一种影像降噪方法、装置以及计算机可读存储介质与流程

本发明涉及影像技术处理领域，尤其涉及一种影像降噪方法、装置以及计算机可读存储介质。

背景技术：

在ct脑灌注对医生诊断脑组织缺血具有重要临床意义，脑灌注后处理过程中，需要对ct影像进行降噪处理，一般的处理方式为使用高斯滤波或者平滑滤波。

由于一个体素（voxel，体积元素）附近的点可能不一定与该体素属于同一个组织，如果直接使用高斯滤波或者平滑滤波，会由于附近其他组织的干扰，影响该体素的降噪效果。

技术实现要素：

本发明实施例提供了一种影像降噪方法、装置以及计算机可读存储介质，具有提高降噪精度的技术效果。

本发明一方面提供一种影像降噪方法，所述方法包括：基于影像中表征需降噪的特定位置，确定第一邻域；根据所述特定位置以及所述第一邻域中各个位置的信号值，确定第一数据，其中所述第一数据表征所述特定位置以及所述第一邻域中各个位置之间信号差异的权重；根据所述特定位置以及所述第一邻域中各个位置的距离值，确定第二数据，其中所述第二数据表征所述特定位置以及所述第一邻域中各个位置之间距离的权重；基于所述第一数据和第二数据，确定所述特定位置的信号值。

在一可实施方式中，所述基于所述第一数据和第二数据，确定所述特定位置的信号值，包括：基于所述特定位置和第一邻域，确定以所述特定位置为基点的第二邻域；根据所述第一数据、第二数据以及所述第二邻域内的所有信号值，确定所述特定位置的信号值。

在一可实施方式中，所述根据所述特定位置以及所述第一邻域中各个位置的信号值，确定第一数据，具体公式如下：，其中表征第一数据，x表征特定位置，y表征第一邻域内各个位置，t表征影像的时间序列，t表征第一邻域内的信号值数量，i表征影像本身，表征影像当前时刻在特定位置的信号值，表征影像当前时刻在第一邻域内各个位置的信号值，表征特定位置与第一邻域内全部信号值之间信号差异的均值，exp表征对数函数。

在一可实施方式中，所述根据所述特定位置以及所述第一邻域中各个位置的距离值，确定第二数据，具体公式如下：，其中表征所述第二数据，表征所述特定位置与第一邻域中各个位置的距离值，表征所述特定位置与第一邻域内全部信号值之间的距离均值。

在一可实施方式中，所述根据所述第一数据、第二数据以及所述第二邻域内的所有信号值，确定所述特定位置的信号值，包括：

，，其中，表征所述特定位置降噪后的信号值，k表征所述第二邻域中与所述特定位置的最大值，（i，j）表征所述特定位置在所述第二邻域的各个位置。

在一可实施方式中，所述影像为脑灌注ct影像。

在一可实施方式中，所述信号值为ct值。

本发明另一方面提供一种影像降噪装置，所述装置包括：邻域模块，用于基于影像中表征需降噪的特定位置，确定第一邻域；第一权重模块，用于根据所述特定位置以及所述第一邻域中各个位置的信号值，确定第一数据，其中所述第一数据表征所述特定位置以及所述第一邻域中各个位置之间信号差异的权重；第二权重模块，用于根据所述特定位置以及所述第一邻域中各个位置的距离值，确定第二数据，其中所述第二数据表征所述特定位置以及所述第一邻域中各个位置之间距离的权重；降噪模块，用于基于所述第一数据和第二数据，确定所述特定位置的信号值。

本发明另一方面提供一种影像降噪装置，所述装置包括存储器和处理器，所述存储器用于存储指令，当所述指令被执行时用于执行上述任一项所述的影像降噪方法。

本发明另一方面提供一种计算机可读存储介质，所述存储介质包括一组计算机可执行指令，当所述指令被执行时用于执行上述任一项所述的影像降噪方法。

在本发明实施例中，现有技术中在通过平滑滤波方式降噪时，其邻域中各个位置权重值均相同，导致在不同组织之间（如图2中的脑组织和脑室的临界点）进行降噪时，受到其他组织的干扰使得降低降噪效果。由此，本方案通过调整邻域中各个位置的权重，并且以信号差权重和距离差权重两个维度来确定特定位置的信号值，使得在处理不同组织之间的噪声时，会减少邻域中其他组织的影响，以提高降噪精度。

附图说明

通过参考附图阅读下文的详细描述，本发明示例性实施方式的上述以及其他目的、特征和优点将变得易于理解。在附图中，以示例性而非限制性的方式示出了本发明的若干实施方式，其中：

