专利名称：用于比较具有不同对比度级别的图像的系统和方法
技术领域：
本发明一般涉及一种非破坏性评测，并更具体地涉及数字射线照相术。
背景技术：
对于检查部件或材料以查出缺陷，例如，诸如气泡或杂质的孔隙或内含物，非破坏性评测(NDE)是公知的。例如，x射线用于诸如管道系统的系统、结构、以及运载工具(例如船舶、陆地车辆、以及诸如飞机和航天器的飞行器)的制造部件的NDE。作为另外的更具体示例，由于铝铸件广泛用于飞机制造，因此铝铸件的NDE的检查成本代表飞机的总检查成本的相当大百分比。
x射线的这种使用有时被称作“射线照相术”。传统地，射线照相技术要求把要检查缺陷的部件放置在x射线源和卤化银胶片之间。然而，传统的卤化银胶片技术成本高且费时。
通过数字射线照相技术实现了与传统的卤化银胶片技术相关联的成本和时间的缩减。数字射线照相术包括范围广泛的技术，其包括平板技术、计算射线照相术、以及各种各样的基于闪烁器(scintillator)和数字照相机的技术。在从传统的胶片射线照相术到数字射线照相术的转变中，可以消除与购买胶片、处理胶片、以及化学废物处置相关联的成本。另外，通过数字射线照相术所提供的周期时间缩减和自动化，可以实现显著的节省。
将数字射线照相术实现用于大量工业用途的主要阻碍是缺乏数字参考图像。在胶片上捕获的射线照相图像相对于由目前可用的很多数字形态(modalities)中的任一个捕获的射线照相图像，存在很多差异。结果，数字射线照片与在胶片上捕获的当前参考射线照片的直接比较引起了各种数字形态之间以及数字和胶片射线照相术之间的严重级别的不同特征。
在铝铸造业内已经尝试了通过将现有的胶片参考射线照片(用于检查铝和镁铸件的ASTM E155参考射线照片)转换成数字图像来解决这些差异。然而，诸如ASTM E155的传统胶片参考射线照片不能直接转化成数字射线照相术的领域。现有的参考射线照片由于以下两个主要原因而证实了不足(1)射线照相胶片和数字射线照相系统之间的空间分辨率差异；以及(2)胶片和很多数字检测器之间的动态范围差异。
关于使用现有胶片参考射线照片的第一个缺点，普通射线照相胶片的粒度的尺寸范围为约3微米(μm)到约10μm，而适于不利用几何放大来检查铝铸件的数字射线照相系统的像素间隔的范围为约50μm到约139μm。这些分辨率差异似乎不影响不连续性检测。然而，这些分辨率差异确实影响不连续性的严重级别的分级。例如，图1是以140μm的像素间隔数字化的细长孔隙1/4”的第三级(plate)的胶片射线照片10；图2是是以50μm的像素间隔数字化的相同系列的第五级的胶片射线照片20；并且图3是仅仅以50μm数字化的、与胶片射线照片10(图1)相同的胶片射线照片30。通过胶片射线照片10、20和30的比较可以看出，50μm和140μm之间的检测器分辨率(或者，在此情况下，数字化像素大小)差异导致在表观严重级别上近似两级的偏移。
关于使用现有胶片参考射线照片的第二个缺点，胶片和很多数字检测器之间的动态范围差异示出了ASTM E155参考射线照片的使用对于铝铸件的严重级别的分级是不足的。与人类可辨别的灰度电平强度的数目上的限制相联系的数字检测器的宽动态范围使得有必要通过一系列窗口单步调试(stepthrough)给定图像的数据。目前，这通过在一系列步骤中调节对比度(窗口宽度)然后改变亮度(窗口电平)以查看数据来进行。
当调节采用数字检测器获得的产品射线照片的对比度时，出现该方案的缺点。当使用高对比度时，不连续性看上去较差(也就是，较高级数)。当使用低对比度时，不连续性可能根本不可见。例如，图4-6示出了该效果。所有图像都是来自铝内1/4”细长孔隙的ASTM E155零件的单个16位动态范围数字射线照片。图4和6分别是具有相同对比度设置的数字射线照片40和60，并且图5是处于稍微较高的对比度设置的数字射线照片50。在比较数字射线照片40(图4)与数字射线照片50(图5)时，即使它们都是第二级，并且来自相同的射线照片，也存在显著的差异。相反，数字射线照片(图5)看上去更像数字射线照片60(图6)。然而，数字射线照片60(图6)为第七级——与第二级相差五个严重级别(参见图4和5)。
