Équipe IMAGE - Le projet Pantheon

Tutoriel : Améliorer les images de rayons X

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I. Objectif

L'objectif est d'améliorer le rendu visuel des images de rayon X en augmentant le contraste et les détails du squelette. La faible dynamique des niveaux de gris et la présence de bruit rendent les images difficiles à interpréter sans amélioration.

L'image initiale (Gonzalez, 2002).L'image résultat.

II. Méthode

La stratégie est de combiner à la fois le masque flou obtenu avec un Laplacien et le gradient, puisque le bénéfice du masque flou est de renforcer les détails fins et le bénéfice du gradient est d'améliorer le contraste aux frontières. Finalement, la dynamique des niveaux de gris est rehaussée en utilisant une transformation par loi de puissance.

Les étapes de la méthode sont donc :

  1. Calculer le masque flou.
  2. Calculer le gradient.
  3. Combiner les deux résultats précédents.
  4. Corriger la dynamique des niveaux de gris.

II.1 Calculer le masque flou (unsharp masking)

Le masquage flou consiste à soustraire à l'image initiale une certaine fraction d'une version lissée d'elle-même. On peut résumer cette opération par :

g(x,y)=f(x,y) - βlp(f(x,y)

où β spécifie la valeur de fraction de filtre passe-bas à ajouter dans l'image résultat.

Ici, le masquage est réalisé par l'opérateur psharp avec un β de 1.

pany2pan input.png input.pan
psharp 8 1 input.pan image1.pan
image1.pan : L'image améliorée par le masquage flou.

II.2 Calculer l'image de gradient

L'image de gradient est obtenue par un simple opérateur de différenciation. Puis le résultat est lissé pour diffuser plus largement les valeurs de gradient aux pixels voisins en fonction de leur distance.

psobel input.pan i2.pan
pmeanfiltering 2 i2.pan image2.pan
image2.pan : L'image de gradient.

II.3 Combiner les images de gradient et de contraste

La combinaison est faite par multiplication des deux images précédentes. Une transformation linéaire permet de ramener les niveaux de gris entre 0 et 255.

pmult image1.pan image2.pan i4.pan
plineartransform 0 0 255 i4.pan i5.pan
i5.pan : Après la combinaison.

II.4 Ajouter l'image de contraste à l'image initiale

L'image de contraste obtenue au-dessus est ajoutée à l'image initiale de manière à rehausser le contraste.

pim2sl input.pan i6.pan
padd i5.pan i6.pan i7.pan
i7.pan : Après l'ajout de l'image de contraste.

II.5 Corriger la dynamique des niveaux de gris

La dynamique des niveaux de gris est transformée en utilisant une transformation logarithmique. Cette transformation permet de rehausser plus fortement les faibles niveaux de gris que les plus forts. Cette transformation permet aussi de ramener les valeurs entre 0 et 255.

ppowerlawtransform 0.3 0 255 i7.pan output.pan
ppan2png output.pan output.png
output.pan : Après la transformation logarithmique des niveaux de gris.

III. Le script Pandore complet


Projet Panthéon
Equipe Image Laboratoire GREYC
UMR CNRS 6072 - ENSICAEN - Université de Caen, France
Page modifiée le 14 November 2013