用于數字放射照相圖像的呈現的裝置和顯示放射照相圖像的方法
【專利摘要】本發明涉及用于數字放射照相圖像的呈現的裝置和顯示放射照相圖像的方法。所述裝置包括：存儲器，所述存儲器用于存儲至少一個放射照相圖像；和計算機，所述計算機連接到所述存儲器。所述計算機包括處理器和用戶界面模塊。所述用戶界面模塊被配置成生成圖形用戶界面并使所述至少一個放射照相圖像以第一模式和以模擬物理燈箱的外觀的燈箱模式顯示在顯示器上。
【專利說明】用于數字放射照相圖像的呈現的裝置和顯示放射照相圖像的方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及放射照相成像，包括牙科X射線成像。更具體地，本發明的實施例涉及用于觀看數字放射照相圖像的系統。
【背景技術】
[0002]利用各種成像系統捕獲或生成X射線圖像和其他圖像。雖然數字成像技術已經存在了幾十年，但有些人喜歡許多與基于膠片的圖像捕捉和觀看相關的習慣。具體地，在一些情況中，X射線圖像的觀看者可能發現，期望以與如在燈箱上(或交流發電機)觀看X射線膠片圖像的基于膠片的圖像的傳統方式相似的格式來觀看X射線圖像。

【發明內容】

[0003]因此，本發明的實施例提供了用于數字放射照相圖像的模擬呈現的裝置。燈箱效果可以被認為是一種模擬效果，這是因為被模擬的燈箱模擬對于觀看X射線膠片圖像是需要的但對于觀看數字圖像是不需要的實際燈箱。一個裝置包括:存儲器，所述存儲器用于存儲至少一個放射照相圖像；和處理器，所述處理器連接到所述存儲器。所述裝置包括用戶界面模塊。所述裝置可以采取計算機的形式，所述存儲器可以在所述計算機的內部或外部。所述用戶界面模塊可以采取由處理器執行的指令的形式。所述用戶界面模塊被配置成生成圖形用戶界面并使所述至少一個放射照相圖像以第一模式和以模擬物理燈箱的外觀的燈箱模式顯示在顯示器上。
[0004]另一個裝置包括:存儲器，所述存儲器用于存儲至少一個放射照相圖像；計算機，所述計算機連接到所述存儲器；和顯示器，所述顯示器連接到所述計算機。所述計算機包括處理器和用戶界面模塊。所述用戶界面模塊被配置成生成圖形用戶界面并使所述至少一個放射照相圖像以第一模式顯示在所述圖形用戶界面中且使所述至少一個放射照相圖像以燈箱模式顯示在所述圖形用戶界面中，所述燈箱模式包括所述至少一個放射照相圖像的被模擬的背光。所述計算機被配置成響應于包括由穿過暗度閾值的環境光傳感器的輸出和用戶輸入所組成的組中的至少一個來進入所述燈箱模式。所述顯示器被配置成顯示所述圖形用戶界面。
[0005]通過考慮詳細描述和附圖，本發明的其他方面將變得顯而易見。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0006]本專利或申請文件包含至少一個以彩色繪制的附圖。在提出申請和支付必要的費用后，本專利或專利申請公開的具有帶有顏色的附圖的副本由官方提供。
[0007]圖1是生成數字放射照相圖像的X射線系統的示意圖。
[0008]圖2示出圖形用戶界面。
[0009]圖3是示出在圖2的圖形用戶界面內以概覽模式和單個圖像模式顯示圖像的方法的流程圖。
[0010]圖4示出以概覽模式顯示圖像的圖2的圖形用戶界面。
[0011]圖5示出以單個圖像模式顯示圖像的圖2的圖形用戶界面。
[0012]圖6是示出在圖2的圖形用戶界面內以默認模式和燈箱模式顯示圖像的方法的流程圖。
[0013]圖7-12示出以燈箱模式顯示圖像的圖2的圖形用戶界面。
[0014]圖13示意性地示出曝光、顯影和觀看放射照相膠片的過程。
[0015]圖14示意性地示出捕獲和觀看數字放射照相圖像的過程。
[0016]圖15是表示作為對X射線輻射的曝光的函數的膠片密度的曲線圖。
[0017]圖16是表示作為對X射線輻射的曝光的函數的膠片透明度的曲線圖。
【具體實施方式】
[0018]在對本發明的任何實施例進行詳細解釋之前，應當理解的是，本發明并非將其應用限制于在以下的說明中闡述的以及在以下附圖中示出的部件的結構和布置的細節。本發明能夠具有其他實施例并能夠以各種方式進行實踐或實施。
[0019]另外，還應當理解的是，本文所用的措辭和術語是用于說明的目的，不應當被認為是限制性的。在本文中“包括”、“包含”或“具有”及其變型的使用意在包括其后列出的項及其等同物以及額外的項目。術語“安裝”、“連接”和“耦合”在廣義上被使用并且涵蓋直接和間接的安裝、連接和耦合。此外，“連接”和“耦合”并不局限于物理或機械連接或耦合，而是能夠包括電連接或耦合，無論是直接的還是間接的。此外，可以利用任何已知的方法包括直接連接、無線連接等來進行電子通信和通知。