由于不可能使用公知的方法相对于部件的图像而使得标准参考图像的对比度规格化(normalize)，因此标准参考图像与部件图像之间的直接比较是不可能的。因此，需要数字参考图像的开发，以捕获数字射线照相术所提供的节省。然而，在现有技术内没有满足对使用一组数字参考图像的方法的需要。
发明内容
本发明的实施例提供了用来比较具有不同对比度级别的图像的方法和系统。在具有不同对比度级别的图像之间使得对比度规格化，并且设置亮度。有利地，本发明的实施例允许与非胶片x射线检查系统一起使用电子数字参考图像。结果，本发明的使用可以显著降低与设置时间相关联的成本和与胶片相关联的成本，例如用于胶片储存、处理和化学处置的成本。而且，本发明的实施例可以用来比较任何数字图像-而不仅仅是通过射线照相术获得的图像。
在一个示例性应用中，电子数字参考图像允许使用非胶片数字技术检查铝产品铸件。在查看铝铸件的数字射线照片时，数字参考图像可用来替代当前ASTM E155参考射线照片。有利地，与以在统计上重要的方式使用ASTME155的传统胶片射线照相术相比，这允许使用铝铸件的数字射线照相术，而无需改变铝铸件的分类。
根据本发明的实施例，比较具有不同对比度级别的图像。在具有不同对比度级别的图像之间规格化对比度，并且设置亮度。根据本发明的一方面，当规格化对比度时，针对具有第一对比度级别的第一数字图像确定灰度电平导数(derivative)，并且针对具有大于第一对比度级别的第二对比度级别的第二数字图像确定灰度电平导数。确定第一数字图像的灰度电平导数与第二数字图像的灰度电平导数的比率，并且将第一数字图像的灰度电平导数与第二数字图像的灰度电平导数进行均衡(equalize)。根据本发明的另一方面，可以手动或自动设置亮度。
根据本发明的一方面，第一数字图像可以是数字参考图像，并且第二数字图像可以是被成像部件的产品数字射线照片。有利地，该对比度规格化允许确定不连续性的严重级别——与所使用的数字形态或者数字形态的位深度无关。调节参考图像的对比度，以匹配可能由与参考图像不同的形态生成的产品图像的对比度。参考图像和“未知”图像之间的该对比度匹配允许这两个图像之间的有意义比较。
根据本发明的各方面，可以根据需要而相对于任何变量来确定灰度电平导数。例如，可以相对于厚度来确定灰度电平导数。操作员可以计算显示在诸如产品图像的第二图像中的相对于已知材料的厚度变化的灰度变化(例如，在监视器上)。使用接近于或括入(bracket)所关注的厚度的已知材料的至少两个已知厚度来计算该灰度变化。通过计算诸如参考图像的第一图像的相对于厚度的灰度变化率与诸如产品图像的第二图像的相对于厚度的灰度变化率的比率，进行规格化。然后，将该比率乘以诸如参考图像的第一图像的当前图像窗口宽度，以产生导致这两个图像之间的规格化对比度的窗口宽度。根据本发明的另外方面，可以执行定义灰度电平导数的任何函数，例如对数函数或多项式拟合函数。另外，可以使用非均匀查找表。
根据本发明的另外方面，可以手动或自动设置亮度。可以通过调节窗口电平来手动设置亮度。可以通过计算排除了背景和文本的平均像素值来自动设置亮度。然后，将显示窗口的平均值基本上设为算出的平均值。可选地，可以通过将窗口的上限设为最亮(最高)像素值，并且将窗口下限设为最暗(最低)像素值，而自动设置亮度。
根据本发明的另一实施例，提供了计算机程序产品，其用于在具有不同对比度级别的两个图像之间规格化对比度，并且用于自动设置亮度。该计算机程序产品有利地使得本发明的处理自动化，并且促进具有不同对比度级别的图像的比较。该计算机程序产品还促进以节省成本的方式在各种各样的工业和制造设置中使用数字参考图像。
