第三節(jié)　CR圖像處理技術

一、圖像的處理環(huán)節(jié)

（一）第一個環(huán)節(jié)

影像分割模式識別。

（二）第二個環(huán)節(jié)

曝光野識別（決定中心點、曝光野邊緣點探測和確定曝光野形態(tài)）。

（三）第三個環(huán)節(jié)

直方圖分析。

二、讀取靈敏度自動設定

從曝光后的IP上采集到的影像數(shù)據(jù)，通過分割曝光模式識別、曝光野識別和直方圖分析，最后來確定影像的最佳閱讀條件，此機制就稱為曝光數(shù)據(jù)識別（EDR）。那么，就是說，最佳閱讀條件的決定還有賴于分割曝光模式識別、曝光野識別和直方圖分析。（X線影像密度的直方圖根據(jù)攝影部位和攝影技術所不同，分別具有不同特色的形狀）。

三、四象限影像理論

（一）第一象限

顯示入射的X線劑量與IP的光激勵發(fā)光強度的關系。它是IP的一個固有特征，即光激勵發(fā)光強度與入射的X線曝光量動態(tài)范圍成線性比例關系，兩者之間超過1︰104 的范圍。此線性關系使CR系統(tǒng)具有很高的敏感性和寬的動態(tài)范圍。

（二）第二象限

顯示EDR的功能，即描述了輸入到影像閱讀裝置（IRD）的光激勵發(fā)光強度（信號）與通過EDR決定的閱讀條件所獲得的數(shù)字輸出信號之間的關系。IRD有一個自動設定每幅影像敏感性范圍的機制，根據(jù)記錄在IP上的成像信息（X線劑量和動態(tài)范圍）來決定影像的閱讀條件。

（三）第三象限

顯示了影像的增強處理功能（諧調(diào)處理、空間頻率處理和減影處理），它使影像能夠達到最佳的顯示，以求最大程度的滿足放射和臨床的診斷需求。

（四）第四象限

顯示輸出影像的特征曲線。橫坐標代表了入射的X線劑量，縱坐標（向下）代表膠片的密度，這種曲線類似于增感屏/膠片系統(tǒng)的X線膠片特性曲線，其特征曲線是自動實施補償?shù)模允瓜鄬ζ毓馇€的影像密度是線性的。這樣，輸入到第四象限的影像信號被重新轉換為光學信號以獲得特征性的X線照片。

四、圖像識別技術

（一）分割曝光模式的識別

IP在X線攝影中，經(jīng)常以采集單幅圖像的形式來使用，但根據(jù)攝影的需要，有時也被分割成肌膚的現(xiàn)象，被分割進行攝影的各個部分都有各自的影像采集菜單。如果對分割圖像而未加分割識別，那么綜合的直方圖不可能具有適合的形狀，S1和S2也不可能被準確地獲取，從而也不能得到理想的閱讀條件。

因此，直方圖分析必須根據(jù)各個分割區(qū)域的曝光情況獨立進行，以獲得圖像的最佳密度和對比度。在CR系統(tǒng)中分割模式有四種類型，即無分割、垂直分割、水平分割和四分割。

（二）曝光野識別

在整個IP和IP的分割區(qū)域內(nèi)進行影像采集時，曝光野之外的散射線將會改變直方圖的形狀，那么，直方圖的特征值S1和S2將不能被準確探測。有效圖像信號的最小強度S2被錯誤的探測，理想的閱讀條件就不能被確定下來。而帶有準直曝光野的影像采集，影像數(shù)據(jù)的直方圖分析都能夠準確執(zhí)行，且這個區(qū)域能自動識別。整個IP和分割區(qū)域是否被準直決定著曝光野的識別算法，也影響到曝光區(qū)域內(nèi)信息的自動獲取。

（三）直方圖分析

直方圖分析是EDR運算的基礎，利用曝光野區(qū)域內(nèi)的影像數(shù)據(jù)來產(chǎn)生一個直方圖，然后利用各個直方圖分析參數(shù)（閾值探測有效范圍）對每一幅圖像的采集菜單進行調(diào)整，有效圖像信號的最大和最小強度S1和S2被確定，即閱讀條件被決定下來，以便S1和S2能轉換為影像的數(shù)字輸出值Q1和Q2（每一幅圖像采集菜單都是單獨調(diào)整），即使X線曝光劑量和X線能量發(fā)生了變化，靈敏度和成像的寬容度被自動調(diào)整，所以，閱讀的影像信號總是在數(shù)字值的標準范圍內(nèi)，最終能獲得最佳的密度和對比度。

五、圖像處理技術

（一）標準化和灰度處理

諧調(diào)處理也叫層次處理，主要用來改變影像的對比度、調(diào)節(jié)影像的整體密度。在FCR系統(tǒng)中，它以16種協(xié)調(diào)曲線類型（GT）作為基礎，以旋轉量（GA）、旋轉中心（GC）和移動量（GS）作為調(diào)節(jié)參數(shù)，來實現(xiàn)對比度和光學密度的調(diào)節(jié)，從而達到影像的最佳顯示。

在常規(guī)的屏/膠攝影系統(tǒng)中，若給定適當?shù)腦線曝光劑量，能得到一幅好的照片；若選擇的曝光量過高或過低，那么所得到的影像無法進行放射診斷。而CR系統(tǒng)利用IP有很寬的曝光寬容度，即給每一個部位的曝光條件是一個范圍，即使曝光量高一點或低一點，通過諧調(diào)處理技術，都能把讀出的影像調(diào)節(jié)為符合診斷要求的圖像。

（二）動態(tài)范圍壓縮

多年來，胸片攝影中始終存在著不能很好解決的一個問題是，胸片中肺野和縱隔區(qū)域的密度差異太大，盡管采取了許多措施如用鋁濾過、計算機處理技術對X線在吸收上的差異作了一些補償，但胸片的信息診斷范圍總不能達到一個理想的程度。但CR系統(tǒng)的DR壓縮處理完全能夠解決這一問題。

DR壓縮處理是在諧調(diào)處理和空間頻率處理的前期自動進行的。它是一種在單幅影像顯示時提供寬診斷范圍的影像增強的新型影像處理算法，在具有高密度的胸部及四肢成像中顯示出特殊的價值。

（三）空間頻率處理

空間頻率處理技術是通過對頻率響應的調(diào)節(jié)突出邊緣組織的銳利輪廓。在傳統(tǒng)的屏/片系統(tǒng)中，頻率越高，頻率響應卻越小，可是在CR系統(tǒng)中是根據(jù)圖像的顯示效果的需要來控制頻率的響應。比如，提高影像高頻成分的頻率響應，那么就增加了此部分的對比。決定空間頻率的響應程度有頻率等級（RN）、頻率增強（RE）和頻率類型（RT）組成。