在附图中，相同或对应的标号表示相同或对应的部分。

图1为本发明实施例一种影像降噪方法的实现流程示意图；

图2为本发明实施例一种影像降噪方法中的脑灌注ct示意图；

图3为本发明实施例一种影像降噪方法中的第一邻域示意图；

图4为本发明实施例一种影像降噪方法中的信号差异和距离差权重示意图；

图5为本发明实施例一种影像降噪方法中第一邻域和第二邻域示意图；

图6为本发明实施例一种影像降噪装置的结构组成示意图。

具体实施方式

为使本发明的目的、特征、优点能够更加的明显和易懂，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而非全部实施例。基于本发明中的实施例，本邻域技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

如图1所示，本发明一方面提供一种影像降噪方法，方法包括：

步骤101，基于影像中表征需降噪的特定位置，确定第一邻域；

步骤102，根据特定位置以及第一邻域中各个位置的信号值，确定第一数据，其中第一数据表征特定位置以及第一邻域中各个位置之间信号差异的权重；

步骤103，根据特定位置以及第一邻域中各个位置的距离值，确定第二数据，其中第二数据表征特定位置以及第一邻域中各个位置之间距离的权重；

步骤104，基于第一数据和第二数据，确定特定位置的信号值。

本实施例中，在步骤101中，影像可以是二维/三维图像、视频、ar影像、flash动画、ct影像、mri影像等等，优选为脑灌注ct影像。

在影像降噪过程中，影像降噪范围可以是整个影像画面，也可以是部分影像画面，其中部分影像画面可通过预设的影像坐标框定，以影像为脑灌注ct图为例，结合图2所示，部分影像画面可以是脑组织区域、血管区域、脑室区域、左脑区域或者右脑区域。

特定位置为整个或部分影像画面中各个像素/体素点位置，可通过遍历整个或部分影像画面中的各个像素/体素位置确定。每遍历到一个特定位置，则基于当前特定位置，并以当前特定位置为基点设立第一邻域，结合图3所示，图中a处为特定位置，第一邻域的范围可以是以特定位置为中心设定的矩形或球形范围，其中矩形或者球形范围大小可根据实际需求设定，矩形大小具体可以为3*3*3的体素点范围。

在步骤102中，在确定特定位置和相应的第一邻域之后，遍历特定位置和第一邻域中各个像素/体素位置的信号值，其中信号值在普通二维影像中为像素值、在三维影像中为体素值、在ct影像中为ct值，优选信号值为ct值。

计算第一邻域中各个位置与特定位置之间信号差的权重，即第一数据。结合图4所示，图4展示的是3*3*3体素点范围中其中一个横截面，以影像为脑灌注ct影像为例，图中特定位置a的颜色偏白，即该位置ct值较高，可见第一邻域中，同样颜色偏白位置与特定位置的信号差权重较大，颜色偏黑位置与特定位置的信号差权重较小，具体计算公式可以是计算两个位置的ct差值，根据ct差值与第一邻域中各个位置的比重确定信号差的权重。

在步骤103中，在确定特定位置和相应的第一邻域之后，计算第一邻域中各个位置与特定位置之间距离的权重，即第二数据，其中第一邻域中的各个位置与特定位置a处距离越远，权重越小。仍结合图4所示，以影像为脑灌注ct影像为例，图中所示，特定位置a处的上下左右的位置均与特定位置a处距离较近且相同，距离差权重为0.1，特定位置a处的四个斜对角的位置与特定位置a处距离较远，则距离差权重为0.08，具体计算公式可以是计算两个位置的距离差值，根据距离差值与第一邻域中各个位置的比重确定距离差的权重。

在步骤104中，根据表征特定位置以及第一邻域中各个位置之间信号差异的权重的第一数据，以及表征特定位置以及第一邻域中各个位置之间距离的权重的第二数据，通过预设计算方法确定特定位置的信号值。

现有技术中在通过平滑滤波方式降噪时，其邻域中各个位置权重值均相同，导致在不同组织之间（如图2中的脑组织和脑室的临界点）进行降噪时，受到其他组织的干扰使得降低降噪效果。由此，本方案通过调整邻域中各个位置的权重，并且以信号差权重和距离差权重两个维度来确定特定位置的信号值，使得在处理不同组织之间的噪声时，会减少邻域中其他组织的影响，以提高降噪精度。

在一可实施方式中，基于第一数据和第二数据，确定特定位置的信号值，包括：

基于特定位置和第一邻域，确定以特定位置为基点的第二邻域；

根据第一数据、第二数据以及第二邻域内的所有信号值，确定特定位置的信号值。

本实施例中，结合图5所示，图中a处为特定位置，第二邻域的范围可以是以特定位置为中心设定的范围，其中优选为矩形范围，当然也可以是根据不同组织所对应的范围，范围大小可根据实际需求设定，但是一般小于或等于第一邻域的大小。