图1-3是现有技术的铝内孔隙的胶片射线照片的数字化图像；图4-6是现有技术的具有铝内孔隙的不同对比度设置的数字射线照片；图7是根据本发明实施例的示例性一般化方法的流程图；图8是图7所示的方法的细节的流程图；图9是用于本发明实施例的示例性主机环境的方框图；以及图10-13是来自实现图7和8的方法的示例性计算机软件程序产品的屏幕图。
具体实施例方式
作为概述，本发明的实施例提供了用来比较具有不同对比度级别的图像的方法和系统。在具有不同对比度级别的图像之间使得对比度规格化，并且设置亮度。根据本发明的一方面，当使得对比度规格化时，针对具有第一对比度级别的第一数字图像确定灰度电平导数，并且针对具有大于第一对比度级别的第二对比度级别的第二数字图像确定灰度电平导数。确定第一数字图像的灰度电平导数与第二数字图像的灰度电平导数的比率，并且将第一数字图像的灰度电平导数与第二数字图像的灰度电平导数进行均衡。根据本发明的另一方面，可以手动或自动设置亮度。第一数字图像可以是数字参考图像，并且第二数字图像可以是诸如数字射线照片的产品部件图像。有利地，本发明的实施例允许以非胶片x射线检查系统(例如数字射线照相系统)的方式使用电子数字参考图像。结果，本发明的使用可以显著降低与设置时间相关联的成本和与胶片相关联的成本，例如用于胶片储存、处理和化学处置的成本。而且，本发明的实施例可以用来比较具有不同对比度级别的任何数字图像-而不仅仅是通过射线照相术获得的图像。
本发明可以实施为方法、计算机软件程序产品和系统。下面将阐述本发明的各个实施例的非限制性示例的细节。
参考图7，用于比较具有不同对比度级别的图像的一般化方法100在块102开始。在块103，在图像之间使对比度规格化。在块104，针对具有第一对比度级别的第一数字图像如参考图像确定灰度电平导数。可以执行定义灰度电平导数的任何函数，例如对数函数或多项式拟合函数。作为非限制性示例，参考图像可以是数字参考图像，例如所提出的ASTM E2422参考图像等。可以根据具体应用的需要，而相对于任何变量来确定灰度电平导数。例如，可以相对于厚度来确定灰度电平导数。在例如但不限于射线照相术的应用中，可以相对于厚度来确定导数。作为另外的示例，在确定导数时所使用的变量可以表示对照诸如灰度色标的调色板的映射变量。例如，图像可以表示温度、高度、密度或针对具体应用所需的任何其它变量的映射。在这些图像中，相对于温度、高度、密度或者在具体应用中使用的任何变量来确定灰度色标的导数。
在块106，针对具有大于第一对比度级别的第二对比度级别的第二数字图像确定灰度电平导数，其中第二数字图像例如但不限于被成像的任何产品部件的数字图像。然而，第二数字图像可以是针对特定应用所需的任何类型的数字图像。如同在块104中一样，可以执行定义灰度电平导数的任何函数，例如对数函数或多项式拟合函数。在一个示例性实施例中，根据具体应用的需要通过任何类型的数字形态对产品部件进行数字成像。作为非限制性示例，适合的数字形态包括数字射线照相术。然而，所采用的数字射线照相术可以包括范围广泛的技术中的任一个，其包括平板技术、计算射线照相术、以及各种各样的基于闪烁器和数字照相机的技术。如同在块104中一样，可以根据具体应用的需要而相对于任何变量来确定灰度电平导数。在针对块106讨论的数字形态的示例中，可以相对于厚度来确定灰度电平导数。然而，如同在块104中一样，在其它应用中，相对于温度、高度、密度或者在具体应用中使用的任何变量来确定灰度色标的导数。
在块108，确定第一数字图像的灰度电平导数与第二数字图像的灰度电平导数的比率。可以执行定义相对于厚度的灰度电平导数的任何函数，例如对数函数或多项式拟合函数。在块110，将第一数字图像的灰度电平导数与第二数字图像的灰度电平导数进行均衡。在一个非限制性实施例中，通过确定窗口映射来执行均衡。窗口映射适用于对数灰度色标和线性灰度色标。可选地，可以通过根据经验预定的查找表如非均匀查找表进行映射。
