專利名稱：圖像顯示灰度編碼方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種圖像顯示灰度編碼方法。
背景技術(shù)：
圖像顯示灰度編碼是指把數(shù)據(jù)按數(shù)值大小對(duì)應(yīng)成相應(yīng)的灰度高低顯示在屏幕上， 一組二維陣列數(shù)據(jù)可以顯示成一幅二維有灰度的圖像，數(shù)據(jù)的數(shù)值代表信號(hào)的幅值，灰度 的高低也就表示信號(hào)幅值的大小。在超聲波診斷成像應(yīng)用中，傳感器接收到的原始信號(hào)有很高的動(dòng)態(tài)范圍，經(jīng)接收 電路轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號(hào)和波束合成后的幅值可以達(dá)到15位二進(jìn)制數(shù)或更高，而最終可顯示 的圖像灰階受顯示器性能限制只有256級(jí)或更低，所以信號(hào)處理功能模塊要對(duì)接收的信號(hào) 做動(dòng)態(tài)范圍壓縮和調(diào)整，動(dòng)態(tài)壓縮后的信號(hào)數(shù)據(jù)以二進(jìn)制數(shù)表達(dá)通常是8位(對(duì)應(yīng)256級(jí) 灰階)，再經(jīng)幀處理和空間轉(zhuǎn)換等圖像處理，圖像數(shù)據(jù)保持在相同的8位(256級(jí))，把這256 級(jí)的圖像按灰度等級(jí)編碼送到顯示器以256或更低的黑到白灰階顯示。為了提高感興趣的 灰度范圍的圖像視覺(jué)敏感度，通常采用灰階轉(zhuǎn)換圖(Gray Map)的方法，灰階轉(zhuǎn)換圖的輸入 是需要顯示的每個(gè)像素點(diǎn)的8位值，輸出是直接送顯示的對(duì)應(yīng)的8位灰度值，輸入和輸出的 關(guān)系可以是任意比例的預(yù)設(shè)轉(zhuǎn)換曲線，以提高感興趣的灰度范圍的對(duì)比?，F(xiàn)有技術(shù)中用來(lái) 灰度編碼的圖像數(shù)據(jù)只有8位，最終顯示的灰階受顯示器最大黑白或同色灰度級(jí)數(shù)的限制 總是保持在256級(jí)或更低，現(xiàn)有技術(shù)的缺點(diǎn)是原始的高動(dòng)態(tài)范圍的信號(hào)被壓縮成8位顯示 圖像，灰度分辨率被限制在最大256級(jí)，導(dǎo)致圖像信息損失大。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種實(shí)際可顯示的灰度等級(jí)大于顯示器能顯示的最大黑白 灰度等級(jí)的圖像顯示灰度編碼方法，該方法可以減少信號(hào)動(dòng)態(tài)范圍的壓縮程度，減少圖像 信息的損失。為達(dá)到上述目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案是圖像顯示灰度編碼方法，所述圖像具 有m位灰度，用于顯示所述圖像的顯示器具有η位灰度，具有m位灰度的所述圖像是經(jīng)具有 k位信息的圖像通過(guò)灰度轉(zhuǎn)換得到的，其中k > = m > n，所述圖像顯示灰度編碼方法包括， 在所述圖像的2">級(jí)灰度信息中選擇一段連續(xù)的2n級(jí)灰度信息，直接送往所述顯示器顯示， 或者轉(zhuǎn)化為(Γ2η-1的灰度信息后再送往所述顯示器顯示，所述圖像的2m級(jí)灰度信息中，大 于所述2n級(jí)灰度信息的最大值的信息，采用該最大值；小于所述2n級(jí)灰度信息的最小值的 信息，采用該最小值。優(yōu)選地，設(shè)置至少一個(gè)檢查部位，為每個(gè)所述檢查部位設(shè)定好所述2n級(jí)灰度信息。優(yōu)選地，所述2"級(jí)灰度信息中中心信息的位置沿著所述圖像2m級(jí)灰度信息的幅度 方向可移動(dòng)地設(shè)置在其幅值范圍(T2m_l中。