轮廓曲线可以看出，不再存在轮廓曲线的坡度，因为移除了背景大尺度结构的空间频率。代表小尺度结构的像素值现在可以跨整个灰度值范围拉伸，并且因此频率修改的子图像100m可以以比在未处理的子图像中更高的对比度显示。

在这里，提出了控制器DZC仅仅抑制大尺度结构的空间频率，但是小尺度结构的较高空间频率在图像中保留。此外，在显示之前，频率修改的子图像100m的灰度值适应监视器的灰度值范围。

操作

现在参照图3更详细地解释动态缩放控制器DZC的操作。在控制器DZC的输入接口305处，接收全局图像100。如上面所解释的，子图像100a信息由用户通过键盘CB敲击或者通过指针工具PT的运动和/或点击动作而提供，并且也在控制器DZC处经由相同的输入接口305或者不同的接口被接收。

图像分析器310分析全局图像100或者将它分解成其空间频带，所述图像100中的图像信息可以被认为由这些频带构造。该空间频谱分析在一个实施例中通过如美国专利6,252,931中所描述的执行迭代拉普拉斯金字塔算法而进行。接着，这样生成的不同的空间频带布置在适当的数据结构中，例如如图3中所示的关联阵列中。频带依照其频率在“金字塔”中排序，HP（“高通”）-0指示最高频带，就像是金字塔的顶端，经由频带BP-b（b=1…7）逐渐减小至最低频率LP（“低通”）-8。给定频带中的每个频率分量低于所述给定频带上方的频带中的任何频率分量。在图3所示的实例中，存在九个频带（每个频道包括一定范围的频率分量），图像100作为每个频率取各自振幅的那些频率的叠加，由所述频带形成。每个空间频带可通过整数指标b寻址。较高的指标b指示较低的频率，因此，通过递增空间频率指标b，系统可以逐步地访问越来越低的空间频率分量。

接着，抑制器320基于i）子图像100a的尺寸SUB、ii）全局图像100的尺寸SIZE、iii）（可选的）用户可定义频率参数fp和iv）预定义常数K计算用于每个频带的抑制因子（b），该抑制因子然后可以在构造（空间）频率修改的子图像100b时应用到所述频带。然后，如图3右边作为功能框输出-0至输出-8所示，输出每个抑制的频带中的抑制的频率。

取决于抑制器120的输入并且尤其是取决于SUB与SIZE之间的比值，可以确立低频极限，使得用于低于所述极限的频带的抑制因子在小于1与0之间变化，而用于高于所述极限的频带的抑制因子近似为1。换言之，高于所述极限的频率被保留，而低于所述极限的频率被抑制，或者在该因子被计算为零或小于可忽略的“截止”值ε时甚至完全被消灭或消除。

低频极限是动态的，因为它取决于变化的图像尺寸比值，该比值进而取决于用户选择的子图像100a的尺寸。此外并且依照一个实施例，频带位于所述极限之下越低，低于所述极限的频率受抑制越强烈。抑制器输送的抑制因此具有对于i）进而决定低频极限的图像比值和ii）空间频带在空间频谱中相对于低频极限位于何处的双重依赖性。

接着，图像重建器或合成器330通过使用来自子图像100a的像素信息并且通过将计算的抑制因子应用到其原始空间频谱而重建修改的子图像100m，以便输出在屏幕110上显示的空间频率修改的图像100m。空间频率修改的图像100m由适当的输出接口装置340转发至图形芯片GP，该图形芯片然后将其中的图像信息再现为在屏幕110上显示的频率修改的图像100m。

在一个实施例中，在屏幕110上输出之前，可以在输出装置340或者图形芯片GP中实现的屏幕适配器模块被配置成使修改的图像100m中的亮度灰度值的动态范围适应要用于显示所述图像的监视器110的实际动态灰度级能力。系统由此向屏幕提供修改的图像的自适应观看，因此，用户可以更好地分辨如子图像100a所规定的全局图像局部的结构差异。为此目的，计算修改的图像100m的亮度直方图，其中每个面元（“窗口”）记录特定亮度或灰度级值的像素比例或数量。接着，将直方图揭示的图像100m中的最小和最大亮度像素分别映射到计算机屏幕灰度值范围的最小和最大灰度值，该灰度值范围具有被适当地重新划分面元的两个极端值之间的灰度值，图像100m的直方图由此被拉伸以适合屏幕110的灰度值调色板。