在块103规格化了第一数字图像和第二数字图像之间的对比度之后，可能期望在操作员进行图像之间的比较之前调节至少一个图像的亮度。调节亮度可以帮助操作员比较图像。典型地，期望调节具有较低对比度的图像的亮度(在此情况下，第一数字图像)。
在块111，手动或自动调节亮度。可以通过调节窗口电平来用软件手动调节亮度设置。
可选地，在块111，可以根据需要而自动调节任一图像或两个图像的亮度。例如，可以将窗口的上限设为最亮(最高)像素值，并且可将窗口下限设为最暗(最低)像素值。可选地，可以通过计算排除了背景和文本的平均像素值来自动设置亮度，并且将显示窗口的平均值设置为算出的平均像素值。可以通过排除已知为背景或文本像素值的像素值，来排除背景和文本。典型地，处于n位图像的数据范围的最低和最高端的极端像素值(也就是，0和2n)用于背景或文本。例如，在十六位图像中，背景经常设为零(0)或65,535，并且文本经常设为65,535或零(0)。该方案确保了文本相对于背景是清晰可辨的，而与所使用的对比度和亮度设置无关。然后，设置亮度，使得显示窗口的平均值被设置为在排除了文本和背景之后算出的平均像素值。亮度无需精确地设为算出的平均像素值。亮度可以近似地或基本上设为算出的平均像素值。例如，可以将显示窗口的平均值设置成在显示窗口宽度的一半附近的正负(plus-or-minus)范围内，或者可以根据具体应用的需要来设置它。
在第一和第二图像之间规格化对比度并且根据需要而设置亮度的情况下，操作员可以在第一和第二图像之间进行比较。方法100在块112结束。
现在参考图8，方法200实现一般化方法100(图7)的一个优选实施例，其用于比较具有第一对比度级别的第一图像如参考图像与具有大于第一对比度级别的第二对比度级别的第二图像如被成像部件的产品数字图像。方法200在块202开始。在块203，在图像之间规格化对比度。在块204，针对具有第一对比度级别的参考图像而确定相对于诸如厚度的另一变量的变化的灰度电平变化。如上面针对块104(图7)所讨论的那样，可以根据具体应用的需要而选择变量。由于参考图像中的相对于诸如厚度的变量的变化的灰度值变化对于每个参考图像都保持相同，因此该值或函数有利地被计算一次，并且对于使用该参考图像的每次规格化都被引用。类似于上面针对块104(图7)所讨论的参考图像，参考图像可以包括但不限于ASTM E2422参考图像等。
在块206，针对具有大于第一对比度级别的第二对比度级别的第二图像(例如被成像部件的数字图像)，而确定相对于诸如厚度的变量的变化的灰度电平变化。如上面针对块106(图7)所讨论的那样，可以根据具体应用的需要而选择变量。使用接近于或括入所关注的厚度的已知材料的至少两个已知厚度，计算灰度电平变化。作为非限制性示例，被成像部件可以是铝铸件。然而，根据具体应用的需要，该部件可以包括通过任何制造技术而制造的任何类型的部件。
在块208，确定参考图像的相对于变量变化的灰度电平变化与被成像部件的相对于变量变化的灰度电平变化的比率。在块210，将参考图像的相对于变量变化的灰度电平变化与被成像部件的相对于变量变化的灰度电平变化的比率乘以参考图像的窗口宽度。将具有较低对比度级别的图像的窗口宽度乘以该比率确定窗口映射，以将具有较低对比度级别的图像的灰度电平变化与具有较高对比度级别的图像的灰度电平变化进行均衡。结果，在参考图像和被成像部件的数字图像之间规格化对比度。这允许操作员比较被成像部件的数字图像与参考图像，从而促进可能存在于被成像部件中的任何缺陷如孔隙的严重度的分级。
如上面针对块111(图7)所讨论的那样，在一些情况下，可能期望在操作员进行比较之前调节至少一个图像的亮度设置。典型地，可能期望调节具有较低对比度级别的图像的亮度设置。在块211，以在块111(图7)所述的方式，根据需要手动或自动调节亮度设置。
