Компьютерный способ формализации растровых цветных изображений повреждений

 

Изобретение относится к медицине, а именно к судебной медицине. Способ включает съемку объектов с использованием масштабной линейки, на которую дополнительно наносят набор три эталонных цветных полосок - красную, зеленую, синюю. Значения пикселов эталонных цветных полосок на масштабной линейке составляют для красной полоски R=255, G=0, B=0; зеленой полоски R=0, G=255, B=0; синей полоски R=0, G=0, B=255. После получения цифровой фотокопии объекта осуществляют просмотр значений цветового состава пикселов на экране. По искажению цветового состава пикселов эталонных цветов на масштабной линейке оценивают адекватность отображения цветов на цифровой фотокопии. С помощью графических редакторов, изменяя состав всех пикселов фотокопии, можно добиться такого цветового качества изображения, при котором пикселы масштабной линейки будут иметь исходное значение. Это позволяет повысить качество цветовых изображений повреждений. 1 з.п. ф-лы, 2 ил.

Изобретение относится к медицине, а именно к судебной медицине.

С целью стандартизации масштаба при съемке объектов в ходе судебно-медицинских экспертных исследований неотъемлемым условием является параллельное отображение на фото- и видеоматериале эталонного объекта - масштабной линейки. Чаще всего масштабная линейка представляет собой однотонную шкалу с нанесенными на нее сантиметровыми и миллиметровыми делениями. Указанный способ съемки позволяет создать представление о размерах запечатленного объекта и взаимоотношениях его отдельных частей (Е.Г. Шаер. Применение фотографии в медицине. М.: Медицина, 1974 г.). При появлении цветного фотопроцесса появилась необходимость в формализации цветных фотографий объектов. Некоторые авторы предлагали наряду с фотографируемым объектом производить съемку а) цветной шкалы, состоящей из произвольного набора цветов, или б) шкалы, состоящей из набора полосок различной градации серого цвета. Данные виды шкал применялись лишь для выбора светофильтров при печати снимков. Контроль же за адекватностью отображения цветов осуществлялся только визуально, что являлось в значительной мере субъективным. (Е.Г. Шаер. Применение фотографии в медицине, М.: Медицина, 1974 г.; Н.А. Селиванов. Судебно-оперативная фотография. М.: Госюриздат, 1955 г.).

С развитием видео и цветной фотопечати появились такие характеристики объекта (в первую очередь повреждения) как цвет и его оттенки. Но на цветопередачу влияют такие факторы, как освещение (естественное, искусственное), технические особенности видео- и фотоаппаратуры, и др. Это приводит к тому, что изображения одного и того же повреждения при съемке в отличающихся условиях могут иметь различные цветовые оттенки. Следствием этого является различное зрительное восприятие повреждения, невозможность подвергнуть изображения эффективному компьютерному анализу, так как распределение тонов имеет случайный характер.

В 1983 году американским институтом радиологии (ACR) и Национальной ассоциацией производителей электрооборудования США (NEMA) был создан объединенный комитет, который разработал стандарт DICOM (Digital Imaging and Comminications in Medicine), обеспечивающий передачу цифровых медицинских изображений, не зависящую от производителей диагностического оборудования. (Компьютерные технологии в медицине, № 3, 1996 г.). Основное значение использования стандарта - кроме собственно снимка иметь достаточно подробные сведения об условиях, в которых он был сделан, например о расстоянии до фотографируемого объекта, его пространственном положении, освещенности, состоянии предмета в момент получения снимка (к примеру, движение или покой), а также об экспозиции, фокусном расстоянии объектива и размере диафрагмы, характеристиках использовавшегося светофильтра и т.д. Стандарт DICOM был взят за основу разработки европейского стандарта MEDICOM, работа над которым велась рабочей группой WG4 технического комитета ТС 251 Европейского института стандартизации CEN. Именно формализация описания условий получения и хранения изображений, а также сведений о состоянии пациента является основной целью разработки стандартов электронной передачи медицинских изображений (Компьютерные технологии в медицине, № 2, 1997).

Изображение на экране определяется совокупностью пикселей (экранных точек), каждый из которых имеет свой цвет. Цвет пикселя образуется из сочетания трех компонент различной интенсивности: Red - красный, Green - зеленый, Blue - синий (так называемые RGB-компоненты). Интенсивность каждой компоненты меняется в пределах от 0 до 255. Черному цвету соответствует RGB=(0, 0, 0), а белому цвету RGB=(255, 255, 255). Основными параметрами изображения являются глубина цвета и разрешение. Глубина цвета определяется количеством цветов, которое используется в изображении, а разрешение - количеством пикселей изображения, выводимых на экран. Цвета в компьютерных программах задаются указанием количества базовых цветовых компонентов для конкретной цветовой модели, что справедливо и для точечных изображений. Они могут быть созданы и сохранены в одной из трех цветовых моделей: RGB, Lab и CMYK.