在对比度拉伸技术中，子图像100m的0%和100%百分数依照一个实施例通过分段线性函数映射到屏幕110（受图形芯片GP驱动）能够显示的最小和最大亮度或灰度值。在一个实施例中，改变频率修改的子图像100m中的像素值或者改变图形芯片GP使用的查找表。依照一个实施例，输出灰度级映射为中值保留。换言之，该映射被选择为使得修改的子图像100m中的像素值的中值（或者50%百分数）被映射到与原始子图像100a的中值近似相同的监视器灰度值。这可能意味着仅仅图像100m的灰度值范围的一端而不是两端被映射到监视器的最大或最小灰度值中的对应灰度值。例如，当保留中值时，图像100m的动态范围中的1%百分数被映射到5%百分数的最小监视器灰度值，或者图像100m的动态范围的99%百分数被映射到输出亮度的95%最大值。

然后，将该对比度拉伸的图像作为修改的图像100m显示于屏幕110上。应当理解的是，图像输出接口装置240可以从图形卡或者通过与屏幕110直接接口或者经由人工用户设置功能获取关于监视器的灰度值范围的必要数据。后者允许用户向控制器DZC人工地供应要使用的屏幕的动态灰度值范围规格。如果新监视器用于显示以便确保基于实际使用的监视器的修改的图像的最佳对比度视图，那么可以更新该信息。在一个实施例中，是在输出接口装置（340）处将依照用户规定的缩放信息的缩放应用到频率修改的且动态范围适应性调节的子图像100m。

现在，参照以下示出计算抑制因子中使用的函数和定义的伪代码清单更详细地解释抑制器320的操作：

（1）全局图像尺寸：         SIZE

（2）子图像尺寸                  SUB

（3）频带号b                       b=0，对于最高频率（全分辨率）

                                                b=1，对于下一频带（半分辨率）

（4）最后的频带bmax      bmax为金字塔的末端，包含最大指标（b=9）索引的LowPass（低通）

（5）频率参数fp                 fp控制高频带和低频带之间的边界

                                               fp= 0 →spb总是为0，因此没有图像修改

                                               fp= 0 →图像修改的最高效果

                                               fp预期为用户参数

（5a）Δb=bmax-b               Δb越高，空间频率越高

（6）频带尺度参数             spb0 = (fp*SIZE*2^{-(Δb=bmax-b)}/SUB) -1

        剪切的尺度参数          spb = {IF spb0 >0 THEN spb=spb0 ELSE spb=0}

        Das ist jetzt OK

（7）拉普拉斯频带             Lb

（8）调节参数                     k=[1=不调节; 1.1 , …; ]

                                               k=1将一切关断

                                               k=999将所有太大的频带（其中Δb相对较小）完全关断

                                               k=2…4以较平滑的方式削弱较低频带

（9）频带抑制因子             factor(b) = k^-sp(b)

（10）动态范围缩放调节   Lb^zoom = Lb * factor(b)

（11）显示的图像：           image_out =所有Lb^zoom之和。

在一个实施例中并且如上面（9）中可见，频带抑制因子或者频带降低因子随着Δb呈指数衰减，因此抑制的量（其可以在零与1之间变化）随着Δb呈指数变化。指数变量Δb依据频带指标b度量到最低频带bmax的距离，Δb=0指示最低频带，即图像的低通，并且Δb = 1,2 …依次指示更高的频带。

依照上面的算法且如行（9）中可见，衰减率（即抑制量）可以通过相应地选择指数基k进行控制。在若干情况下用于指数基k的最佳值可以通过对各种不同的值进行试验并且向执业医师轮询他们相信视觉上最有用的图像结果是什么而确立。被证明有用的值是k=1.5或2。

非常大的k值（例如k=999）将导致这样的结果：平均而言，非常低的频带将完全关断，即所述因子近似为零。又换言之，针对非常大的k值的抑制不再被区分，并且零全面抑制被应用到低于下限频率的所有频带。形成对照的是，当k被选择为大于1，但是较小，例如k=1.5或2时，提供抑制对于频率的依赖性，抑制的频率依赖性随着k越大而逐渐消失。

依照一个实施例，尺度参数的sp(b)（即k指数）的计算如行（6）中所示。比值SUB/SIZE与2^-Δb相比较。如果在某个频带b处，子图像-全局图像比值大于2^-Δb，那么返回尺度参数0，并且不将抑制应用到频带b和高于所述b的频带。对于其中图像比值小于2^-Δb的低于b的频带，得到小于1的抑制因子。按照这种方式，限定低频极限或截止频率。该下限频率标定抑制的和未抑制的频带之间的频带，因此可以被视为取决于子图像-全局图像比值，并且抑制的量（对于小的（<2）给定k）取决于空间频带的“低度”，即如指标距离Δb所度量的频带在拉普拉斯金字塔层级中的位置。换言之，频带金字塔中的频带位置b越低（即Δb越小），所述频带受抑制器320抑制越高或者越强烈。用户可调因子fp允许沿着金字塔向上和向下移动低频极限。应当理解的是，所述层级也可以倒置，指标Δb=0指示最高的频率，其中上面的公式被理解为通过指标变换而加以适应性调节。