在第一和第二图像之间规格化对比度并且根据需要而设置亮度的情况下，操作员可以在第一和第二图像之间进行比较。方法200在块212结束。
现在参考图9，可以使用示例性主机环境300来驻留(host)用于在数字图像之间规格化对比度、并且/或者调节数字图像的亮度设置、并且/或者比较数字图像的系统302。系统302有利地根据需要而执行方法100(图7)或方法200(图8)。在一个示例性实施例中，系统302包括计算机304，例如个人计算机、台式计算机、大型机、工作站、膝上型计算机、掌上型计算机、个人数字助理等。系统302还包括存储数字参考图像的存储介质306。存储介质306可以包括任何可接受的存储介质，例如内部硬盘驱动器、外部硬盘驱动器、光盘存储装置、CD-ROM、DVD、软盘等。
在一个示例性环境中，生成部件的数字射线照片，并且将数字射线照片提供给系统302。以公知的方式，x射线源308提供对部件312进行成像的x射线310。数字检测器314检测部件312的图像。如上所述，所采用的数字射线照相术可以包括范围广泛的技术中的任一种，其包括平板技术、计算射线照相术、以及各种各样的基于闪烁器和数字照相机的技术。数字检测器314将被成像部件312的数字图像提供给计算机304。然而，提供给计算机304的数字图像可以是针对具体应用所需的任何类型的数字图像。
现在参考图10-13，一种计算机软件程序产品由计算机304(图9)执行，以执行方法100或200(图7和8)。参考图10，并排示出了两个屏幕400和410。根据需要，可以将屏幕400和410显示在相同的监视器或者单独的监视器上。屏幕400示出了参考图像。作为非限制性示例，参考图像用于1/4英寸厚铝内的气孔缺陷。参考图像包括用于对缺陷的严重度进行分级的八级、以及具有0.150英寸、0.200英寸、0.250英寸、0.300英寸、0.400英寸、以及0.500英寸的厚度的步阶(step wedge)。屏幕410示出了被成像部件的数字射线照片。作为非限制性示例，所示部件是铝铸件角撑架。被成像部件包括两个孔隙缺陷区域，其表现为该部件的灰色区域内的泡沫或起泡区。将把数字射线照片中的这些孔隙缺陷区域与参考图像进行比较。
“数字射线照相术”下的下拉式菜单包括“DR线图统计”、“DR线图”、“像素大小”、“对比度校准1/4”、以及“对比度校准3/4”选项。“DR线图统计”和“DR线图”选项各自选择线并且生成线图。“像素大小”选项允许输入像素大小，并且允许进行点到点测量。“对比度校准1/4”在要针对其规格化对比度的0-1/2英寸之间选择例如但不限于铝的材料的厚度。另外，在参考图像中示出的这些级的厚度被设为1/4英寸。类似地，“对比度校准3/4”在要针对其规格化对比度的1/2-2英寸之间选择例如但不限于铝的材料的厚度。另外，在参考图像中示出的这些级的厚度被设为3/4英寸。本示例中的部件在厚度上小于1/2英寸，从而选择“对比度校准1/4”。
当选择“对比度校准1/4”时，生成图11的屏幕420和430。例如通过用鼠标点击和拖动，点击“第1步”单选按钮并且以屏幕430的第1步括入厚度绘制框。分析所绘框中的像素用于统计。所关注的统计是针对0.150英寸的第1步厚度的平均灰度电平值。这是因为该平均灰度电平值以及0.150英寸的第1步厚度将用来计算相对于厚度的灰度电平值变化或灰度电平值导数。
点击“第2步”单选按钮以选择下一括入厚度，并且生成图12的屏幕440和450。在屏幕450的第2步厚度中绘制框。分析所绘框内的像素用于统计。同样，所关注的统计是针对0.200英寸的第2步厚度的平均灰度电平值。