通过设定第二邻域，在应用过程中，可根据实际情况选择性地调整邻域内各个位置的权重大小，例如可设定第二邻域中各个位置相同的距离差权重或者信号差权重，原因在于第二邻域中各个位置的信号以及距离一般相差不大，此方案可以减少运算量，并且依旧能保持较好的降噪效果。

在一可实施方式中，根据特定位置以及第一邻域中各个位置的信号值，确定第一数据，具体公式如下：

，其中表征第一数据，x表征特定位置，y表征第一邻域内各个位置，t表征影像的时间序列，t表征第一邻域内的信号值数量，i表征影像本身，表征影像当前时刻在特定位置的信号值，表征影像当前时刻在第一邻域内各个位置的信号值，表征特定位置与第一邻域内全部信号值之间信号差异的均值，exp表征对数函数。

本实施例中，该公式为计算第一数据的优选公式，具体的，脑灌注ct影像中包含多个期相图，该公式结合多个时间序列的期相图，计算每个期相图中特定位置与第一邻域内各个位置的信号值的差值，并计算得到所有期相图的信号均值，根据信号均值确定第一数据，该公式考虑了每个期相图的信号值，使得最终得到的第一数据更加精准。

在一可实施方式中，根据特定位置以及第一邻域中各个位置的距离值，确定第二数据，具体公式如下：

，其中表征第二数据，表征特定位置与第一邻域中各个位置的距离值，表征特定位置与第一邻域内全部信号值之间的距离均值。

本实施例中，该公式为计算第二数据的优选公式，具体的，，也可以是结合多个时间序列的期相图，计算每个期相图中特定位置与第一邻域内各个位置的距离差值，根据各个距离值，进而可计算得到所有期相图的距离均值，根据进而根据上述公式计算得到第二数据，，该公式考虑了每个期相图的距离值，使得最终得到的第二数据更加精准。

在一可实施方式中，根据第一数据、第二数据以及第二邻域内的所有信号值，确定特定位置的信号值，包括：

，，其中，表征特定位置降噪后的信号值，k表征第二邻域中与特定位置的最大值，（i，j）表征所述特定位置在所述第二邻域的各个位置。

本实施例中，该公式为计算特定位置信号值的优选公式，公式中)表征第二邻域中各个位置，表征当前期相中第二邻域中的各个位置，表征第二邻域中各个位置与特定位置之间距离的权重，表征第二邻域中各个位置与特定位置之间信号差的权重。该公式综合考虑了第二邻域、信号差异权重以及距离差权重，即该算法优先将邻域中与特定位置信号差异较小的位置的信号值，以及与特定位置较近的位置的信号值作为主要计算参数，使得在计算某一个组织的信号值时，将不同组织（不同组织之间的ct值相差很大）的信号值进行排除，最终实现了减少其他组织干扰的现象。

结合图6所示，本发明实施例另一方面提供一种影像降噪装置，装置包括：

邻域模块201，用于基于影像中表征需降噪的特定位置，确定第一邻域；

第一权重模块202，用于根据特定位置以及第一邻域中各个位置的信号值，确定第一数据，其中第一数据表征特定位置以及第一邻域中各个位置之间信号差异的权重；

第二权重模块203，用于根据特定位置以及第一邻域中各个位置的距离值，确定第二数据，其中第二数据表征特定位置以及第一邻域中各个位置之间距离的权重；

降噪模块204，用于基于第一数据和第二数据，确定特定位置的信号值。

本实施例中，在邻域模块201中，影像可以是二维/三维图像、视频、ar影像、flash动画、ct影像、mri影像等等，优选为脑灌注ct影像。

在影像降噪过程中，影像降噪范围可以是整个影像画面，也可以是部分影像画面，其中部分影像画面可通过预设的影像坐标框定，以影像为脑灌注ct图为例，部分影像画面可以是脑组织区域、左脑区域或者右脑区域。

特定位置为整个或部分影像画面中各个像素/体素点位置，可通过遍历整个或部分影像画面中的各个像素/体素位置确定。每遍历到一个特定位置，则基于当前特定位置，并以当前特定位置为基点设立第一邻域，结合图3所示，图中a处为特定位置，第一邻域的范围可以是以特定位置为中心设定的矩形或球形范围，其中矩形或者球形范围大小可根据实际需求设定，矩形大小具体可以为3*3*3的体素点范围。