進(jìn)一步優(yōu)選地，設(shè)置長(zhǎng)條形框表示所述圖像2">級(jí)灰度信息的幅值范圍0 2m_l，所 述長(zhǎng)條形框內(nèi)沿著該長(zhǎng)條形框的長(zhǎng)度方向可移動(dòng)地設(shè)置有灰度選擇窗，該灰度選擇窗表示所述2n級(jí)灰度信息，所述灰度選擇窗的窗中心表示所述2n級(jí)灰度信息中的中心信息。更進(jìn)一步優(yōu)選地，所述長(zhǎng)條形框旁邊設(shè)置有灰度直方圖，所述灰度直方圖的坐標(biāo) 灰度信息的位置與所述長(zhǎng)條形框表示的幅值范圍(T2m-1中的灰度信息的位置相一一對(duì)應(yīng)。優(yōu)選地，設(shè)置至少一個(gè)檢查部位，為每個(gè)所述檢查部位設(shè)定好所述灰度轉(zhuǎn)換的曲 線。優(yōu)選地，所述灰度轉(zhuǎn)換的曲線有多種，選擇一種所述曲線對(duì)所述k位信息的圖像 進(jìn)行灰度轉(zhuǎn)換。優(yōu)選地，所述灰度轉(zhuǎn)換中計(jì)算m的方法包括設(shè)闕值p，0 <p < 1，在所述k位信息 的圖像的灰度直方圖上，從最高灰度等級(jí)起依次遞減來(lái)計(jì)數(shù)累計(jì)的灰度密度比例，當(dāng)所述 灰度密度比例達(dá)到或者剛超過(guò)所述P時(shí)，計(jì)數(shù)所述灰度密度比例覆蓋的灰度等級(jí)的個(gè)數(shù)， 向小取整得2j，得m = k-j+n。進(jìn)一步優(yōu)選地，設(shè)置至少一個(gè)檢查部位，為每個(gè)所述檢查部位設(shè)定好所述ρ。進(jìn)一步優(yōu)選地，所述ρ有多個(gè)，選擇一個(gè)所述P來(lái)計(jì)算m。更進(jìn)一步優(yōu)選地，所述檢查部位為腹部、小器官、心臟、血管、婦產(chǎn)科或泌尿。由于上述技術(shù)方案的運(yùn)用，本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比具有下列優(yōu)點(diǎn)通過(guò)在圖像的 2m級(jí)灰度信息中選擇一段連續(xù)的2n級(jí)灰度信息來(lái)顯示，本發(fā)明解決了由于顯示器最大灰度 數(shù)的限制而導(dǎo)致的圖像灰度分辨率的限制的問(wèn)題，提供了一種實(shí)際可顯示的灰度等級(jí)大于 顯示器能顯示的最大黑白灰度等級(jí)的圖像顯示灰度編碼方法，該方法可以減少信號(hào)動(dòng)態(tài)范 圍的壓縮程度，減少圖像信息的損失。


附圖1為應(yīng)用本發(fā)明的超聲波診斷裝置的工作流程示意圖；附圖2為體現(xiàn)本發(fā)明方法構(gòu)思的示意圖；附圖3為本發(fā)明中灰度窗選擇編碼條的示意圖，灰度窗選擇編碼條旁邊還有灰度 直方圖供參考；附圖4為灰度轉(zhuǎn)換圖，顯示了多條灰度轉(zhuǎn)換曲線，其中曲線1是12位到12位任意 曲線，曲線2是12位到12位線性直線，曲線3是12位到10位任意曲線，曲線4是12位到 8位任意曲線；附圖5為本發(fā)明中灰度轉(zhuǎn)換的設(shè)置方式和灰度窗的設(shè)置方式的流程圖，灰度轉(zhuǎn)換 曲線、灰度窗可以預(yù)設(shè)，也可以由用戶自行操作調(diào)節(jié)。
具體實(shí)施例方式下面結(jié)合附圖來(lái)進(jìn)一步闡述本發(fā)明的結(jié)構(gòu)。參見(jiàn)圖1所示，一種超聲波診斷裝置，主要包括超聲探頭、與超聲探頭相連的發(fā)射 電路和接收電路、信號(hào)處理模塊、圖像處理模塊、顯示器，由接收電路收到的信號(hào)通常達(dá)到 15位二進(jìn)制或更高，該信號(hào)經(jīng)包含動(dòng)態(tài)壓縮的信號(hào)處理模塊處理后輸出12位的信號(hào)，然后 經(jīng)圖像處理模塊處理后輸出12位的圖像陣列數(shù)據(jù)，然后再經(jīng)灰度轉(zhuǎn)換成12位灰度數(shù)據(jù)，然 后參見(jiàn)圖2，圖像的12位灰度數(shù)據(jù)具有212級(jí)灰度信息，212級(jí)灰度信息中選擇一段連續(xù)的28 級(jí)灰度信息，直接送往顯示器顯示，或者轉(zhuǎn)化為(Γ28-1的灰度信息(8位灰度數(shù)據(jù))后再送往顯示器顯示，在圖像的212級(jí)灰度信息中，大于28級(jí)灰度信息的最大值的信息，采用該最 大值；小于28級(jí)灰度信息的最小值的信息，采用該最小值。