基于标记法的多模态微波成像方法及系统的制作方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及一种图像的融合方法及系统，尤其涉及一种雷达探测图像和断层扫描 图像的融合方法及系统。
【背景技术】
[0002] 在医疗检测过程中，通常包括X光摄片、彩超、磁共振以及组织学检测。X光摄片分 辨率高，但伴随着电离辐射和对乳房的压缩，不适应于病人的普查。彩超检测无放射性损 害，但是对部分癌症病患、钙化点和毛刺杨结构不能显示，且受检查医师经验影响大。磁共 振费用高，成像时间久，而组织学检查亦需精确定位，如钼靶引导入针、彩超引导入针等。因 此，当前的这些检测手段并不适用于大规模的癌症病患筛查，尤其是针对中国广大的农村 地区，医疗设施和普及非常不平衡的条件下，而微波成像的临床检测具有无电离辐射、造价 低、效果和X光相当、可长期监测特点，能够成为我过大规模筛查的重要工具。
[0003] 在微波成像技术中，包括了两种技术，微波雷达成像和微波断层扫描成像，前者对 于对比清晰的乳房组织，能够很好的发现强散射区域，符合X光以及超声和MRI的判断，对于 非常致密的乳房难以解读，而对于良性肿瘤，或一些组织结块，一样会给出误读，微波断层 扫描成像则可以判断组织的致密类型，同时可以判断不同组织的区域，两种成像方法各有 优点但很难统一。
【发明内容】
[0004] 本发明解决的技术问题是：构建一种基于标记法的多模态微波成像方法及系统， 克服现有技术单一检测器件不能对两种图像进行统一的技术问题。
[0005] 本发明的技术方案是:提供一种基于标记法的多模态微波成像方法，包括如下步 骤：
[0006] 微波扫描:对待测区域发生微波宽带脉冲信号和微波单频相干信号;接收微波宽 带脉冲回波信号和微波单频回波信号；
[0007] 分别成像:根据微波宽带脉冲回波信号生成雷达探测图像，根据微波单频回波信 号生成断层扫描图像；
[0008] 图像融合:将所述断层扫描图像作为参考图像，将所述雷达探测图像作为浮动图 像进行配准，对所述雷达探测图像的像素进行刚体变换，将所述断层扫描图像和所述雷达 探测图像的灰度值分别看作两个随机变量进行互信息相关评估，当两个随机变量达到最佳 配准时，它们对应像素的灰度互相关信息值达到最大，完成图像的融合。
[0009] 本发明的进一步技术方案是:在所述雷达探测图像和所述断层扫描图像两者中图 像的特征点处进行标记，将所述雷达探测图像和所述断层扫描图像的图像标记重合对所述 雷达探测图像和所述断层扫描图像进行融合。
[0010] 本发明的进一步技术方案是:在图像融合时，将所述雷达探测图像和所述断层扫 描图像的图像标记进行识别，然后将识别图像作为界标进行图像融合。
[0011] 本发明的进一步技术方案是:在图像融合步骤中，以所述断层扫描图像和所述雷 达探测图像的相似性侧度来衡量两幅图像的相似程度进行融合优化。
[0012] 本发明的进一步技术方案是:在进行图像融合之前还包括利用点运算来进行对比 度的扩展的图像预处理。
[0013] 本发明的技术方案是：构建一种基于标记法的多模态微波成像系统，包括微波信 号发生单元、微波信号接收单元、雷达成像单元、断层扫描成像单元、融合处理单元，所述微 波信号发生单元对待测区域发生微波宽带脉冲信号和微波单频相干信号，所述微波信号接 收单元接收微波宽带脉冲回波信号和微波单频回波信号，所述雷达成像单元根据微波宽带 脉冲回波信号生成雷达探测图像，所述断层扫描成像单元根据微波单频回波信号生成断层 扫描图像，所述融合处理单元所述融合处理单元将所述断层扫描图像作为参考图像，将所 述雷达探测图像作为浮动图像进行配准，所述融合处理单元对所述雷达探测图像的像素进 行刚体变换，所述融合处理单元将所述断层扫描图像和所述雷达探测图像的灰度值分别看 作两个随机变量进行互信息相关评估，当两个随机变量达到最佳配准时，它们对应像素的 灰度互相关信息值达到最大，完成图像的融合。。
[0014] 本发明的进一步技术方案是:所述融合处理单元还包括图像标记模块，所述图像 标记模块在所述雷达探测图像和所述断层扫描图像两者中图像的特征点处进行标记，将所 述雷达探测图像和所述断层扫描图像的图像标记重合对所述雷达探测图像和所述断层扫 描图像进行融合。
[0015] 本发明的进一步技术方案是:所述融合处理单元还包括图像标记识别模块，所述 图像标记识别模块将所述雷达探测图像和所述断层扫描图像的图像标记进行识别。
[0016] 本发明的进一步技术方案是:还包括图像优化模块，所述图像优化模块以所述断 层扫描图像和所述雷达探测图像的相似性侧度来衡量两幅图像的相似程度进行融合优化。
[0017] 本发明的进一步技术方案是:所述微波信号处理单元包括微波雷达信号处理单元 和微波断层信号处理单元。
[0018] 本发明的技术效果是：构建一种基于标记法的多模态微波成像方法及系统，通过 将所述断层扫描图像作为参考图像，将所述雷达探测图像作为浮动图像进行配准，对所述 雷达探测图像的像素进行刚体变换，将所述断层扫描图像和所述雷达探测图像的灰度值分 别看作两个随机变量进行互信息相关评估，当两个随机变量达到最佳配准时，它们对应像 素的灰度互相关信息值达到最大，完成图像的融合。在诊断早期癌症患者的过程中可以通 过使用不同的成像模态进行优势互补，微波雷达成像利用超宽带微波信号来获取目标散射 中心在距离上的高分辨率，然后利用多普勒信息，获得散射中心在横向距离上的高分辨率， 两者结合即可获得目标的二维或三维分辨率，从而使目标的多位高分辨率得以实现。微波 断层扫描成像是将低功率微波射向被测物体，在微波的激励下被测物产生一个散射场，该 散射场与被测物内部的复介电常数分布有关，通过对该散射物的测量，得到被测物的相对 介电常数及电导率的分布，进行相应的信息处理后即可获得被测物内部目标的微波断层成 像。本发明中将这两种技术成功融合，构成一套多模微波乳腺成像系统，达到成像优劣互补 的目的。
【附图说明】
[0019] 图1为本发明的结构示意图。
[0020] 图2为本发明的结构图。
[0021]图3为本发明的融合流程图。
【具体实施方式】
[0022]下面结合具体实施例，对本发明技术方案进一步说明。
[0023] 如图1所示，本发明的【具体实施方式】是:提供一种基于标记法的多模态微波成像方 法，包括如下步骤：
[0024] 微波扫描:对待测区域发生微波宽带脉冲信号和微波单频相干信号;接收微波宽 带脉冲回波信号和微波单频回波信号；
[0025] 具体实施过程如下:微波发生单元通过微波天线对待测区域发生微波宽带脉冲信 号，微波宽带脉冲信号照射成像区域中的病灶区域，在病灶区域表面产生散射，用若干个微 波天线扫描接收从病灶表面散射的微波宽带脉冲回波信号。微波信号发生单元1包括微波 发生器和微波发射天线，微波信号接收单元包括微波接收天线。微波天线包括微微波发射 天线和微波接收天线。微波发生单元通过微波天线对对待测区域发生微波单频相干信号， 微波天线