1] 微波雷达图像预处理方法如下：由于微波雷达成像除了存在的固有问题斑点噪声 外，同时还存在随机出现的亮点高频噪声，我们利用低通递归滤波方法对其进行预处理。
[0092] 假设第η幅微波雷达图像中各像素点的灰阶值用Xn(i，j)表示，α为相关系数，则处 理后的图像y n(i，j)为
[0093] yn(i, j)=a*yn-i(i, j) + (l-a)*xn(i, j) (4)
[0094] 由式(4)可以得知，当前每个像素点的值只取决于本像素点的输入及上一次的输 出，与其他像素的值无关，我们借助一维的Z变换方法来分析它的频率特性，分析各个像素 点自身的频率响应，即有：
[0095] y(n) =a*y(n-l) + (l-a)>l<x(n) (5)
[0096] 其传递函数为，
[0097] H(z)=Y(z)/X(z) = (l-a)/(l-az_1) (6)
[0098] 在仿真试验中，取值a为〇. 2，0.6以及0.8的幅频特性，a值越大，高频成分被抑制的 越厉害，削弱斑点噪声越明显。
[0099] 本发明的优选实施方式是:所述微波天线构成天线阵列。天线阵列能够同时满足 微波雷达成像和微波断层扫描成像的需求，天线阵列整体是呈半球形转向朝向半球中心的 32个收发天线单元。天线阵列分为发送和接收单元，交替等间隔排列，一个发送单元对应两 个接收单元，交错收发，由微波控制单元控制天线阵列向被测目标连续发射微波雷达探测 信号，控制方式为单刀多掷开关。微波控制单元向微波开关天线阵列提供连续频率波，工作 频率范围为1到30GHz。
[0100] 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 将所述雷达探测图像和所述断层扫描图像中一幅图像的像素点映射到另一幅图像中，使两 幅图像的相关像素点在空间位置上达到一致完成该两幅图像的融合。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。
[0101]以上内容是结合具体的优选实施方式对本发明所作的进一步详细说明，不能认定 本发明的具体实施只局限于这些说明。对于本发明所属技术领域的普通技术人员来说，在 不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干简单推演或替换，都应当视为属于本发明的 保护范围。
【主权项】
1. 一种基于标记法的多模态微波成像方法，包括如下步骤： 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； 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； 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。2. 根据权利要求1所述基于标记法的多模态微波成像方法，其特征在于，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。3. 根据权利要求2所述基于标记法的多模态微波成像方法，其特征在于，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。4. 根据权利要求1所述基于标记法的多模态微波成像方法，其特征在于，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。5. 根据权利要求1所述基于标记法的多模态微波成像方法，其特征在于，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。6. -种基于标记法的多模态微波成像系统，其特征在于，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。7. 根据权利要求6所述基于标记法的多模态微波成像系统，其特征在于，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。8. 根据权利要求7所述基于标记法的多模态微波成像系统，其特征在于，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。9. 根据权利要求7所述基于标记法的多模态微波成像系统，其特征在于，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。10.根据权利要求6所述基于标记法的多模态微波成像系统，其特征在于，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。
【专利摘要】本发明涉及一种基于标记法的多模态微波成像方法及系统，通过将所述雷达探测图像和所述断层扫描图像中一幅图像的像素点映射到另一幅图像中，使两幅图像的相关像素点在空间位置上达到一致完成该两幅图像的融合。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，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。
【IPC分类】G06T5/50, G06T3/40, G06T7/00
【公开号】CN105678726
【申请号】CN201511020196
【发明人】罗林
【申请人】深圳市一体医疗科技有限公司
【公开日】2016年6月15日
【申请日】2015年12月31日