点击“校准”按钮，并且生成图13的屏幕460和470。屏幕460表示参考图像，并且屏幕470表示被成像部件的数字射线照片。当点击“校准”按钮时，分别针对屏幕460和470计算第1步和第2步的平均灰度电平变化，并且针对屏幕460和470除以第1步厚度和第2步厚度之间的厚度变化。通过将屏幕460的结果除以屏幕470的结果来确定比率。如上面针对方法200(图8)所述，将该比率乘以参考图像(即，屏幕460)的窗口宽度。结果，将屏幕470所示的被成像部件的数字射线照片之间的对比度与屏幕460所示的参考图像的对比度进行规格化。通过比较屏幕440(图12)所示的八级与屏幕460所示的八级，明显地感觉到该对比度规格化。在所示非限制性示例中，屏幕470所示的孔隙缺陷与在屏幕460所示的参考图像的第3级或第4级中示出的孔隙缺陷相当。在没有数字射线照片与参考图像之间的对比度规格化的情况下，就不能执行这样的比较。例如，暂时回到图12，屏幕450所示的数字射线照片与屏幕440的参考图像所示的八级中的任一个的比较将是无意义的。有利地，作为数字射线照片和参考图像之间的对比度规格化的结果，现在可以进行数字射线照片和参考图像之间的直接比较。
典型地，可以将计算机程序指令装载到计算机或其它可编程设备上，以产生机器，以便在计算机或其它可编程设备上执行的指令构成用于实现在流程图或屏幕图块或步骤中指定的功能的装置。还可以将这些计算机程序指令存储在可以引导计算机或其它可编程设备以特定方式工作的计算机可读存储器中，以便存储在计算机可读存储器中的指令产生包括实现在流程图或屏幕图块或步骤中指定的功能的指令装置的产品。还可以将这些计算机程序指令装载到计算机或其它可编程设备上，以使得在计算机或其它可编程设备上执行一系列操作步骤，从而产生计算机实现的处理，以便在计算机或其它可编程设备上执行的指令提供用于实现在流程图或屏幕图块或步骤中指定的功能的步骤。
从而，流程图或屏幕图的各块或步骤支持用于执行指定功能的装置和用于执行指定功能的程序指令装置的组合。还应当理解，流程图或屏幕图的每个块或步骤、以及流程图或屏幕图的块或步骤的组合可以由执行指定功能或步骤的基于专用硬件的计算机系统、或者专用硬件和计算机指令的组合实现。
虽然如上所述说明和描述了本发明的优选实施例，但是在不脱离本发明的精神和范围的情况下可以进行很多改变。从而，本发明的范围不受限于优选实施例的公开内容。相反，应当完全参考所附权利要求来确定本发明。
权利要求
1.一种比较数字图像的方法，该方法包括在具有第一对比度级别的第一数字图像和具有大于第一对比度级别的第二对比度级别的第二数字图像之间规格化对比度；以及调节第一和第二数字图像中的至少一个的亮度设置。
2.如权利要求1所述的方法，其中规格化对比度的步骤包括确定第一数字图像的灰度电平导数；确定第二数字图像的灰度电平导数；确定第一数字图像的灰度电平导数与第二数字图像的灰度电平导数的比率；以及将第一数字图像的灰度电平导数与第二数字图像的灰度电平导数进行均衡。
3.如权利要求1所述的方法，其中以手动和自动中的一种执行调节亮度设置。
4.如权利要求3所述的方法，其中自动调节亮度设置的步骤包括排除图像窗口中的文本和背景；针对图像窗口计算排除了文本和背景的平均像素值；以及将图像窗口的平均像素值设为算出的平均像素值。
5.一种用于比较数字图像的系统，该系统包括存储装置，被配置成至少存储具有第一对比度级别的第一数字图像；输入接口，被配置成至少输入具有大于第一对比度级别的第二对比度级别的第二数字图像；处理器，包括第一组件，被配置成在第一数字图像和第二数字图像之间规格化对比度；以及第二组件，被配置成调节第一和第二数字图像中的至少一个的亮度设置。
6.如权利要求5所述的系统，其中该第一组件还被配置成确定第一数字图像的灰度电平导数；确定第二数字图像的灰度电平导数；确定第一数字图像的灰度电平导数与第二数字图像的灰度电平导数的比率；以及将第一数字图像的灰度电平导数与第二数字图像的灰度电平导数进行均衡。