一旦被计算，则将抑制因子Lb^zoom分别应用到每个频带Lb。各频带中的空间频率具有（10）处通过如（9）处所计算的抑制因子而阻尼的振幅。然后，频率修改的图像100m作为（11）处的抑制和未抑制的空间频率的叠加而输出。

下面的表格1-4示出了依赖于图像尺寸比值和空间频率指标b和fp的抑制因子的实例。

上表1示出了在通过各列从左到右移动时子图像尺寸与抑制的频带数量之间的直接关系。在第一列情景中，子图像SUB具有几乎全局图像的尺寸，因此在最低频带处具有10%的抑制，因此该频带的大约90%用在修改的子图像100m中。下限频率随着移动到越来越小的子图像而向上移动，例如在右起第二列中，其中SUB为与5000像素全局图像对比的仅仅256像素的。由于子图像相对较小，最后四个频带8-11完全关断或者消除，并且第七个频带仍然以大约91%被充分抑制，因此该频带在空间频率修改的图像100m中的使用降至91%。因此，在这种相对较小子图像的情况下，几乎频带的50%被抑制动作影响。

最后一列示出了选择基k非常大（例如k=999）的效果。低频带完全消除，而不管其频带低于低频极限有多少。

下表2示出了用户可调频率参数fp的效果。如可以看到的，当从左列到右列前进时，抑制动作在频率参数fp减半时有效地向下移动一个频带。

如可以在下表3中看到的，示出了K与抑制的频带数量之间的相互影响。较低频带随着指数基k增大而关断（即抑制因子为零）。由于参数K高度非线性地起作用，因而在一个实施例中建议保持参数k固定且用户不可调。

在下表4中，随着通过各列从左到右移动，子图像的尺寸依次减半。在第一列中，没有抑制（因子全为1），因为子图像尺寸等于全局图像尺寸。随着子图像减半并且图像尺寸比值变得更小，越来越多的频带被抑制和/或关断。在最后一列中，六个频带被抑制并且频带10-11甚至完全关断，因为子图像收缩为与5000像素全局图像尺寸对比的132像素尺寸。

依照一个实施例，所述控制器被配置成显示修改的图像100m的差值图像。该差值图像仅仅包括现在利用其原始振幅示出的抑制的或者关断的频带。然后，可以在用户请求时在例如在诸如“缩略图”之类的较小窗口小部件中的频率修改的子图像100m旁边显示该差值或反图像。为此目的，控制器生成用于所述差值图像的第二窗口，该第二窗口然后被定位成叠加在示出频率修改的图像100m上或者置于所述窗口小部件旁边。依照一个实施例，当调用时，差值图像小部件出现在屏幕100的角落区。差值图像向用户提供了可视检查选项以便仍然看到抑制的低频分量，以便更好地评估移除的大尺度结构的相关性。

依照一个实施例，一旦用户选择了子图像100a，则在用户可定义尺度下示出计算的频率修改的100m，而不是先前示出的全局图像100。如果她希望选择另一幅子图像，那么她简单地点击屏幕或者促动击键，控制器指示屏幕恢复到全局图像以代替当前计算的修改的图像，因此用户现在可以选择与重新显示的全局图像不同的子图像。在一个实施例中，控制器DZC支持其中可以存储所有先前计算的修改的图像以供快速获取的缓冲器。在其他实施例中，一旦计算了修改的图像，则将它显示于叠加在全局图像上的第二窗口小部件中，全局图像仍然示于背景中的第一窗口小部件中。频率修改的图像以预定义尺寸示于第二窗口小部件中，该预定义尺寸可以由用户调节以便完全覆盖背景中的全局图像，或者仅仅覆盖其部分。

当使用上面的设备时，所提出的工作流程是向用户提供控制器DZC的缩放自适应功能，该功能可以由GUI通过指针工具交互功能或者通过在GUI中显示为按钮小部件的“软键”的致动而调用。于是，局部动态范围压缩的量可以通过调节参数fp，在一个实施例中通过可选地示于用户界面GUI中的滑动条小部件或者通过击键“up+”/“down-”进行控制。

图1的图像处理系统的部件被示为布置在分布式架构中且连接在适当的通信网络中的单独的模块。然而，这仅仅是一个示例性实施例。依照一个实施例，控制器DZC控制器在计算机单元的图形芯片GP上实现以便利用现代芯片的快速视频计算能力。