上面提到，15位二進(jìn)制或更高的信號(hào)經(jīng)信號(hào)處理模塊、圖像處理模塊后輸出12位 的圖像數(shù)據(jù)，當(dāng)然，也可以輸出比12位更高的數(shù)據(jù)如13位，或者輸出比12位更低的數(shù)據(jù)如 10位。然后在灰度轉(zhuǎn)換中，12位的圖像數(shù)據(jù)經(jīng)灰度轉(zhuǎn)換成12位的灰度數(shù)據(jù)，在另外的實(shí)施 例中，可以采用任意的灰度轉(zhuǎn)換曲線，參見(jiàn)圖4所示，可以將12位的圖像數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為10位 的灰度數(shù)據(jù)，然后在，21(1級(jí)灰度信息中選擇一段連續(xù)的28級(jí)灰度信息，輸出顯示；或者可以 直接將12位的圖像數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為8位的灰度數(shù)據(jù)，直接輸出顯示。顯示器的最大灰度能力，不只限于8位，還可能有6位或10位，因此，假如經(jīng)灰度 轉(zhuǎn)換后的圖像數(shù)據(jù)是12位的，要從中選擇出一段連續(xù)的26級(jí)灰度信息或2"1級(jí)灰度信息， 送顯不器顯不。更廣泛的來(lái)說(shuō)，假如圖像具有m位灰度，顯示器具有η位灰度，m > η,圖像顯示灰 度編碼方法包括在圖像的2">級(jí)灰度信息中選擇一段連續(xù)的2"級(jí)灰度信息，直接送往顯示器 顯示，或者轉(zhuǎn)化為Oln-I的灰度信息后再送往顯示器顯示，圖像的2m級(jí)灰度信息中，大于 2"級(jí)灰度信息的最大值的信息，采用該最大值；小于2"級(jí)灰度信息的最小值的信息，采用該 最小值。從2m級(jí)灰度信息中選擇2n級(jí)灰度信息的方法可以由系統(tǒng)預(yù)設(shè)或者用戶操作，在圖 5中，在系統(tǒng)預(yù)設(shè)上，設(shè)置至少一個(gè)檢查部位，檢查部位可以為腹部、小器官、心臟或血管等， 為每個(gè)檢查部位設(shè)定好2n級(jí)灰度信息，為特定的檢查部位設(shè)定好合適的2"級(jí)灰度信息，便 于醫(yī)生查看和診斷；在用戶操作上，可以將2n級(jí)灰度信息中中心信息的位置沿著圖像2">級(jí) 灰度信息的幅度方向可移動(dòng)地設(shè)置在其幅值范圍Olm-I中，在圖3和5中，設(shè)置長(zhǎng)條形框 表示圖像2">級(jí)灰度信息的幅值范圍(T2m-1，長(zhǎng)條形框內(nèi)沿著該長(zhǎng)條形框的長(zhǎng)度方向可移動(dòng) 地設(shè)置有灰度選擇窗，該灰度選擇窗表示2n級(jí)灰度信息，灰度選擇窗的移動(dòng)范圍限制在長(zhǎng) 條形框內(nèi)，灰度選擇窗的窗中心表示2n級(jí)灰度信息中的中心信息，用戶在操作時(shí)，可移動(dòng)灰 度選擇窗的窗中心，至合適的位置，獲得合適的2n級(jí)灰度信息。為了方便用戶的操作，在長(zhǎng) 條形框旁邊設(shè)置有灰度直方圖，灰度直方圖的坐標(biāo)灰度信息的位置與長(zhǎng)條形框表示的幅值 范圍(T2m-1中的灰度信息的位置相一一對(duì)應(yīng)，這樣用戶可以在灰度直方圖中看到感興趣的 區(qū)域，然后調(diào)節(jié)灰度選擇窗的中心至合適位置，提高灰度選擇窗的有效性。在圖2中，從212級(jí)灰度信息中選擇一段連續(xù)的28級(jí)灰度信息，將灰度選擇窗的窗 中心對(duì)應(yīng)為Ol8-I灰度信息中的127，在(Γ212-1的幅值范圍內(nèi)將窗中心移動(dòng)到合適的位 置，28級(jí)灰度信息的范圍為從窗中心的位置減去127的數(shù)值至窗中心的位置加上128的數(shù) 值，然后將28級(jí)灰度信息減去窗中心的位置減去127的數(shù)值，則得到(Γ28-1的灰度信息， 最后送往顯示器顯示。