7.如权利要求5所述的系统，其中该第二组件还被配置成通过以下操作来自动调节亮度设置排除图像窗口中的文本和背景；针对图像窗口计算排除了文本和背景的平均像素值；以及将图像窗口的平均像素值设为算出的平均像素值。
8.一种用于比较数字图像的计算机软件程序产品，该计算机软件程序产品包括第一计算机软件程序代码装置，用于在具有第一对比度级别的第一数字图像和具有大于第一对比度级别的第二对比度级别的第二数字图像之间规格化对比度；以及第二计算机软件程序代码装置，用于调节第一和第二数字图像中的至少一个的亮度设置。
9.如权利要求8所述的计算机软件程序产品，其中该第一计算机软件程序代码装置包括第三计算机软件程序代码装置，用于确定第一数字图像的灰度电平导数；第四计算机软件程序代码装置，用于确定第二数字图像的灰度电平导数；第五计算机软件程序代码装置，用于确定第一数字图像的灰度电平导数与第二数字图像的灰度电平导数的比率；以及第六计算机软件程序代码装置，用于将第一数字图像的灰度电平导数与第二数字图像的灰度电平导数进行均衡。
10.如权利要求8所述的计算机软件程序产品，其中该第二计算机软件程序代码装置包括第七计算机软件程序代码装置，用于排除图像窗口中的文本和背景；第八计算机软件程序代码装置，用于针对图像窗口计算排除了文本和背景的平均像素值；以及第九计算机软件程序代码装置，用于将图像窗口的平均像素值设为算出的平均像素值。
11.一种在数字图像之间规格化对比度的方法，该方法包括确定具有第一对比度级别的第一数字图像的灰度电平导数；确定具有大于第一对比度级别的第二对比度级别的第二数字图像的灰度电平导数；确定第一数字图像的灰度电平导数与第二数字图像的灰度电平导数的比率；以及将第一数字图像的灰度电平导数与第二数字图像的灰度电平导数进行均衡。
12.如权利要求11所述的方法，其中该均衡步骤包括确定窗口映射。
13.如权利要求12所述的方法，其中确定窗口映射的步骤包括将第一数字图像的灰度电平导数与第二数字图像的灰度电平导数的比率乘以第一数字图像的窗口宽度。
14.如权利要求11所述的方法，其中该均衡步骤包括访问查找表。
15.如权利要求14所述的方法，其中该查找表是非线性的。
16.如权利要求11所述的方法，其中确定导数的步骤确定定义导数的函数，该函数包括对数函数和多项式拟合函数中的一个。
17.如权利要求11所述的方法，其中确定导数的步骤确定相对于厚度的导数。
18.一种用于在数字图像之间规格化对比度的系统，该系统包括存储装置，被配置成至少存储具有第一对比度级别的第一数字图像；输入接口，被配置成至少输入具有大于第一对比度级别的第二对比度级别的第二数字图像；处理器，包括第一组件，被配置成确定第一数字图像的灰度电平导数；第二组件，被配置成确定第二数字图像的灰度电平导数；第三组件，被配置成确定第一数字图像的灰度电平导数与第二数字图像的灰度电平导数的比率；以及第四组件，被配置成将第一数字图像的灰度电平导数与第二数字图像的灰度电平导数进行均衡。
19.如权利要求18所述的系统，其中该第四组件还被配置成确定窗口映射。
20.如权利要求19所述的系统，其中该第四组件还被配置成将第一数字图像的灰度电平导数与第二数字图像的灰度电平导数的比率乘以第一数字图像的窗口宽度。
21.如权利要求18所述的系统，其中该第四组件还被配置成访问查找表。
22.如权利要求21所述的系统，其中该查找表是非线性的。
23.如权利要求18所述的系统，其中所述第一和第二组件还被配置成确定定义导数的函数，该函数包括对数函数和多项式拟合函数中的一个。
24.如权利要求18所述的系统，其中所述第一和第二组件还被配置成确定相对于厚度的导数。
