专利名称：一种三维超声图像的斑点处理方法
技术领域：
本发明属于计算机数字图像处理领域，特别涉及一种三维超声图像的斑点抑制方法。
背景技术：
超声成像是利用特定波长的超声波，经探测体后产生背向散射信号而成像的技术，它具有安全性高、成像速度快、操作方便与低成本等优势，在动物学研究与临床中的应用十分广泛，尤其是腹部脏器的探查，如心脏、肝、肾等，和胎儿的三维成像与实时四维动态成像等，以及动物在母体内的生长发育过程的监测与动态评估等。但是，这种利用超声波背向散射信号进行成像的技术，由于具有一定波长的超声波，遇到微小的组织界面，产生大量的散射，从而在图像中出现大量斑点，降低了图像质量与可分辨性，图像对比度与分辨率低、组织散射与吸收效应使组织器官边界变模糊等，影响了动物研究者或超声科医师的准确判断，以及计算辅助分析，如目标分割、分类识别、量化参数测定等。斑点抑制滤波算法主要有自适应加权中值滤波，自适应斑点抑制滤波与Lee滤波，基于金字塔多级分解的斑点处理方法等，这些滤波方法存在以下不足(1)对滤波窗口的大小与形状很敏感；(2)对边缘及细节特征仅仅是尽量保留而不是增强；(3)滤波控制参数选择常常根据经验确定，存在较大随机性；(4)各向同性，即滤波窗口内所有像素以相同的权值参与滤波运算。而图像中的边缘与细节往往具有明显的方向性，由于这些方法没有考虑这种方向性，因此它们保留边缘方面的能力有限。各向异性扩散(Anisotropic Diffusion)最大特点是滤波过程具有很强的方向性。它根据边缘与勻质区域的差异采用不同的处理策略，如在垂直边缘方向上，采用较弱的平滑以保留它们，平行边缘方向上的勻质区域，则应用较强的平滑，以抑制斑点。虽然各向异性扩散的性能优于大多数斑点滤波方法，但它存在以下不足(1)基于空间域与灰度梯度信息，由于噪声与信号混叠在一起，因此影响了其抑制斑点噪声与保留细节特征的能力； (2)没有考虑斑点的乘性噪声模型，在灰度值较小的暗区域，它对斑点的抑制作用较强，而在灰度值较强的高亮度区域，其作用甚为有限。传统的各向异性扩散方法为
dJ{X^Zj) = ν[α(χ, y, ζ, 0)VJ(x, j, ζ, θ]1 dt
J(x,y, z,0) = J0(x,y,z)⑴其中▽为图像灰度梯度，div表示散度(divergence)，c (x，y，z，t)为扩散系数，其定义为c(j|Vg||) = l-exp(-3.315/(||Vg||/^)4)(2)其中k为控制参数，其值为Wl]。由于超声斑点是一种乘性噪声，在勻质区域与非勻质区域，图像灰度梯度的计算因受斑点的影响而存在较大差异，因此，传统的各向异性扩散方法，并不能有效地去除它们。
发明内容
针对现有技术的不足，本发明提供一种基于小波变换的三维超声斑点的处理方法，以改善图像质量，有利于后续的分析与处理。一种三维超声图像的斑点处理方法，包括以下步骤1)对三维超声图像进行多尺度小波分解，从而分离高频部分与低频部分；2)根据乘性斑点模型，利用归一化各向异性扩散方法，对高频部分实施平滑，以抑制斑点，同时保留边缘与细节部分；3)将经平滑处理后的高频部分，与原来的低频部分，进行小波逆变换，重建图像。所述超声图像经三维小波分解为8部分HLL，HLH, HHL, HHH ；LHH, LHL, LLH, LLL, 其中LLL为低频部分，其它为高频部分。步骤2)中的乘性斑点模型为
权利要求
1.一种三维超声图像的斑点处理方法，其特征在于，包括以下步骤1)对三维超声图像进行多尺度小波分解，从而分离高频部分与低频部分；2)根据乘性斑点模型，利用归一化各向异性扩散方法，对高频部分实施平滑，以抑制斑点，同时保留边缘与细节部分；3)将经平滑处理后的高频部分，与原来的低频部分，进行小波逆变换，重建图像。
2.根据权利要求1所述的一种三维超声图像的斑点处理方法，其特征在于，所述超声图像经三维小波分解为8部分HLL，HLH, HHL, HHH ；LHH, LHL, LLH, LLL，其中LLL为低频部分，其它为高频部分。
3.根据权利要求1或2所述的一种三维超声图像的斑点处理方法，其特征在于，步骤 2)中的乘性斑点模型为J(x, y, ζ) = I (χ, y, ζ) Χη(χ, y, ζ)(1)其中I(x，y，z)表示原始无噪图像，J(x，y，z)是含有噪声n(x，y，z)的图像。
4.根据权利要求3所述的一种三维超声图像的斑点处理方法，其特征在于，归一化各向异性扩散的模型为
全文摘要
本发明公开了一种三维超声图像的斑点处理方法，属于数字图像处理技术领域。本发明包括以下步骤1)利用三维小波多分辨率的时频分离特性，对三维超声图像进行分解，将其分解为7个高频部分与1个低频部分；2)根据三维超声图像中斑点的乘性特性，采用归一化各向异性扩散方法，对经小波分解后的高频部分进行处理，以去除斑点；3)对处理后的高频部分与原低频部分，应用三维小波逆变换，重建三维超声图像。本发明方法能快速、有效地抑制超声斑点，改善图像质量，非常有利于超声图像的分割、特征分析与识别等，本发明可应用于其它含乘性噪声图像的处理。
文档编号G06T5/00GK102402783SQ201110436418
公开日2012年4月4日 申请日期2011年12月22日 优先权日2011年12月22日
发明者郭圣文 申请人:华南理工大学