这些部件可以被布置为专用FPGA或者硬接线独立芯片。在可替换的实施例中，这些部件可以驻留在工作站100中，作为软件例程运行。这些部件可以在诸如Matlab?或Simulink?之类的适当科学计算平台中编程，并且然后翻译成在库中维持且在由工作站100调用时链接的C++或C例程。

参照图4，示出了依照本发明的方法的流程图。

在步骤405处，接收规定全局图像内的子图像的图像信息。

在步骤410处，只有在子图像中，低于动态或预定义低频带极限的空间分量才被抑制，从而产生空间频率修改的图像。

在步骤415a处，输出这样的频率修改的子图像以供显示。

在步骤420处，使频率修改的子图像适应要使用的特定监视器的灰度值动态范围。为此目的，构建修改的子图像的直方图。将最高面元中的像素（即具有最高亮度的像素）映射到监视器的最大亮度，而将最低面元中的像素（即最低亮度像素）映射到监视器的最低灰度值亮度。介于这两个极端情况之间的面元中的像素线性地映射到监视器范围上的亮度灰度值。按照这种方式，确保了最大程度地利用使用的特定监视器的可能的最高对比度。换言之，高于某个阈值的灰度值全部被映射到监视器的白色值，而低于最小阈值的像素全部被映射到监视器的黑色值。按照这种方式，可以为介于这两个极端情况之间的像素增强对比度，因为它们在整个监视器灰度值调色板上被拉伸。

如果子图像更新，即在步骤S405处接收到新的子图像信息，那么使用该新的子图像信息重复步骤S410-S420。

在本发明的另一个示例性实施例中，提供了一种计算机程序或者计算机程序元件，其特征在于适于在适当的系统上执行依照前面的实施例之一的方法的方法步骤。

因此，该计算机程序元件可以存储在计算机单元上，该计算机单元也可以是本发明的实施例的部分。该计算单元可以适于执行上面描述的方法的步骤或者引起这些步骤的执行。而且，它可以适于操作上面描述的设备的部件。该计算单元可以适于自动地操作和/或执行用户的命令。可以将计算机程序装载到数据处理器的工作存储器中。该数据处理器因此可以被装备为执行本发明的方法。

本发明的该示例性实施例覆盖了从一开始就使用本发明的计算机程序以及借助于更新将现有程序转变为使用本发明的程序的计算机程序二者。

更进一步，所述计算机程序元件可能能够提供实现如上面所描述的方法的示例性实施例的过程的所有必要的步骤。

依照本发明的另一示例性实施例，给出了一种计算机可读介质，例如CD-ROM，其中该计算机可读介质具有存储于其上的计算机程序元件，所述计算机程序元件由前面的章节描述。

计算机程序可以存储和/或分布于适当的介质上，例如存储和/或分布于与其他硬件一起提供或者作为其他硬件的一部分而提供的固态介质或者光学存储介质上，但是也可以以其他的形式分发，例如通过因特网或者其他有线或无线电信系统分发。

然而，计算机程序也可以通过像万维网那样的网络给出，并且可以从这样的网络下载到数据处理器的工作存储器中。依照本发明的另一示例性实施例，提供了一种用于使得计算机程序元件可用于下载的介质，所述计算机程序元件被布置成执行依照本发明的前面描述的实施例之一的方法。

必须指出的是，本发明的实施例参照不同主题进行了描述。特别地，一些实施例参照方法类型权利要求进行了描述，而其他实施例参照设备类型权利要求进行了描述。然而，本领域技术人员将从上面和以下描述推断，除非另有通知，除了属于一种类型的主题的特征的任意组合之外，与不同主题有关的特征之间的任意组合也被认为利用本申请公开了。然而，所有特征可以加以组合，提供比这些特征的简单总和更多的协同效应。

尽管在所述附图和前面的描述中已经详细地图示和描述了本发明，但是这样的图示和描述应当被认为是说明性或示例性的，而不是限制性的。本发明并不限于所公开的实施例。本领域技术人员根据对于所述附图、本公开内容以及从属权利要求的研究，应当能够理解和实现所公开实施例的其他变型。

在权利要求书中，措词“包括/包含”并没有排除其他的元件或步骤，并且不定冠词“一”并没有排除复数。单个处理器或其他单元可以实现权利要求中记载的若干项的功能。在相互不同的从属权利要求中记载特定技术措施这一事实并不意味着这些技术措施的组合不可以加以利用。权利要求书中的任何附图标记都不应当被视为对范围的限制。