[0020]應當指出的是，基于裝置的多個硬件和軟件以及多個不同的結構元件可以用來實施本發明。此外，且如在隨后的段落中所描述的，附圖中所示的具體配置的目的是舉例說明本發明的實施例，其他可選配置是可能的。
[0021]圖1示出牙科X射線系統10。系統10包括X射線源12。在所示的實施例中，源12位于機械臂15的端部13。當由X射線源控制器14啟動時，X射線源12產生具有大致圓形橫截面的X射線流16。(當然，X射線通常是不可見的，但為便于理解本發明示出流的示意圖)。如圖1中所示，X射線源12被(例如，由操作人員)定位以使X射線流16被定向到口腔內接收器20，口腔內接收器20能夠是例如數字X射線圖像檢測器或計算放射照相傳感器。口腔內接收器20被示出位于患者21的口中。在示出的實施例中，導線、纜線或類似的連接件27將接收器20連接到計算機30。然而，接收器20可以與計算機30無線地通信。作為選擇，如在下面更詳細地討論的，接收器20可以包括用于存儲圖像數據的存儲器，并且在成像過程之后可以被從患者的口中移除并放置在讀取器中以重新得到存儲的圖像數據。
[0022]計算機30包括各種組件，包括用戶界面模塊26、處理器或類似的電子裝置32、輸入/輸出接口 34和存儲器36(例如，RAM和ROM)。在一些實施例中，輸入/輸出接口 34包括通用串行總線(“USB”)連接器，并且自口腔內接收器20的連接器27包括USB纜線。由接收器20捕獲且由計算機30處理的圖像數據被發送到耦合到計算機30的屏幕38(例如，通過輸入/輸出接口 34或經由如在筆記本計算機、便攜式計算機或智能手機或類似設備中的直接的內部連接器)。具體地，計算機30利用接收到的圖像數據生成數字圖像40。用戶界面模塊26生成用于顯示圖像40的圖形用戶界面(“⑶I”)41，并且用戶界面模塊26將⑶141和圖像40發送到屏幕38。應當理解的是，典型地將出現以比X射線圖像更清楚的方式繪制的在圖1中所示的圖像40。在一些實施例中，計算機30將圖像數據(例如，圖像40)存儲到存儲器36、計算機30外部的數據庫42或其組合中。
[0023]在一些實施例中，屏幕38是對用戶的觸摸敏感的觸摸屏。因此，觸摸屏允許用戶與屏幕38上的⑶141直接交互。在其他實施例中，用戶可以利用一個或多個輸入裝置44，諸如鍵盤、鼠標、操縱桿等，以與屏幕38上的GUI41交互。應當理解的是，在本申請中互換使用術語“敲擊”、“觸摸”、“單擊”和“選擇”來表示通過觸摸屏或利用一個或多個輸入裝置44進行的在屏幕38上的用戶選擇(例如，光標控制動作)。在任一實施例中，視情況而定，屏幕38或設備44被配置成響應于用戶觸摸屏幕38的部分或利用鼠標或類似的輸入裝置44點擊屏幕38的部分而產生輸出或信號。
[0024]在一些實施例中，屏幕38和計算機30被包括在便攜式計算機或智能手機中。
[0025]在一些實施例中，環境光傳感器45也(例如，通過輸入/輸出接口 34)耦合到計算機30。如在下面更詳細地描述的，用戶界面模塊26利用來自環境光傳感器45的信息來確定何時將GUI41的顯示模式從第一或默認模式改變到燈箱模式。
[0026]應當理解的是，圖1中所示的X射線系統10是提供圖像源的成像系統的示例。可以與⑶141 一起使用其中生成一系列圖像的其他成像系統。例如，口腔外X射線系統可用于生成圖像。此外，代替口腔內接收器20，可以利用存儲在過程中采集到的圖像數據的圖像板和相關的板讀取器。此外，代替接收器20或者除了接收器20之外，可以利用生成患者的牙齒的三維圖像的表面區域掃描器(例如，激光掃描器)。還應當理解的是，雖然圖1中所示的系統10用于捕獲患者的口腔或牙齒的圖像，系統10 (具體地，⑶141)能夠用于捕獲和顯示人身體或動物身體的牙齒以外的一個或多個局部的圖像。此外，在一些實施例中，系統10包括多個計算機。第一個計算機被配置接收圖像數據、處理數據并存儲數據以用于以后的訪問。第二個計算機(例如，便攜式計算機或智能設備)被配置成(例如，通過網絡)訪問圖像數據，并在訪問的數據的基礎上在GUI41內顯示圖像40。
[0027]用戶界面模塊26響應于從觸摸屏或一個或多個輸入裝置44接收到的輸入或命令產生輸出(例如，改變⑶141的外觀)。如圖2中所示，GH41包括窗口 82。窗口 82包括一個或多個部分或窗格84,用于顯不一個或多個數字圖像40。在一些實施例中，窗口 82包括四個窗格84a、84b、84c和84d。窗格84a是顯示利用口腔內成像傳感器(例如，口腔內接收器20)捕獲的圖像40的口腔內窗格。窗格84b是顯示利用表面區域掃描器(例如，手動移動過患者的牙齒以捕捉圖像數據的手持設備)捕獲的圖像40的掃描器窗格。窗格84c是顯示利用口腔外成像系統捕獲的圖像40的口腔外窗格。窗格84d是顯示由照相機(例如，數字靜物照相機)從患者的口的外部捕獲的患者的牙齒的圖像40的照相機窗格。當(以一次出診或通過多次出診進行的)成像過程從一個或多個口腔內成像系統、表面區域掃描器、口腔外成像系統和外部照相機采集圖像時，得到的圖像40被顯示在其相應的窗格84內。相應地，用戶能夠利用⑶141來觀看從各個源或系統為特定患者21采集的圖像40。