在(Γ212-1的幅值范圍中小于窗中心的位置減去127的數(shù)值，轉(zhuǎn)換為 (Γ28-1的灰度信息中的0，在(Γ212-1的幅值范圍中大于窗中心的位置加上128的數(shù)值，轉(zhuǎn) 換為(Γ28-1的灰度信息中的28-1。具有m位灰度的圖像是經(jīng)具有k位信息的圖像通過(guò)灰度轉(zhuǎn)換得到的，其中k> = m，灰度轉(zhuǎn)換中計(jì)算m的方法如下設(shè)闕值ρ，0<ρ< 1，在k位信息的圖像的灰度直方圖上， 從最高灰度等級(jí)起依次遞減來(lái)計(jì)數(shù)累計(jì)的灰度密度比例，當(dāng)灰度密度比例達(dá)到或者剛超過(guò) P時(shí)，計(jì)數(shù)所述灰度密度比例覆蓋的灰度等級(jí)的個(gè)數(shù)，向小取整得得m = k-j+n。ρ可以 由系統(tǒng)預(yù)設(shè)或者用戶操作，如圖5所示，在系統(tǒng)預(yù)設(shè)上，設(shè)置至少一個(gè)檢查部位，檢查部位可以為腹部、小器官、心臟或血管、婦產(chǎn)科或泌尿等，為每個(gè)檢查部位設(shè)定好P，計(jì)算得m ；在 用戶操作上，可以設(shè)置下拉菜單，菜單上顯示多個(gè)P，用戶可以選擇一個(gè)P來(lái)計(jì)算m。在ρ值 取較大值時(shí)，m值較小，m位灰度的圖像的分辨率低，在圖像的2m級(jí)灰度信息中選擇一段連 續(xù)的2n級(jí)灰度信息顯示時(shí)，顯示的信息范圍大，但顯示的圖像較粗糙；在ρ值取較小值時(shí)，m 值較大，m位灰度的圖像的分辨率高，在圖像的2">級(jí)灰度信息中選擇一段連續(xù)的2n級(jí)灰度 信息顯示時(shí)，顯示的信息范圍小，但顯示的圖像較細(xì)膩。在計(jì)算得m后，如圖5所示，由k位 圖像灰度轉(zhuǎn)換為m位圖像的方式可以由系統(tǒng)預(yù)設(shè)或者用戶操作，在圖5中，在系統(tǒng)預(yù)設(shè)上， 設(shè)置至少一個(gè)檢查部位，為每個(gè)檢查部位設(shè)定好灰度轉(zhuǎn)換的曲線，為特定的檢查部位設(shè)定 好合適的灰度轉(zhuǎn)換曲線，便于醫(yī)生查看和診斷；在用戶操作上，如圖5所示，可以設(shè)置下拉 菜單，菜單上顯示多種灰度轉(zhuǎn)換曲線，如圖4中的曲線，用戶可以任意選擇一種曲線進(jìn)行灰 度轉(zhuǎn)換。 綜上，通過(guò)在圖像的2-級(jí)灰度信息中選擇一段連續(xù)的2n級(jí)灰度信息來(lái)顯示，本發(fā) 明解決了由于顯示器最大灰度數(shù)的限制而導(dǎo)致的圖像灰度分辨率的限制的問(wèn)題，提供了一 種實(shí)際可顯示的灰度等級(jí)大于顯示器能顯示的最大黑白灰度等級(jí)的圖像顯示灰度編碼方 法，該方法可以減少信號(hào)動(dòng)態(tài)范圍的壓縮程度，減少圖像信息的損失。
權(quán)利要求
圖像顯示灰度編碼方法，其特征在于所述圖像具有m位灰度，用于顯示所述圖像的顯示器具有n位灰度，具有m位灰度的所述圖像是經(jīng)具有k位信息的圖像通過(guò)灰度轉(zhuǎn)換得到的，其中k＞＝m＞n，所述圖像顯示灰度編碼方法包括，在具有m位灰度的所述圖像中，從該圖像的2m級(jí)灰度信息中選擇一段連續(xù)的2n級(jí)灰度信息，直接送往所述顯示器顯示，或者轉(zhuǎn)化為0~2n 1的灰度信息后再送往所述顯示器顯示，所述圖像的2m級(jí)灰度信息中，大于所述2n級(jí)灰度信息的最大值的信息，采用該最大值；小于所述2n級(jí)灰度信息的最小值的信息，采用該最小值。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的灰度編碼方法，其特征在于設(shè)置至少一個(gè)檢查部位，為每個(gè) 所述檢查部位設(shè)定好所述2n級(jí)灰度信息。