Технический результат предлагаемого компьютерного способа формализации растровых цветных изображений повреждений - повышается качество получаемых цветных изображений. Это достигается тем, что проводят съемку объектов с использованием масштабной линейки, на которую дополнительно наносят эталонные цветовые полоски, с последующей оценкой адекватности отображения цветов по исходным значениям пикселов.

Это осуществляют так: на масштабную линейку, которую печатают на струйном цветном принтере, помимо черных миллиметровых делений на белом фоне наносят еще три полосы - красную, зеленую, голубую (RGB), значения пикселов для красной полоски имели состав – R=255, G=0, B=0; зеленый полоски – R=0, G=255, B=0; синей полоски - R=0, G=0, B=255. Соответствие печатаемых цветов полос экранным значениям пикселов обеспечивается качеством печати современных струйных принтеров при строгом соблюдении указанных в документации к ним правил заправки чернилами, калибровки и использования бумаги. Были использованы принтеры HP DeskJet 670С. Особенностью печати большинства струйных принтеров является обеспечение формирования всех цветов спектра путем смешивания элементарных цветов цветового пространства CMYK.

Съемка объектов производилась с использованием изготовленной масштабной линейки (фиг.1).

После получения цифровой фотокопии объекта имеется возможность просмотреть значения цветового состава пикселов на экране с помощью графических редакторов (Photoshop, Prolmage Plus и др.). При искажении цветового состава фотокопии (связанного с различными условиями съемки) меняется состав всех пикселов, в том числе и пикселов, составляющих масштабную линейку. При изучении цветового состава пикселов эталонных цветов на масштабной линейке можно оценить адекватность отображения цветов на цифровой фотокопии, преобразовать состав тонов изображения, с помощью указанных графических редакторов произвести коррекцию изображения. Коррекция изображения позволяет получать более качественные снимки с повышением точности передачи цветовых оттенков повреждений. Объективная оценка числовых изменений состава пикселов в цифровой фотокопии при применении указанного способа формализации делает доступным другие манипуляции с изображениями: а) сравнение изображений по объективным числовым параметрам пикселов; б) проведение математического анализа цифровых характеристик пикселов как одного изображения так и группы изображений; в) оценка качества снимка; г) сопоставление вербальной информации с цифровыми характеристиками изображений; д) компьютерный автоматизированный анализ изображений.

Цветовая характеристика повреждений имеет важное значение в медицине. По цветовому составу изображения судят о наличии повреждения, его давности, механизме его образования. К примеру, цвет кровоподтека в зависимости от давности изменяется от красноватого, синюшного, до зеленого и желтого. Условия съемки также значительно влияют на характер отображения цветов при фотографировании повреждений. При освещении, например, лампой накаливания в изображении появляются красноватые оттенки, при освещении лампой дневного света - голубоватые и т.д. Следовательно, цвет повреждения на фотокопии будет искажен. Характер цветопередачи зависит также от используемой фотографической аппаратуры, каждая конкретная модель вносит свои искажения цветности.

Пример (фиг.2а и 2б).

Труп гр. Калининой В.А. Диагноз: тупая травма груди, резаные раны конечностей, вид резаной раны. Видеосъемка выполнена в свете люминесцентной лампы “дневного света” 60 Вт (Акт № 66 от 06.01.2002 г.).

На фиг.2а приведено изображение раны до коррекции. Значения большинства экранных пикселов соответствующего участка изображения до коррекции составляет: значения пикселов красной полоски R=115 G=55 B=55. Значения пикселов зеленой полоски R=53 G=155 B=53. Значения пикселов синей полоски R=53 G=53 B=190.

На фиг.2б приведено то же изображение после коррекции. При этом значения пикселов красной полоски R=255 G=0 B=0; значения пикселов зеленой полоски R=0 G=255 B=0; значения пикселов синей полоски R=0 G=0 B=255.

Предлагаемый способ формализации цветных растровых изображений позволяет избежать рутинной подробной фиксации используемой аппаратуры и условий съемки для оценки адекватности отображения цветовых характеристик повреждений и провести их соответствующую коррекцию.

Формула изобретения

1. Компьютерный способ формализации растровых цветных изображений повреждений путем фиксации изображений с использованием масштабной линейки и оценки полученных цифровых фотокопий объектов, отличающийся тем, что на масштабную линейку дополнительно наносят набор из трех эталонных цветовых полосок, значения пикселов которых составляют: для красной полоски R=255, G=0, B=0; для зеленой полоски R=0, G=255, B=0; для синей полоски R=0, G=0, B=255, где R - значение красной составляющей для пиксела в цветовом пространстве RGB, G - значение зеленой составляющей, В - значение синей составляющей, а оценку полученных цифровых фотокопий объектов осуществляют с учетом адекватности отображения цветного изображения повреждения на цифровой фотокопии значениям пикселов эталонных цветов на масштабной линейке.

2. Способ по п.1, отличающийся тем, что при неадекватности отображения цветов на изображении повреждения цифровой фотокопии преобразуют значения пикселов цветного изображения повреждения с помощью графических редакторов до эталонных значений пикселов полосок на масштабной линейке.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3