一种优化的图像采集与图像拼接流程的设计方法

马艳歌+唐元贵

摘 要：简要介绍了图像采集和图像拼接流程的设计方法，分别从曝光序列和图像处理流程两方面入手，进一步优化了工作流程，并且通过实验验证了拼接效果及其处理性能，以期为日后的相关工作提供参考。

关键词：图像拼接；并行处理；流程优化；图像采集

中图分类号：TP391.41 文献标识码：A DOI：10.15913/j.cnki.kjycx.2016.04.057

在X射线医疗影像产品中，大尺寸、大视野的影像拍片已经被广泛应用于骨骼校正、脊柱影像、全长腿影像等方面的工作中。但是，受物理特性的限制，用X射线摄影设备一次拍摄较大范围的图像有一定的难度，而且图像质量较差。鉴于此，可将大范围的摄影部位分割为多区域的单帧图像，由图像工作站拼接处理多幅图像，从而呈现出设定范围内的完整图像。这种方法可以很好地还原部位的原始面貌，供临床医学使用。一般情况下，传统的图像采集和拼接流程是分别采集多幅单帧图像，再将其处理并显示出来，然后把多幅图像拼接起来，各步骤串行进行。

1 曝光序列的设计优化

在拍摄之前，对患者进行摆位，利用限束器光野定位确定拍片的起始位置和终止位置。这时，系统可根据用户设置的拍片行程和两帧图像的重叠区域自动计算出拍片的帧数，明确每帧图像曝光的起始位置和运动轨迹。

在曝光过程中，全程采用自动式操作方法，即先固定牛头的垂直轴位置，然后绕水平轴作相应的角度旋转，同时，FPD根据牛头的旋转角度作相应的垂直轴变动。牛头和FPD的相对运动位置如图1所示。

采用这种方式获得的图像易于拼接，图像清晰度高，而且医生或技师的操作与单帧拍片完全相同，有效提高了拍片的效率和质量。

2 图像处理流程优化

在曝光序列的过程中，主要涉及到采集模块、预处理、预拼接、拼接和显示等操作。其具体操作步骤是，先采集多幅原始图像（R），然后经过预处理得到处理后图像（P），通过预拼操作得到预拼接结果（S）。在此，利用R，P和S可得到拼接图像。其中，P和S可为医生诊断患者的病症提供了必要的参考。

3 实验验证

以2张图像的拼接为例，图3

为加入融合处理后的拼接图像效

果。由全长尺刻度可以看出，2幅

图像实现了无缝拼接，而且图像质

量较高，浑然一体。

本文分别比较了2幅图像、3

幅图像、4幅图像和5幅图像的拼

接流程，并对比、测试了串行操作

所用的时间和并行操作所用的时

间。不考虑串行操作中的时间间隔，

测试结果如表1所示。从数据对比

情况可以看出，相关操作优化后，

进一步提高了图像的处理性能。

4 结论

对于优化后的图像采集和图像拼接流程的设计方法，从操作层面来看，它简化了医生的操作，只需在拍摄前定位就可以自动计算采集图像的数量，自动设计运动轨迹，自动控制曝光流程；从图像处理层面来看，它提高了设备的处理性能，采用

多功能并行处理的方法使相关操作变得更加简单；从实验数据来看，这种优化方法进一步提高了设备的使用性能，是一种可行性较高的优化方法。

参考文献

[1]A.Campilho，M.Kamel.A Stitching Algorithm for Automatic Registration of Digital Radiographs[G]// International Conference on Image Analysis and Recognition.Publisher：The conference proceedings are published in the Springer LNCS - Lecture Notes in Computer Science，2008.

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〔编辑：白洁〕