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医学成像技术(X射线、CT、MRI等)是诊断和监测与人体组织相关疾病的主要技术之一。Digital imaging and communications in medicine(DICOM)是医学图像存储和通信的标准格式,在医学诊断领域具有广泛的应用。由于医学图像的特殊成像原理及成像方式,DICOM医学图像往往出现像素灰度值分布不均匀、动态范围高和全局对比度较低等现象,这对医学诊断和病症分析带来一定的影响,甚至会在实际应用中导致误诊。因此,医学图像增强方法研究是具有实际应用价值和研究意义的课题,可以提高基于图像分析来诊断病情的准确性。针对医学图像中亮度分布不均和对比度低等现象,克服基于直方图均衡化的图像灰度调整方法带来的图像像素值减少、某些细节消失等缺点,本文提出基于动态范围调整和改进双边滤波的MRI图像增强方法(DRC&DE)。该方法分为2个步骤:(1)动态范围调整(DRC):该过程将高动态范围像素值调整到合适的范围并能有效地保护像素值之间的差异。(2)细节增强(DE):采用改进的双边滤波结合拉普拉斯金字塔来消除噪声并增强细节,该方法可以有效地增强MRI图像。为了提高医学图像增强方法的实用性,本文提出了一种基于亮度级调整和梯度调整的医学图像增强方法(LM&GM)。该方法分为2个步骤:(1)亮度级调整(LM):该过程在保护像素点间亮度级梯度的前提下调整图像的亮度级范围,从而提高图像对比度。该操作不仅可以自主选择亮度级调整程度,还可以设定待调整亮度级的起点,可以更有效地保护细节。(2)梯度调整(GM):亮度级调整能够提高图像的对比度,梯度调整在其基础上增强图像细节信息,该操作采用改进的快速局部拉普拉斯滤波(FLLF)实现。借助于快速局部拉普拉斯滤波增强自然图像的能力和效果,本文改进了FLLF的重映射函数,使其能够适用于医学图像特殊的像素值分布特性。该方法可以实现有效地增强X射线图像、CT图像和MRI图像,在医学图像处理中具有很好的普适性和稳定性。实验表明,对比传统的医学图像增强方法,本文所提的基于动态范围调整和改进双边滤波的MRI图像增强方法(DRC&DE)结构简单,运算速度快,针对MRI图像增强效果明显;基于亮度级调整和梯度调整的医学图像增强方法(LM&GM)在X射线图像、CT图像和MRI图像增强处理中均具有较好的效果,同时可以有效地避免光晕、阶梯状伪影的出现。以上两种方法在医学图像增强处理中具有很好的应用前景。