[0028]⑶141還包括菜單欄86。菜單欄86顯示與顯示在⑶141中的圖像40相關聯的患者的有關信息(例如，患者姓名、出生日期、識別號等)。菜單欄86還包括一個或多個按鈕，用戶能夠(例如，通過觸摸屏幕38或利用輸入裝置44)選擇以修改顯示在⑶141中的信息。例如，圖2中所示的菜單欄86包括患者按鈕88、燈箱切換按鈕90、口腔視圖按鈕92和歷史按鈕94。用戶能夠選擇患者按鈕88來觀看可獲得的患者的列表。用戶能夠選擇列出的患者來觀看與患者相關聯的圖像40。如在下面更詳細地描述的，用戶能夠選擇燈箱切換按鈕90來打開和關閉在⑶141內產生的燈箱效果。
[0029]口腔視圖按鈕92允許用戶觀看表示患者的整個口腔或整套牙齒的圖像。例如，如圖2中所示，窗格84a包括表示患者牙齒的完整掃描的18個圖像。用戶能夠選擇歷史按鈕94來按時間順序觀看為選擇的患者捕獲的圖像。在一些實施例中，當按時間順序觀看對于選擇的患者的圖像時，窗格84指示當前顯示圖像被捕獲的日期(例如，如圖2的窗格84a中所示的“2012年8月12日”)。用戶能夠(例如，通過使他們的手指水平移動過顯示窗格84的屏幕38) “滑動”窗格84以依次移動通過在不同日期為選擇的患者采集的圖像。在一些實施例中，在窗格84的底部的指示器96示出與特定患者相關聯的不同日期的數目。指示器96還能夠指示當前顯示圖像在日期的以時間順序的列表中的位置。例如，圖2中所示的指示器96指示對于選擇的患者可獲得來自四個不同日期的圖像(提供了四個圓圈)。圖2中的指示器96還指示當前顯示的圖像與四個日期中的第一個日期相關聯(四個圓圈中的第一個被高亮顯示)。應當理解的是，在一些實施例中，用戶能夠利用諸如鼠標的輸入裝置44 (例如，通過選擇指示器96的部分或者選擇顯示在⑶141中的“下一個”或“上一個”按鈕)來移動通過來自不同日期的圖像(未示出)。
[0030]在一些實施例中，當用戶按時間順序觀看圖像時，窗格84顯示來自多個出診的圖像，但是窗格84內的與用戶當前感興趣的出診(例如，牙科出診)相關聯的圖像(即，來自在窗格84的頂部顯示的日期的圖像)高亮。如圖2中所示，⑶141能夠通過利用與同其他出診相關聯(即，同與在窗格84中顯示的日期不同的其他日期相關聯)的圖像不同的亮度、對比度或不透明度顯示圖像來使圖像高亮。例如，GUI41能夠利用降低的對比度或改變的不透明度和改變的亮度顯示來自其他出診的圖像，能夠利用正常的亮度及不透明度和全對比度顯示來自當前選擇的出診圖像。在一些實施例中，(例如，當用戶未按時間順序觀看圖像時)，用戶能夠手動選擇在特定窗格84內顯示的一個或多個圖像，GUI41類似地能夠使手動選擇的圖像高亮。在一些實施例中，⑶141僅在⑶141以如下文所述的燈箱模式顯示圖像時使在窗格84中的特定圖像高亮。
[0031]當用戶選擇包括在菜單欄86中的按鈕時，用戶界面模塊26諸如通過使按鈕高亮或取消高亮，來修改按鈕，以指示按鈕的當前狀態或可用性。例如，如圖2中所示，歷史記錄按鈕94被高亮以指示在⑶141中顯示的圖像當前被按時間順序提供。類似地，如圖2中所示，燈箱切換按鈕90未被高亮以指示在⑶141中顯示的圖像當前未以燈箱模式顯示。
[0032]圖3是示出用于在⑶141內顯示圖像40的流程圖。具體地，圖3示出用于以概覽模式和單個圖像模式在⑶141內顯示圖像40的方法100。如圖3中所示，方法100開始于在⑶141中在窗格84中的一個或多個中顯示一個或多個圖像40 (在102)。如果用戶(例如，通過點擊窗格84或利用輸入裝置44選擇窗格84)選擇特定的窗格84 (在104)，用戶界面模塊26以概覽模式顯示所選擇的窗格84(在106)。在概覽模式中，⑶141顯示擴大或放大的選擇的窗格(例如，全屏幕)。如圖4中所示，放大的窗格84a為用戶全屏顯示利用特定成像系統得到的為患者21獲得的圖像40的概覽(例如，與全口 口腔內X射線程序相關聯的一系列圖像)。如圖4中所示，在概覽模式中，用戶界面模塊26在窗口 82中在其他窗格84b,84c和84d的前面顯示所選擇的窗格84a。
