[其他]大幅黑白片實時假彩色化處理

無效

• 申請?zhí)枺?/td>: 85100013
• 申請日: 1985-04-01
• 公開（公告）號: CN85100013B
• 公開（公告）日: 1987-02-25
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 張以謨;孫學(xué)珠
• 申請（專利權(quán)）人: 天津大學(xué)
• 主分類號: G02B27/46
• 分類號: G02B27/46;G02B27/18;G03B42/08
• 代理公司: 天津大學(xué)專利代理事務(wù)所
• 代理人: 魏賞辰,張銳

本發(fā)明是屬于黑白透明圖象假彩色化處理應(yīng)用技術(shù)中的一項發(fā)明。具體說來，是對較大幅面的黑白片直接輸入，以進行實時假彩色編碼的光學(xué)系統(tǒng)。

目前對有連續(xù)多灰度階的黑白光學(xué)透明片進行假彩色編碼的光學(xué)方法已有許多報導(dǎo)，如半色調(diào)處理、利用光柵編碼等方法，但所能處理的透明片尺寸不能超過付立葉變換物鏡的口徑，而對大幅面透明片（如：15″×12″常用的醫(yī)學(xué)內(nèi)科胸片）來說，利用上述方法必需進行縮小處理，因此對其推廣應(yīng)用受到了限制。

在查閱的刊物文獻中均沒發(fā)現(xiàn)類似本發(fā)明的技術(shù)特征。

如美國的《應(yīng)用光學(xué)》（AppliedOptics）、《光學(xué)快報》（OpticsLetters），《應(yīng)用物理》（Appliedphysics），美國《電影電視工程師協(xié)會會志》，還有國際光學(xué)學(xué)會刊物《光學(xué)通訊》（OpticsCommunication），《美國光學(xué)學(xué)會期刊》（JournalOfOpticalSocietyOfAmerica），《光學(xué)工程》（OpticalEngineering）以及有關(guān)光學(xué)方面的專刊。

目前在醫(yī)學(xué)、地質(zhì)學(xué)、天文學(xué)等學(xué)科的研究中，急切需要解決對較大幅面的具有連續(xù)多灰度階的黑白透明片能直接輸入并對其進行實時假彩色編碼的技術(shù)。因為人眼睛的視覺系統(tǒng)對黑白圖象的識別能力較差，只有十幾個或幾十個灰度等級;而對彩色灰度等級的識別能力可達上千個灰度等級。因此，對黑白圖象進行假彩色化處理后，就可大大提高人眼對圖象結(jié)構(gòu)層次的區(qū)分，增強對圖象的判斷和識別能力。例如：在醫(yī)學(xué)上可利用圖象的細微結(jié)構(gòu)差異來幫助醫(yī)生對疾病的診斷。同樣，這對遙感圖片和航空攝影圖片等都有相當(dāng)?shù)膽?yīng)用價值。

本發(fā)明的目的為了設(shè)計一套能對較大幅面的黑白透明片，可以直接輸入并對其進行實時假彩色編碼的光學(xué)系統(tǒng)。其特征是在信息處理用的基本系統(tǒng)4f系統(tǒng)的基礎(chǔ)上增加了一組“費涅耳透鏡”（即附圖1中FL）和“焦闌光學(xué)系統(tǒng)”（即附圖1中由小孔光欄P和投影物鏡PL組成的系統(tǒng)）。附圖1中S為光源，從S到P₁面為大幅面透明片的直接輸入系統(tǒng)。其中FL是照明大幅透明片T的;P與PL組成遠心光路，使大幅透明片T上每一點的主光線經(jīng)該系統(tǒng)后均平行于光軸，并使透明片T成象在輸入平面P₁處，同時，在輸入面P₁上用了一個編碼器（即附圖1中GG）來進行編碼，這和一般4f系統(tǒng)（即附圖1中從P₁到P₃）的輸入面上平行光照明透明片的情況是相似的。該投影P₁就作為白光處理的輸入物體，此縮小的透明片圖象真實地反應(yīng)了原透明片圖象的空間頻率和密度的分布情況。與未經(jīng)處理的大幅胸片圖象相比，用彩色膠片接收或用閉路彩色電視顯示，均可得到增強而清晰的彩色圖象。這就解決了大幅面黑白透明片不用進行預(yù)處理即可直接輸入到4f光學(xué)系統(tǒng)中進行假彩色編碼的問題。這樣便對研究分析有關(guān)醫(yī)學(xué)、地質(zhì)學(xué)、天文學(xué)等學(xué)科中的大幅黑白透明片以及遙感圖片、航空攝影圖片提供了方便可靠的儀器設(shè)備。

本發(fā)明還引用了“位相型全息光柵”作為編碼器（即附圖1中GG），對投影所得的圖象P₁作調(diào)制進行編碼。其特征是此“位相型全息光柵”將其衍射能量從零階分布到所需的階次上去。通過輸入與輸出光強之間的變化關(guān)系，可在輸出光強中突出物體某些頻率等級達到合成圖象增強的目的。也就是在“位相型全息光柵”衍射的每一級次上都包含了物體的全部頻譜信息。當(dāng)借助P₂上的濾波器選取n階衍射時，將有n個極大值，相應(yīng)于這些極大值對應(yīng)的物體頻率輸出有極大的增強。而對n個極小值輸出則為零。若使不同的衍射級次賦予不同的顏色，就能增強眼睛的識別能力，便于對其分析研究。

例1：從患者胸部側(cè)位X光黑白片圖象中可見左肺中部有結(jié)節(jié)狀陰影，直徑約2.5厘米。而從該片的假彩色圖象中可見陰影周邊參差不齊，呈短粗毛刺狀，周圍有一圈彩色較淡的陰影，與鏡下所見肺萎陷完全一致。腫塊內(nèi)有不規(guī)則大片狀彩色變淡區(qū)，與病理切片鏡檢所見之壞死區(qū)相吻合。

例2：從患者胸部正位的X光黑白透明片的右肺上部可見有橢圓形塊影，邊緣不規(guī)則，似有較長刺狀陰影。從臨床及X線檢查有肺癌的可能。但是從該片的假彩色圖象觀察可見右肺上部陰影呈片狀分布，而不成塊狀，內(nèi)部彩色濃淡不同，指示結(jié)構(gòu)密度不均，周邊模糊，有長刺突出，為右上肺炎所致。經(jīng)抗炎藥物治療，三周后病變消失。