在第一权重模块202中，在确定特定位置和相应的第一邻域之后，遍历特定位置和第一邻域中各个像素/体素位置的信号值，其中信号值在普通二维影像中为像素值、在三维影像中为体素值、在ct影像中为ct值，优选信号值为ct值。

计算第一邻域中各个位置与特定位置之间信号差的权重，即第一数据。结合图4所示，图4展示的是3*3*3体素点范围中其中一个横截面，以影像为脑灌注ct影像为例，图中特定位置a的颜色偏白，即该位置ct值较高，可见第一邻域中，同样颜色偏白位置与特定位置的信号差权重较大，颜色偏黑位置与特定位置的信号差权重较小，具体计算公式可以是计算两个位置的ct差值，根据ct差值与第一邻域中各个位置的比重确定信号差的权重。

在第二权重模块203中，在确定特定位置和相应的第一邻域之后，计算第一邻域中各个位置与特定位置之间距离的权重，即第二数据，其中第一邻域中的各个位置与特定位置a处距离越远，权重越小。仍结合图4所示，以影像为脑灌注ct影像为例，图中所示，特定位置a处的上下左右的位置均与特定位置a处距离较近且相同，距离差权重为0.1，特定位置a处的四个斜对角的位置与特定位置a处距离较远，则距离差权重为0.08，具体计算公式可以是计算两个位置的距离差值，根据距离差值与第一邻域中各个位置的比重确定距离差的权重。

在降噪模块204中，根据表征特定位置以及第一邻域中各个位置之间信号差异的权重的第一数据，以及表征特定位置以及第一邻域中各个位置之间距离的权重的第二数据，通过预设计算方法确定特定位置的信号值。

现有技术中在通过平滑滤波方式降噪时，其邻域中各个位置权重值均相同，导致在不同组织之间（如图2中的脑组织和脑室的临界点）进行降噪时，受到其他组织的干扰使得降低降噪效果。由此，本方案通过调整邻域中各个位置的权重，并且以信号差权重和距离差权重两个维度来确定特定位置的信号值，使得在处理不同组织之间的噪声时，会减少邻域中其他组织的影响，以提高降噪精度。

本发明实施例另一方面提供一种影像降噪装置，装置包括存储器和处理器，

存储器用于存储指令，指令用于控制处理器进行操作以执行时实现上述的影像降噪方法。

本实施例中，当指令被执行时用于基于影像中表征需降噪的特定位置，确定第一邻域；根据特定位置以及第一邻域中各个位置的信号值，确定第一数据，其中第一数据表征特定位置以及第一邻域中各个位置之间信号差异的权重；根据特定位置以及第一邻域中各个位置的距离值，确定第二数据，其中第二数据表征特定位置以及第一邻域中各个位置之间距离的权重；基于第一数据和第二数据，确定特定位置的信号值。

现有技术中在通过平滑滤波方式降噪时，其邻域中各个位置权重值均相同，导致在不同组织之间（如图2中的脑组织和脑室的临界点）进行降噪时，受到其他组织的干扰使得降低降噪效果。由此，本方案通过调整邻域中各个位置的权重，并且以信号差权重和距离差权重两个维度来确定特定位置的信号值，使得在处理不同组织之间的噪声时，会减少邻域中其他组织的影响，以提高降噪精度。

本发明实施例另一方面提供一种计算机可读存储介质，存储介质包括一组计算机可执行指令，当指令被执行时用于执行上述的影像降噪方法。

本发明另一方面提供一种计算机可读存储介质，存储介质包括一组计算机可执行指令，当指令被执行时用于执行上述任一项的影像降噪方法。

在本发明实施例中计算机可读存储介质包括一组计算机可执行指令，当指令被执行时，用于基于影像中表征需降噪的特定位置，确定第一邻域；根据特定位置以及第一邻域中各个位置的信号值，确定第一数据，其中第一数据表征特定位置以及第一邻域中各个位置之间信号差异的权重；根据特定位置以及第一邻域中各个位置的距离值，确定第二数据，其中第二数据表征特定位置以及第一邻域中各个位置之间距离的权重；基于第一数据和第二数据，确定特定位置的信号值。

现有技术中在通过平滑滤波方式降噪时，其邻域中各个位置权重值均相同，导致在不同组织之间（如图2中的脑组织和脑室的临界点）进行降噪时，受到其他组织的干扰使得降低降噪效果。由此，本方案通过调整邻域中各个位置的权重，并且以信号差权重和距离差权重两个维度来确定特定位置的信号值，使得在处理不同组织之间的噪声时，会减少邻域中其他组织的影响，以提高降噪精度。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本邻域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。

此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或隐含地包括至少一个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。

以上，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术邻域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以权利要求的保护范围为准。