[0033]如果用戶選擇在放大窗格84內的圖像40中的一個(在108)，用戶界面模塊26以單個圖像模式在GUI41內顯示所選擇的圖像40 (在110)。如圖5中所示，在單個圖像模式中，用戶界面模塊26在窗口 82中在先前選擇的窗格84內放大顯示所選擇的圖像40。為返回到概覽顯示模式，用戶能夠在窗口 82內但放大圖像40外進行輕敲(在112)。類似地，為退出概覽模式，用戶能夠在窗口 82內但放大窗格84外進行輕敲(在114)。
[0034]在某些但不是全部實施例中，概覽模式和單個圖像模式僅僅作為燈箱模式的子模式而可獲得。具體地，如上面提到的，燈箱切換按鈕90允許用戶打開和關閉在GUI41內產生的燈箱效果。燈箱效果模擬基于膠片的圖像的燈箱呈現。具體地，利用實際燈箱，燈箱作為光源，照相膠片上的一個或多個X射線圖像或其他透明介質被靠著燈箱放置。膠片作為改變來自燈箱的光的濾光器。因此，由觀察者看到的圖像由燈箱和膠片的組合效果而得至IJ。如在下面更詳細地描述的，為模擬燈箱呈現，GUI41顯示部分地或完全地圍繞至少一個在⑶141內顯示的數字放射照相圖像40的亮區域，以提供顯示的數字圖像40的背光效果。因此，GUI41提供燈箱效果作為一種類型的仿真效果，這是因為模擬燈箱模擬實際燈箱，實際燈箱在歷史上對于觀看物理膠片上的X射線圖像是需要的，但對于觀看數字圖像是不需要的。
[0035]圖6是示出用于在⑶141內以第一或默認模式和第二或燈箱模式顯示圖像40的方法200的流程圖。如圖6中所示，方法200開始于在GUI41內在窗格84中的一個或多個中以第一或默認模式顯示一個或多個圖像40 (在202)。圖2和圖4-5示出以默認模式顯示的圖像40。如這些圖中所示，在默認模式中，圖像40以部分或完全由暗區域包圍的方式顯示。用戶能夠通過選擇燈箱切換按鈕90打開燈箱效果(在204)。當用戶打開燈箱效果時，用戶界面模塊26獲得用于模擬燈箱呈現的模型或設置(在206)。這些設置能夠包括燈箱效果的各種參數。實際燈箱通常設計的目的是在大致矩形區域上提供具有均勻的亮度和光譜(即，顏色)和高度散射的光源。實際燈箱從來沒有達到該理想顯示環境，并以不同的方式偏離該理想環境。例如，一些實際燈箱產生在箱的中央處亮度最大、在離開中央定位的點處亮度逐漸降低、在距離箱的中央最遠的點處具有最暗的光。有些用戶可能更喜歡以與實際燈箱類似的方式偏離理想環境的模擬燈箱效果。其他用戶可能更喜歡盡可能接近理想顯示環境的燈箱效果。因此，用戶界面模塊26能夠利用用于燈箱效果的設置來產生符合用戶喜好的模擬燈箱呈現。例如，設置能夠包括在用于模擬燈箱效果的明暗度因子方面的特定非均勻性(例如，在中央明亮，隨著離開中央亮度逐漸降低)。設置還能夠指定模擬的發光效果是否應類似于熱光。熱光是處于X射線膠片后面以明亮地照亮膠片的小區域的小亮光。熱光對于觀看圖像的較暗部分是有用的。如果設置指示模擬的熱光，用戶界面模塊26產生類似于利用熱光效果來觀看基于膠片的圖像的燈箱效果(例如，明亮地顯示圖像的小區域，而保持圖像的其余部分大致較暗)。
[0036]在一些實施例中，用戶能夠(例如，通過⑶141)選擇一個或多個設置。通常設置能夠為計算機30指定，或能夠與計算機30的特定用戶相關聯。因此，在一些實施例中，用戶界面模塊26利用用戶的已知身份來加載用于燈箱效果的用戶指定設置。設置還能夠包括對于屏幕38指定的設置。例如，設置能夠包括校正系數，所述校正系數基于用于顯示GUI41的特定屏幕38的參數來補償燈箱效果。
[0037]基于設置，用戶界面模塊26 (例如，在數學方面)生成用于一個或多個窗格84的燈箱效果背景圖像209 (在208)(參見圖7-8)。背景圖像209典型是矩形的彩色圖像。彩色圖像通常具有3個通道:紅色、綠色和藍色。有時，添加額外的通道，稱為“阿爾法”。阿爾法通道能夠用于各種目的。一個這樣的目的是控制圖像209的不透明度或透明度。因為燈箱效果提供大致白色光效果，每個像素的紅色值、綠色值和藍色值大致彼此相等。
[0038]在生成背景圖像209之后，用戶界面模塊26修改將隨背景圖像209顯示的數字圖像40。具體地，如在下面更詳細地描述的，用戶界面模塊26能夠以多種方式修改數字圖像40以使數字圖像40在隨背景圖像209顯示時更近似于基于膠片的圖像。例如，在一些實施例中，用戶界面模塊26作為濾波器在數學方面處理圖像40，這類似于膠片。
