基于RGB颜色空间的物体多模态灰度影像融合显示方法

摘要

本发明涉及图像处理技术领域，具体涉及基于RGB颜色空间的物体多模态灰度影像融合显示方法，包括，步骤S1，统一各信号源的物体影像的体素大小；步骤S2，将同一物体的不同信号源的物体影像图像置于同一坐标系内；步骤S3，选择物体影像，将物体影像转变为灰度图像；步骤S4，将一信号源对应的灰度图像赋予一种颜色，每种信号源的灰度图像的明暗度与相应颜色的等级相对应；步骤S5，将赋予颜色后的各信号源的物体影像融合显示在同一坐标系的颜色空间，本发明根据人眼对彩色图像的辨识度远高于灰度图像的特点，以及屏幕上的色彩可有红、绿、蓝三原色以不同的饱和度组合而成的多种颜色，充分显示物体的影像特征。

说明书

技术领域

本发明涉及图像处理技术领域，具体涉及一种物体多模态灰度影像融合显示方法。

背景技术

观察物体影像是研究、了解、掌握物体本质的重要途径之一。采集物体影像的方法往往有多种，它们的成像原理可能各不相同，反映的是物体某个方面的特征。由于真实世界中物体具有多重属性，随着研究的深入，人们试图展现、了解、掌握物体一系列的本质特征，多模态影像成为目前一种主流的研究、实践手段。

以医学影像为例，X线摄影、CT成像、MRI成像、超声成像、PET成像、SPECT成像、光学成像等，单一信号源所形成的原始图像都是灰度图像。由于，物体(病灶)的复杂性，单一信号影像难以真实准确客观地反映物体(病灶)的本质，人们往往综合多种影像来研判物体(病灶)的本质。由此PET/CT、PET/MRI、SPECT/CT等同机融合影像采集设备应运而生，试图在同一个坐标系中观察同一部位物体(病灶)的不同信号表现以研判物体(病灶)的本质。

现有技术中双信号源所形成的原始图像仍是双灰度图像，为了在同一副图像上显示两种信号图像，就将其中一种信号源形成的图像设为伪彩图像(本质的灰度图像)并以一定权重(如50％)叠加在另一种信号源形成的灰度图像(也取一定权重)上，两种信号源的权重和为100％。这种融合图像显示方法的局限性是：1、只能显示两种信号源形成的融合图像；2、牺牲了这两种信号源图像的部分细节。现有技术中也有从物体(病灶)不同信号源成形的原始图像中提取感兴趣的部分用不同颜色渲染，再把它们一一叠加到一种信号源形成的原始灰度图像上。这种融合图像显示方法的局限性是叠加的经不同颜色渲染的感兴趣区会遮盖信号源形成的原始灰度图像的信息，导致部分信息丢失。

发明内容

本发明的目的在于，提供基于RGB颜色空间的物体多模态灰度影像融合显示方法，解决以上技术问题；

基于RGB颜色空间的物体多模态灰度影像融合显示方法，包括，

步骤S1，对同一物体的不同信号源的物体影像进行归一化处理，统一各信号源的所述物体影像的体素大小；

步骤S2，对不同信号源的所述物体影像进行图像配准，将同一物体的不同信号源的所述物体影像图像置于同一坐标系内；

步骤S3，选择一定数量种信号源的所述物体影像，将每一所述物体影像的体素值的取值范围进行量化，基于量化后的取值跨度进行正比变换转变为体素值N位编码的灰度图像；

步骤S4，将一信号源对应的所述灰度图像赋予一种颜色，每种信号源的所述灰度图像的明暗度与相应颜色的等级相对应；

步骤S5，将赋予颜色后的各信号源的所述物体影像融合显示在同一坐标系的颜色空间，获得融合影像。

优选的，步骤S3中，选择不超过三种信号源的所述物体影像。

优选的，步骤S3中，采用M级的量化跨度，量化后的所述物体影像的体素值的取值范围为0至M-1的非负整数。

优选的，所述灰度图像的体素值的编码位数N为，

N＝log

优选的，步骤S4中一信号源对应的所述灰度图像赋予的一种颜色为红色或绿色或蓝色。

优选的，步骤S4中每种信号源的所述灰度图像的明暗度与相应颜色的等级相对应，其中各颜色的等级均为M级。

优选的，若步骤3中选择的所述物体影像本身具备与步骤S4中赋予的颜色相同的颜色，则直接将所述物体影像的体素值进行正比变换转变为体素值N位编码的同色图像。

优选的，步骤S3中将同一个坐标系中的同一物体的不同信号源的所述物体影像的全部或局部转变为所述灰度图像或所述同色图像。

优选的，步骤S5中将赋予颜色后的各信号源的所述物体影像应用RGB格式融合显示在同一坐标系的RGB空间。

优选的，还包括步骤S6，对基于RGB颜色空间显示的所述融合影像进行变换，在至少包括HSV、YUV、CMYK颜色空间中显示所述融合图像。

本发明的有益效果：由于采用以上技术方案，本发明根据人眼对彩色图像的辨识度远高于灰度图像的特点，以及屏幕上的色彩可有红、绿、蓝三原色以不同的饱和度组合而成的多种颜色，充分显示物体的影像特征。