25.一种用于在数字图像之间规格化对比度的计算机软件程序产品，该计算机软件程序产品包括第一计算机软件程序代码装置，用于确定具有第一对比度级别的第一数字图像的灰度电平导数；第二计算机软件程序代码装置，用于确定具有大于第一对比度级别的第二对比度级别的第二数字图像的灰度电平导数；第三计算机软件程序代码装置，用于确定第一数字图像的灰度电平导数与第二数字图像的灰度电平导数的比率；以及第四计算机软件程序代码装置，用于将第一数字图像的灰度电平导数与第二数字图像的灰度电平导数进行均衡。
26.如权利要求25所述的计算机软件程序产品，其中该第四计算机软件程序代码装置还被配置成确定窗口映射。
27.如权利要求26所述的计算机软件程序产品，其中该第四计算机软件程序代码装置被配置成通过将第一数字图像的灰度电平导数与第二数字图像的灰度电平导数的比率乘以第一数字图像的窗口宽度来确定窗口映射。
28.如权利要求25所述的计算机软件程序产品，其中该第四计算机软件程序代码装置还被配置成访问查找表。
29.如权利要求28所述的计算机软件程序产品，其中该查找表是非线性的。
30.如权利要求25所述的计算机软件程序产品，其中所述第一和第二计算机软件程序代码装置还被配置成确定定义导数的函数，该函数包括对数函数和多项式拟合函数中的一个。
31.如权利要求25所述的计算机软件程序产品，其中所述第一和第二计算机软件程序代码装置还被配置成确定相对于厚度的导数。
32.一种自动调节数字图像的亮度设置的方法，该方法包括输入图像；排除图像中的文本和背景；针对图像计算排除了文本和背景的平均像素值；以及将亮度设置基本上设为算出的平均像素值。
33.如权利要求32所述的方法，其中该图像是n位图像；该图像中的背景具有位于n位图像的数据范围的最低和最高端中的一个的像素值；以及该图像中的文本具有位于n位图像的数据范围的最高和最低端中的另一个的像素值。
34.一种用于自动调节数字图像的亮度设置的系统，该系统包括输入接口，被配置成输入图像；以及处理器，包括第一组件，被配置成排除图像中的文本和背景；第二组件，被配置成针对图像计算排除了文本和背景的平均像素值；以及第三组件，被配置成将亮度设置基本上设为算出的平均像素值。
35.如权利要求34所述的系统，其中该图像是n位图像；该图像中的背景具有位于n位图像的数据范围的最低和最高端中的一个的像素值；以及该图像中的文本具有位于n位图像的数据范围的最高和最低端中的另一个的像素值。
36.一种用于自动调节数字图像的亮度设置的计算机软件程序产品，该计算机软件程序产品包括第一计算机软件程序代码装置，用于排除图像中的文本和背景；第二计算机软件程序代码装置，用于针对图像计算排除了文本和背景的平均像素值；以及第三计算机软件程序代码装置，用于将亮度设置基本上设为算出的平均像素值。
37.如权利要求36所述的计算机软件程序产品，其中该图像是n位图像；该图像中的背景具有位于n位图像的数据范围的最低和最高端中的一个的像素值；以及该图像中的文本具有位于n位图像的数据范围的最高和最低端中的另一个的像素值。
全文摘要
提供了用来比较具有不同对比度级别的图像的方法和系统。在具有不同对比度级别的图像之间规格化对比度，并且设置亮度。当规格化对比度时，针对具有第一对比度级别的第一数字图像确定灰度电平导数，并且针对具有大于第一对比度级别的第二对比度级别的第二数字图像确定灰度电平导数。确定第一数字图像的灰度电平导数与第二数字图像的灰度电平导数的比率，并且将第一数字图像的灰度电平导数与第二数字图像的灰度电平导数进行均衡。可以手动地、或者例如通过计算排除了背景和文本的平均像素值而自动地设置至少一个图像的亮度。
文档编号G06T5/40GK1910615SQ200580002151
公开日2007年2月7日 申请日期2005年1月6日 优先权日2004年1月9日
发明者迈克尔·C·哈钦森, 迈克尔·D·霍基, 马克·A·李, 威廉·D·米德, 詹姆斯·C·肯尼迪, 托马斯·E·里彻斯, 迈克尔·J·邓肯 申请人:波音公司