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的灰度編碼方法，其特征在于所述2"級(jí)灰度信息中中心信息 的位置沿著所述圖像2m級(jí)灰度信息的幅度方向可移動(dòng)地設(shè)置在其幅值范圍(T2m-1中。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的灰度編碼方法，其特征在于設(shè)置長(zhǎng)條形框表示所述圖像2m 級(jí)灰度信息的幅值范圍(T2m-1，所述長(zhǎng)條形框內(nèi)沿著該長(zhǎng)條形框的長(zhǎng)度方向可移動(dòng)地設(shè)置 有灰度選擇窗，該灰度選擇窗表示所述2n級(jí)灰度信息，所述灰度選擇窗的窗中心表示所述 2n級(jí)灰度信息中的中心信息。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的灰度編碼方法，其特征在于所述長(zhǎng)條形框旁邊設(shè)置有灰度 直方圖，所述灰度直方圖的坐標(biāo)灰度信息的位置與所述長(zhǎng)條形框表示的幅值范圍(T2m-1中 的灰度信息的位置相一一對(duì)應(yīng)。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的灰度編碼方法，其特征在于設(shè)置至少一個(gè)檢查部位，為每個(gè) 所述檢查部位設(shè)定好所述灰度轉(zhuǎn)換的曲線。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的灰度編碼方法，其特征在于所述灰度轉(zhuǎn)換的曲線有多種，選 擇一種所述曲線對(duì)所述k位信息的圖像進(jìn)行灰度轉(zhuǎn)換。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的灰度編碼方法，其特征在于所述灰度轉(zhuǎn)換中計(jì)算m的方法 包括設(shè)闕值P，0 <p < 1，在所述k位信息的圖像的灰度直方圖上，從最高灰度等級(jí)起依次 遞減來(lái)計(jì)數(shù)累計(jì)的灰度密度比例，當(dāng)所述灰度密度比例達(dá)到或者剛超過(guò)所述P時(shí)，計(jì)數(shù)所 述灰度密度比例覆蓋的灰度等級(jí)的個(gè)數(shù)，向小取整得得m = k-j+n。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的灰度編碼方法，其特征在于設(shè)置至少一個(gè)檢查部位，為每個(gè) 所述檢查部位設(shè)定好所述P。
10.根據(jù)權(quán)利要求8所述的灰度編碼方法，其特征在于所述ρ有多個(gè)，選擇一個(gè)所述ρ 來(lái)計(jì)算m。
11.根據(jù)權(quán)利要求2或6或9所述的灰度編碼方法，其特征在于所述檢查部位為腹部、 小器官、心臟、血管、婦產(chǎn)科或泌尿。
全文摘要
本發(fā)明公開(kāi)了圖像顯示灰度編碼方法，包括在圖像的2m級(jí)灰度信息中選擇一段連續(xù)的2n級(jí)灰度信息，直接送往顯示器顯示，或者轉(zhuǎn)化為0~2n-1的灰度信息后再送往顯示器顯示，圖像的2m級(jí)灰度信息中，大于2n級(jí)灰度信息的最大值的信息，采用該最大值；小于2n級(jí)灰度信息的最小值的信息，采用該最小值。該方法解決了由于顯示器最大灰度數(shù)的限制而導(dǎo)致的圖像灰度分辨率的限制的問(wèn)題，提供了一種實(shí)際可顯示的灰度等級(jí)大于顯示器能顯示的最大黑白灰度等級(jí)的圖像顯示灰度編碼方法，該方法可以減少信號(hào)動(dòng)態(tài)范圍的壓縮程度，減少圖像信息的損失。
文檔編號(hào)A61B8/00GK101961250SQ20101025782
公開(kāi)日2011年2月2日 申請(qǐng)日期2010年8月20日 優(yōu)先權(quán)日2010年8月20日
發(fā)明者田林 申請(qǐng)人:飛依諾科技(蘇州)有限公司