附图说明

图1为本发明实施例中物体多模态灰度影像融合显示方法的步骤示意图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步说明，但不作为本发明的限定。

基于RGB颜色空间的物体多模态灰度影像融合显示方法，如图1所示，包括，

步骤S1，对同一物体的不同信号源的物体影像进行归一化处理，统一各信号源的物体影像的体素大小；

步骤S2，对不同信号源的物体影像进行图像配准，将同一物体的不同信号源的物体影像图像置于同一坐标系内；

步骤S3，选择一定数量种信号源的物体影像，将每一物体影像的体素值的取值范围进行量化，基于量化后的取值跨度进行正比变换转变为体素值N位编码的灰度图像；

步骤S4，将一信号源对应的灰度图像赋予一种颜色，每种信号源的灰度图像的明暗度与相应颜色的等级相对应；

步骤S5，将赋予颜色后的各信号源的物体影像融合显示在同一坐标系的颜色空间，获得融合影像。

具体地，本发明提供的融合图像显示方法，根据人眼对彩色图像的辨识度远高于灰度图像的特点，以及屏幕上的色彩可有红、绿、蓝三原色以不同的饱和度组合而成的1677.7万种颜色，试图充分的显示物体(病灶)的影像特征，帮助人们研判物体(病灶)的本质。

具体地，本发明通过内插值、调整归一化同一物体不同信号源影像的体素大小，以及经过图像配准，将同一物体不同信号源影像均可置于同一个坐标系内；

在一种较优的实施例中，步骤S3中，选择不超过三种信号源的物体影像。

在一种较优的实施例中，步骤S3中，采用M级的量化跨度，量化后的物体影像的体素值的取值范围为0至M-1的非负整数。

具体地，本发明选择不超过3种信号源灰度图像，将每一种灰度图像的体素值取值范围设为0-255的非负整数，0、255分别对应灰度图像体素值的最小值、最大值，256对应灰度图像体素值取值的跨度，经正比变换，将每一种信号源全部(或局部)灰度图像转变为8位非负整数(uint8)灰度图像，即N取值为8。

在一种较优的实施例中，灰度图像的体素值的编码位数N为，

N＝log

在一种较优的实施例中，步骤S4中一信号源对应的灰度图像赋予的一种颜色为红色或绿色或蓝色。

在一种较优的实施例中，步骤S4中每种信号源的灰度图像的明暗度与相应颜色的等级相对应，其中各颜色的等级均为M级。

在一种较优的实施例中，若步骤3中选择的物体影像本身具备与步骤S4中赋予的颜色相同的颜色，则直接将物体影像的体素值进行正比变换转变为体素值N位编码的同色图像；进一步的，本发明的实施例中同一个物体不同信号源的灰度图像进行红、绿、蓝图像融合，若物体影像本身为红、绿、蓝图像则不需要转化成灰度图像就能够直接融合。

在一种较优的实施例中，步骤S3中将同一个坐标系中的同一物体的不同信号源的物体影像的全部或局部转变为灰度图像或同色图像。

根据观察的需要，观察者一次可以选择物体(病灶)不超过3种信号源全部(或局部)uint8灰度图像，将这些不同信号源uint8灰度图像赋予不同等级(共256级)的红色、绿色和(或)蓝色；即一种颜色对应一种信号源，每种信号源灰度图像的明暗度对应相应颜色的等级。

进一步的，根据观察者需要可多次同时选择不超过3个信号源图像，重复上述步骤，观察多种不同信号源的融合图像。

在一种较优的实施例中，步骤S5中将赋予颜色后的各信号源的物体影像应用RGB格式融合显示在同一坐标系的RGB空间。

在一种较优的实施例中，还包括步骤S6，对基于RGB颜色空间显示的融合影像进行变换，在至少包括HSV、YUV、CMYK颜色空间中显示融合图像。

具体地，将上述不超过3种信号源的物体(病灶)图像应用RGB格式显示，即可实现物体(病灶)多种信号源图像融合显示在同一坐标系的RGB空间，以及将上述RGB格式的图像经过适当的变换，在HSV(色调H、饱和度S和明度V)、YUV(明亮度Y，色度U和V)、CMYK(印刷四分色模式)等颜色空间中显示物体(病灶)多种信号源的融合图像。

以上所述仅为本发明较佳的实施例，并非因此限制本发明的实施方式及保护范围，对于本领域技术人员而言，应当能够意识到凡运用本发明说明书及图示内容所作出的等同替换和显而易见的变化所得到的方案，均应当包含在本发明的保护范围内。