第三节　CR图像处理技术

一、图像的处理环节

（一）第一个环节

影像分割模式识别。

（二）第二个环节

曝光野识别（决定中心点、曝光野边缘点探测和确定曝光野形态）。

（三）第三个环节

直方图分析。

二、读取灵敏度自动设定

从曝光后的IP上采集到的影像数据，通过分割曝光模式识别、曝光野识别和直方图分析，最后来确定影像的最佳阅读条件，此机制就称为曝光数据识别（EDR）。那么，就是说，最佳阅读条件的决定还有赖于分割曝光模式识别、曝光野识别和直方图分析。（X线影像密度的直方图根据摄影部位和摄影技术所不同，分别具有不同特色的形状）。

三、四象限影像理论

（一）第一象限

显示入射的X线剂量与IP的光激励发光强度的关系。它是IP的一个固有特征，即光激励发光强度与入射的X线曝光量动态范围成线性比例关系，两者之间超过1︰104 的范围。此线性关系使CR系统具有很高的敏感性和宽的动态范围。

（二）第二象限

显示EDR的功能，即描述了输入到影像阅读装置（IRD）的光激励发光强度（信号）与通过EDR决定的阅读条件所获得的数字输出信号之间的关系。IRD有一个自动设定每幅影像敏感性范围的机制，根据记录在IP上的成像信息（X线剂量和动态范围）来决定影像的阅读条件。

（三）第三象限

显示了影像的增强处理功能（谐调处理、空间频率处理和减影处理），它使影像能够达到最佳的显示，以求最大程度的满足放射和临床的诊断需求。

（四）第四象限

显示输出影像的特征曲线。横坐标代表了入射的X线剂量，纵坐标（向下）代表胶片的密度，这种曲线类似于增感屏/胶片系统的X线胶片特性曲线，其特征曲线是自动实施补偿的，以使相对曝光曲线的影像密度是线性的。这样，输入到第四象限的影像信号被重新转换为光学信号以获得特征性的X线照片。

四、图像识别技术

（一）分割曝光模式的识别

IP在X线摄影中，经常以采集单幅图像的形式来使用，但根据摄影的需要，有时也被分割成肌肤的现象，被分割进行摄影的各个部分都有各自的影像采集菜单。如果对分割图像而未加分割识别，那么综合的直方图不可能具有适合的形状，S1和S2也不可能被准确地获取，从而也不能得到理想的阅读条件。

因此，直方图分析必须根据各个分割区域的曝光情况独立进行，以获得图像的最佳密度和对比度。在CR系统中分割模式有四种类型，即无分割、垂直分割、水平分割和四分割。

（二）曝光野识别

在整个IP和IP的分割区域内进行影像采集时，曝光野之外的散射线将会改变直方图的形状，那么，直方图的特征值S1和S2将不能被准确探测。有效图像信号的最小强度S2被错误的探测，理想的阅读条件就不能被确定下来。而带有准直曝光野的影像采集，影像数据的直方图分析都能够准确执行，且这个区域能自动识别。整个IP和分割区域是否被准直决定着曝光野的识别算法，也影响到曝光区域内信息的自动获取。

（三）直方图分析

直方图分析是EDR运算的基础，利用曝光野区域内的影像数据来产生一个直方图，然后利用各个直方图分析参数（阈值探测有效范围）对每一幅图像的采集菜单进行调整，有效图像信号的最大和最小强度S1和S2被确定，即阅读条件被决定下来，以便S1和S2能转换为影像的数字输出值Q1和Q2（每一幅图像采集菜单都是单独调整），即使X线曝光剂量和X线能量发生了变化，灵敏度和成像的宽容度被自动调整，所以，阅读的影像信号总是在数字值的标准范围内，最终能获得最佳的密度和对比度。

五、图像处理技术

（一）标准化和灰度处理

谐调处理也叫层次处理，主要用来改变影像的对比度、调节影像的整体密度。在FCR系统中，它以16种协调曲线类型（GT）作为基础，以旋转量（GA）、旋转中心（GC）和移动量（GS）作为调节参数，来实现对比度和光学密度的调节，从而达到影像的最佳显示。

在常规的屏/胶摄影系统中，若给定适当的X线曝光剂量，能得到一幅好的照片；若选择的曝光量过高或过低，那么所得到的影像无法进行放射诊断。而CR系统利用IP有很宽的曝光宽容度，即给每一个部位的曝光条件是一个范围，即使曝光量高一点或低一点，通过谐调处理技术，都能把读出的影像调节为符合诊断要求的图像。

（二）动态范围压缩

多年来，胸片摄影中始终存在着不能很好解决的一个问题是，胸片中肺野和纵隔区域的密度差异太大，尽管采取了许多措施如用铝滤过、计算机处理技术对X线在吸收上的差异作了一些补偿，但胸片的信息诊断范围总不能达到一个理想的程度。但CR系统的DR压缩处理完全能够解决这一问题。

DR压缩处理是在谐调处理和空间频率处理的前期自动进行的。它是一种在单幅影像显示时提供宽诊断范围的影像增强的新型影像处理算法，在具有高密度的胸部及四肢成像中显示出特殊的价值。

（三）空间频率处理

空间频率处理技术是通过对频率响应的调节突出边缘组织的锐利轮廓。在传统的屏/片系统中，频率越高，频率响应却越小，可是在CR系统中是根据图像的显示效果的需要来控制频率的响应。比如，提高影像高频成分的频率响应，那么就增加了此部分的对比。决定空间频率的响应程度有频率等级（RN）、频率增强（RE）和频率类型（RT）组成。