[0039]當利用實際膠片時，X射線源產生穿過患者的身體結構的X射線。X射線直接使膠片曝光或在將X射線轉換成可見光的熒光屏的協助下使膠片曝光。然后使膠片顯影(化學處理)。已顯影的膠片具有在圖像方面不同的光密度D，所述光密度D通過在傳統膠片術語中的“D log E”曲線(參見圖15)與膠片的曝光相關，這可以在數學方面表示為函數Dp =D (Ep)，其中Ep是在膠片上的像素位置P處的曝光，并且Dp是在像素位置P處的得到的光密度。函數D(Ep)的形狀由在膠片的顯影過程中利用化學處理的和放射照相膠片的特性來確定。作為選擇，光密度可以利用關系Dp = -1og(T)p或等價的Tp = e_D而依據膠片的透明度Tp來進行說明。圖16示出重新計算為“T log E”曲線的“D log E”曲線，Tp = T(Ep)。當在實際燈箱上觀看實際膠片時，如圖13中所示，燈箱作為光源，靠著燈箱放置的膠片作為濾光器，修改來自燈箱的光。觀察者觀看濾波后的光。觀察者看到亮度Op = BpTp,其中Bp是在像素位置P處的燈箱亮度(通過膠片之前)，Op是在像素位置P處觀察到的亮度(通過膠片之后)。應當理解的是，D、Dp、Ep、Tp、Op和Bp都是光的波長的隱函數，即，這些量是有光譜顏色的。
[0040]數字顯示，諸如41，可以模擬燈箱上的膠片。圖14示出數字X射線處理。如對于膠片那樣，來自源的X射線通過患者的身體結構。然而，代替使膠片曝光，X射線使數字傳感器曝光。在像素位置P處的傳感器信號是Sp = S(Ep)tj通常函數S在感興趣的曝光范圍大致是線性的。當準確地模擬燈箱上的膠片時，數字顯示的亮度通過函數B' p = aB^f改，其中常數a是允許數字顯示比被模擬的實際燈箱更暗(或更亮)的比例因子，其模擬更暗(或更亮)的燈箱。具體地，許多數字顯示與許多燈箱相比具有更小的最大亮度，這能夠通過選擇合適的比例因子a來調節。數字顯示應當在膠片上的像素位置P處呈現亮度O' p=B' PI^S)_HS)P，其中(Sr1是函數S的逆(其是數字傳感器對X射線曝光的響應)。注意O' p模擬膠片的色階。在顯示的圖像41的將會是X射線圖像之間的空燈箱的區域中，顯不売度應當是B' p。
[0041]數字顯示具有其自身的色階。具體地，亮度是輸入代碼值根據某函吟=T(Cr)
的函數，其中是對于像素P的代碼值的矢量，典型的是具有用于紅色、綠色和藍色的元素的3元素矢量。相應地，根據像素位置P是在表示空燈箱的顯示上還是在膠片上，待被發送到數字顯示的代碼值是A =嚴(巧)或A = T[0042]應當指出的是，放射照相膠片具有在圖15中表示為Dmin的最低密度Dmin，其中Dmin大于零。因此，放射照相膠片的所有像素降低底層燈箱的亮度。更簡單地，膠片圖像比空燈箱更暗。
[0043]在某些情況下，例如為簡化計算、避免需要收集用于建模膠片或燈箱的準確數據以通過提高診斷有用性的方式來修改顯示或者由于其他原因，期望數字顯示準確模擬在實際燈箱上的實際膠片的僅一些方面，而以較低的準確度模擬其他方面。
[0044]在一些應用中，可能是方便的是，通過使用戶界面模塊26修改與圖像40的每個像素相關聯的阿爾法代碼值來表示膠片40。典型情況下，較高的阿爾法代碼值表示較高的透明度，這等價于降低膠片的光密度。因此，用戶界面模塊26修改圖像40的像素中的至少一些的阿爾法代碼以使圖像40更透明(即，提高其不透明度或者背景或其他物體通過在前景中的物體可見的程度)。應當理解的是，如在本申請中描述的降低數字圖像的不透明度不一定，像如果將現實世界的膠片的不透明度附加到燈箱那樣，使物體更亮。雖然在一些情況中其具有調節對比度的物理效果，但調節數字圖像的不透明度實際上使特定像素的亮度或顏色稍微更接近其后面的圖像或其他物體的亮度或顏色。
[0045]在一些實施例中，用戶界面模塊26還修改數字圖像40的色階。經常由膠片專家稱為D log E曲線的基于膠片的圖像的色階取決于利用的具體膠片。通常，數字圖像40的色階不同于基于膠片的圖像的色階。因此，用戶界面模塊26能夠利用通過補償色階曲線映射數字圖像40的阿爾法代碼值或紅色/綠色/藍色代碼值而將數字圖像40修改得更近似于基于膠片的圖像。補償色階曲線能夠使被模擬的具體膠片的色階與對于原始數字圖像40的色階的補償相結合。得到的經修改的數字圖像40具有更近似于膠片色階的色階。相應地，在一些實施例中，用戶界面模塊26測量或估計被模擬的膠片和數字圖像40兩者的色階。作為選擇，在其他實施例中，膠片色階的準確再現可能是不必要的或不期望的，可以利用可選圖像色階。在一些實施例中，簡單地施加對應于放射照相膠片的Dmin的X射線圖像的最大亮度可以被用作色階。
[0046]應當理解的是，不是所有的圖像跨越色階的整個范圍。因此，不是所有的圖像在色階校正之后具有處于Dmin的像素。例如，包括大金屬填充物而在圖像的其余部分僅有自然生物成分的牙齒的基于膠片的圖像典型將顯示處于Dmin附近的密度的填充物。因為填充物對X射線高度不透明所以出現這種情況。因此，在膠片上的相應點受到可忽略不計的曝光。然而，因為牙齒中沒有對X射線足夠不透明的東西來完全阻止膠片的曝光，所以在插入填充物之前的同一牙齒的基于膠片的圖像典型不包括處于Dmin附近的密度的部分。
[0047]X光膠片在顏色方面還趨于是相當中性的，數字X射線圖像通常是灰度級的(SP，非彩色)。然而，某種膠片也具有彩色色調，如略呈藍色。因此，在一些實施例中，用戶界面模塊26被配置成對數字圖像40修改以給出中性或著色膠片的外觀。例如，用戶界面模塊26能夠為數字圖像添加著色，同時保持圖像40的非圖像區域是非著色(例如，白色)的。類似地，用戶界面模塊26能夠修改數字圖像40的銳度，以更好地匹配被模擬的膠片的銳度。例如，用戶界面模塊26能夠通過對圖像40應用數學函數，諸如例如利用銳化或模糊核的卷積，來銳化數字圖像40。
[0048]數字X射線圖像可能還具有與被模擬的X射線膠片的噪聲特性不同的噪聲特性。相應地，用戶界面模塊26能夠被配置成提高或降低數字圖像40的噪聲以更好地模擬膠片。用戶界面模塊26可以通過不同的方式添加噪聲。例如，基于膠片的圖像典型具有來自幾個源的噪聲:用于創建圖像的X射線的光子散粒噪聲(和來自由X射線的模擬的閃爍器的可見光光子)和膠片的粒度。光子散粒噪聲可以由泊松統計表示。因此，用戶界面模塊26能夠通過將泊松隨機數發生器應用到數字圖像40來將光子散粒噪聲添加到數字圖像40。用戶界面模塊26還能夠基于由被模擬的膠片的膠片制造廠家指定的粒度，將由膠片粒度引起的噪聲添加到數字圖像。此外，在一些實施例中，如果數字圖像已經比被模擬的膠片圖像噪聲更大，用戶界面模塊26可以通過低通濾波(如在傅立葉空間中應用模糊濾波器或利用卷積核進行模糊)或通過其他噪聲降低算法來降低在數字圖像中的噪聲。
[0049]一些基于膠片的圖像被放置在黑掩模背景上。當膠片被放置在燈箱上時，只有掩模以外的區域是白色的。因此，在一些實施例中，用戶界面模塊26修改數字圖像40以復制黑色掩和白色外部區域。
[0050]在一些實施例中，用戶界面模塊26還利用數字圖像40的特征來修改背景圖像209。例如，雖然對于習慣于燈箱的用戶來說可能熟悉明亮的白色背景，但明亮的白色背景對于觀看圖像內的細節來說并不總是理想的。因此，用戶界面模塊26能夠通過使背景圖像209的明暗度低于隨背景圖像209顯示的圖像的最亮區域的明暗度來創建明亮的白色燈箱的“感覺”。相應地，用戶界面模塊26使背景圖像209具有給出隨圖像209顯示的數字圖像40的亮度所必需的亮度。
[0051]與燈箱上的實際膠片相比，可能在不同的條件觀看數字圖像。例如，經常在黑暗的房間中觀看燈箱上的膠片，而經常在明亮的有光線的房間觀看數字顯示。“周圍環境”，即顯示以外可見的每個事物，影響顯示的圖像的觀察者的感知。如明亮的周圍環境和色適應的影響是眾所周知的。(參見,例如，由R.W.G.Hunt所著的書“The Reproduction ofColour”。)當在與對于被模擬的燈箱典型的周圍環境不同的周圍環境中觀看數字顯示時，數字顯示圖像可以被進一步修改以補償周圍環境，以更準確地給出在燈箱的典型的周圍環境中觀看的燈箱的印象。例如，當數字顯示的周圍環境比普通燈箱的周圍環境更亮時能夠調節對比度。
[0052]應當理解的是，雖然上面描述了用于修改數字圖像40的多種不同方式，但用戶界面模塊26可以被配置成執行上述修改的全部、子集，或者不執行上述修改。例如，取決于在準確類似燈箱呈現和標準數字圖像顯示之間所期望的折衷，用戶界面模塊26可以僅執行上述修改中的一些。用戶界面模塊26還可以連續地或以幾個步驟提高或降低⑶141與燈箱呈現的相似性。例如，用戶界面模塊26能夠被配置成連續降低GUI41與燈箱呈現的相似性以使最初對傳統的膠片觀看最舒服的用戶過渡到標準數字圖像顯示。
[0053]還應當理解的是，在某些情況中，如果有也是很少的上文描述的圖像修改可以應用于增強觀看體驗。例如，如果數字X射線圖像本質上比在被模擬的膠片上的圖像更銳化，貝IJ降低數字圖像銳度可以更好地類似于膠片圖像，但其也降低了圖像質量。因此，在這些情況中，用戶界面模塊26可以不降低數字圖像40的銳度。類似地，用戶界面模塊26可以設置與被模擬的膠片的色階不同的數字圖像40的色階，因為其提高了數字圖像40的診斷有用性。作為另一個示例，因為太亮背景會有害于觀看圖像40，用戶界面模塊26可以降低被顯示的數字圖像40周圍的燈箱效果的亮度。
[0054]返回到圖6，在修改一個或多個待隨背景圖像209顯示的數字圖像40之后，用戶界面模塊26生成最終圖像211 (在212)。最終圖像211是將被修改的數字圖像與背景圖像209結合的結果。例如，在一些實施例中，(例如，如果X射線圖像的阿爾法代碼值表示透明度)用戶界面模塊26將兩個圖像的值逐像素相乘來創建最終圖像211。(例如，基于在屏幕38的亮度限制內圖像應多么明亮地顯示)用戶界面模塊26還能夠對最終圖像211進行歸一化。在生成最終圖像211之后，用戶界面模塊26將最終圖像211發送到屏幕38以在⑶141內顯示(在214)。
[0055]如圖9中所示，最終圖像211顯示在一個或多個窗格84中。此外，如圖10_11中所示，最終圖像211能夠以概覽模式或單個圖像模式顯示以為用戶提供利用被模擬的燈箱效果顯示的擴大或放大圖像。如圖9-11中所示，燈箱效果在至少一個數字放射照相圖像40的周圍提供亮區域以提供被顯示的數字圖像40的背光效果。
[0056]如上面解釋的那樣，與用戶將會觀看燈箱上的實際膠片相比，用戶可能在不同的條件觀看在GUI41中顯示的燈箱效果。具體地，用戶典型在黑暗的房間中觀看燈箱上的膠片。然而，用戶可以利用計算機30來在光線良好或光線明亮的環境中觀看數字圖像。人類的視覺適應的周圍環境(例如，亮度和色彩)。因此，正如燈箱上的膠片圖像相對于黑暗的周圍環境在明亮的周圍環境中被觀看時可能顯現得不同，數字圖像40相對于黑暗的周圍環境在明亮的周圍環境中被觀看時可能顯現得不同。例如，在一些情況中，被顯示的數字圖像的顯現對比度取決于圖像在明亮的周圍環境或黑暗的周圍環境中被觀看而改變。
[0057]在一些實施例中，基于用戶的周圍環境對燈箱效果進行調節。例如，耦合到計算機30的環境光傳感器45能夠用于自動確定何時打開燈箱效果以及用于燈箱效果的特定參數以近似于在黑暗環境中被觀看的燈箱呈現。具體地，如圖6中所示，即使用戶并未通過選擇燈箱效果切換按鈕90來打開燈箱效果(在204)，環境光傳感器45也能夠被配置成測量或檢測計算機30周圍(或者，更具體地，屏幕38周圍)的環境光(在220)。環境光傳感器45輸出指示在計算機30周圍檢測到的光量的信號。如果信號指示檢測到的環境光低于預定的暗度閾值(在222)，則用戶界面模塊26自動打開燈箱效果(在206)。在一些實施例中，用戶界面模塊26還能夠被配置成自動關閉燈箱效果，諸如當環境光傳感器45指示有足夠的環境光用于以默認模式觀看圖像40時。
[0058]類似地，在燈箱效果被(手動或自動)打開之后，燈箱效果能夠被調節(例如，以應對用戶的周圍環境)。例如，如圖6中所示，用戶能夠利用由GUI41提供或作為屏幕38的部分被提供的各種按鈕或輸入來手動調節燈箱效果(在230)。具體地，用戶能夠調節(例如，提高或降低)在⑶141中顯示的數字圖像40的不透明度(在232)。調節圖像的不透明度能夠包括調節圖像的對比度和/或透明度。用戶還能夠調節(例如，提高或降低)被模擬的燈箱效果的亮度(在234)。在一些實施例中，用戶界面模塊26基于來自用戶的單次調節來調節數字圖像40的不透明度和被模擬的光效果的亮度兩者(例如，提高或降低被模擬的燈箱效果的亮度)。圖12示出經調節以提高數字圖像40的不透明度并提高被模擬的燈箱效果的亮度的⑶141。
[0059]如圖6中所示，(例如，除手動調節之外或作為選擇)環境光傳感器45還能夠用于自動調節燈箱效果。具體地，環境光傳感器45檢測計算機30周圍(或更具體地，屏幕38周圍)的環境光并輸出指示在計算機30周圍檢測到的光量的信號(在240)。用戶界面模塊26從傳感器45獲得信號并利用所述信號來自動調節被模擬的燈箱效果。具體地，基于檢測到的環境光，用戶界面模塊26調節(例如，提高或降低)在GUI41中顯示的數字圖像40的不透明度(在242)并/或調節(例如，提高或降低)被模擬的燈箱效果的亮度(在244)。因此，環境光傳感器45能夠用于提供圖像40的最佳觀看條件(例如，在明亮環境情況中較高的亮度值，在灰暗情況中較低的亮度值)。應當理解的是，在一些實施例中，用戶能夠基于由環境光傳感器45檢測到的環境光來打開和關閉自動燈箱呈現和/或調節。
[0060]如圖6中所示，用戶能夠通過選擇燈箱切換按鈕90來手動關閉燈箱效果(在230)。當用戶關閉燈箱效果時，用戶界面模塊26使GUI41返回默認模式(在202)。在一些實施例中，用戶界面模塊26還保存用于由用戶選擇或修改的燈箱效果的任何設置(例如，任何被修改的設置)(在250)。用戶界面模塊26能夠利用保存的設置以在下一次開啟燈箱模式時使燈箱效果默認成最近的用戶定義設置(例如亮度)水平。因此，除其他之外，本發明提供用于創建圖形用戶界面的設備和系統，所述圖形用戶界面用于利用燈箱效果顯示圖像。即使在燈箱效果未使用時，環境光傳感器45或用戶輸入可以用于確定顯示周圍的環境光水平并相應地調節圖像顯示，例如修改對比度以補償人類視覺對周圍環境的適應性，如上面描述的那樣。
[0061]雖然前述主要強調本發明對于人口腔內圖像的用途，但本發明還能夠用于其他種類的圖像，包括但不限于人或動物的全景和/或頭部測量的X射線圖像。
[0062]本發明的各種特征和優點在所附的權利要求中闡述。
【權利要求】
1.一種用于數字放射照相圖像的呈現的裝置，所述裝置包括: 存儲器，所述存儲器被配置成存儲至少一個放射照相圖像； 處理器，所述處理器連接到所述存儲器；和 用戶界面模塊，所述用戶界面模塊被配置成生成圖形用戶界面并使所述至少一個放射照相圖像以第一模式和以模擬物理燈箱的外觀的燈箱模式顯示在顯示器上。
2.根據權利要求1所述的裝置，其中，所述圖形用戶界面在所述燈箱模式中包括至少部分地圍繞所述至少一個放射照相圖像的亮區域。
3.根據權利要求1所述的裝置，其中，所述圖形用戶界面在所述第一模式中包括至少部分地圍繞所述至少一個放射照相圖像的暗區域。
4.根據權利要求1所述的裝置，其中，所述至少一個放射照相圖像包括人體或動物體的局部的圖像。
5.根據權利要求4所述的裝置，其中，所述人體或動物體的局部包括牙齒。
6.根據權利要求1所述的裝置，其中，所述至少一個放射照相圖像包括第一放射照相圖像和第二放射照相圖像，其中，所述圖形用戶界面在所述燈箱模式中被配置成以與所述第二放射照相圖像相比不同的亮度和不同的對比度中的至少一種來顯示所述第一放射照相圖像。
7.根據權利要求1所述的裝置，其中，所述燈箱模式包括第一子模式和第二子模式，其中，所述第一子模式被配置成以全口模式顯示所述至少一個放射照相圖像，并且所述第二子模式被配置成以單個圖像模式顯示所述至少一個放射照相圖像。`
8.一種用于數字放射照相圖像的呈現的裝置，所述裝置包括: 存儲器，所述存儲器用于存儲至少一個放射照相圖像；和 計算機，所述計算機連接到所述存儲器，所述計算機包括處理器和用戶界面模塊，所述用戶界面模塊被配置成生成圖形用戶界面并使所述至少一個放射照相圖像以第一模式顯示在所述圖形用戶界面中且使所述至少一個放射照相圖像以燈箱模式顯示在所述圖形用戶界面中，所述燈箱模式包括所述至少一個放射照相圖像的被模擬的背光，其中，所述計算機被配置成響應于包括由穿過暗度閾值的環境光傳感器的輸出和用戶輸入所組成的組中的至少一個來進入所述燈箱模式；和 顯示器，所述顯示器連接到所述計算機并被配置成顯示所述圖形用戶界面。
9.根據權利要求8所述的裝置，進一步包括連接到所述計算機的所述環境光傳感器。
10.根據權利要求8所述的裝置，其中，所述用戶界面模塊被配置成響應于所述用戶輸入來調節在所述燈箱模式中被模擬的背光的亮度。
11.根據權利要求8所述的裝置，其中，所述用戶界面模塊被配置成響應于所述用戶輸入來調節所述至少一個放射照相圖像的不透明度。
12.根據權利要求8所述的裝置，其中，所述圖形用戶界面在所述燈箱模式中包括至少部分地圍繞所述至少一個放射照相圖像的亮區域。
13.根據權利要求8所述的裝置，其中，所述圖形用戶界面在所述第一模式中包括至少部分地圍繞所述至少一個放射照相圖像的暗區域。
14.根據權利要求8所述的裝置，其中，所述至少一個放射照相圖像包括人體或動物體的局部的圖像。
15.根據權利要求14所述的裝置，其中，所述人體或動物體的局部包括牙齒。
16.根據權利要求8所述的裝置，其中，所述至少一個放射照相圖像包括第一放射照相圖像和第二放射照相圖像，其中，所述圖形用戶界面在所述燈箱模式中被配置成以與所述第二放射照相圖像相比不同的亮度和不同的對比度中的至少一種來顯示所述第一放射照相圖像。
17.根據權利要求8所述的裝置，其中，所述燈箱模式包括第一子模式和第二子模式，其中，所述第一子模式被配置成以全口模式顯示所述至少一個放射照相圖像，并且所述第二子模式被配置成以單個圖像模式顯示所述至少一個放射照相圖像。
18.—種顯示放射照相圖像的方法，所述方法包括: 在存儲器中存儲至少一個放射照相圖像； 將計算機連接到所述存儲器，所述計算機包括處理器和用戶界面模塊； 將顯示器連接到所述計算機； 利用所述用戶界面模塊生成圖形用戶界面并將所述圖形用戶界面顯示在所述顯示器上； 以第一模式在所述圖形用戶界面中顯示所述至少一個放射照相圖像；以及以燈箱模式在所述圖形用戶界面中顯示所述至少一個放射照相圖像，所述燈箱模式包括所述至少一個放射照相圖像的被模擬的背光。
19.根據權利要求18所述的方法，進一步包括:響應于包括由穿過暗度閾值的環境光傳感器的輸出和用戶輸入所組成的組中的至少一個來進入所述燈箱模式。
【文檔編號】A61B6/03GK103777913SQ201310367413
【公開日】2014年5月7日 申請日期:2013年8月21日 優先權日:2012年10月18日
【發明者】喬治·J·可可, 卡斯騰·弗蘭克, 邁克爾·J·帕爾瑪, 路易斯·P·魯賓菲爾德, 約翰·斯特伊克, 大衛·A·謝伯克, 馬丁·卡普蘭 申請人:登塔爾圖像科技公司