专利名称：对数字x射线帧系列降噪的方法
技术领域：
本发明涉及数字X射线图像处理领域，能用于解决与通过使用包括X射线的高能辐射获得的数字X射线帧的处理有关的问题。更具体地，本发明是为数字X射线帧系列的图像降噪而设计的。
背景技术：
目前,临床实践中对数字X射线巾贞系列(frame series)有不同的处理方法:锐度增强、解剖学结构增强(anatomicalstructures emphasis)、减法(substraction)等。提高数字X射线帧系列质量最重要的方法被认为是图像降噪方法。因此，在血管造影过程中对医疗器械进行实时控制，并且通过以导管注入造影剂(contrast medium)来检查血管系统。为了降低患者/医护人员的辐射吸收计量，采用低剂量，这导致得到的医学图像的信噪比(S/N)低(引证文件I)。因此，对于数字射线照相术，迫切需要开发一种考虑了该问题的滤波方法，使得噪声能保留诊断信息，并能以高分辨率和高帧速、以很高水平的信号强度相关噪声(signalintensity-dependent noise)实时运行。在开发医疗用数字帧系列滤波算法时，研究者遇到了一些问题。第一个问题涉及当图像噪声的水平本质上依赖于信号强度时，图像噪声的评估。第二个问题涉及当信号强度因使用自动强度调节系统或由于X射线管的不稳定性而发生突变时，补偿信号强度的必要性。第三个问题涉及帧系列由于以下不同种类的运动而产生的变化:操作台或X射线管/检测器的运动、病人的移动或其体内的生理过程、血管造影剂的流动。最后，第四个问题是，必须考虑滤波质量与进行实时滤波的要求之间的平衡。该问题也涉及到以下滤波方法的选择:巾贞堆栈(stack of frame)内的时空平均计算、变换空间(金字塔变换、小波变换等)内的时间滤波、组合平均方法等。下面详细说明这些问题中的每个。先来考虑信号相关噪声的估计问题。实际上，无论对于单个数字帧还是对于数字帧系列，现有的每种噪声滤波方法都使用与噪声的谱特性有关的信息。相对大量的降噪方法用噪声方差值作为参数。很多作者的文章表明，越精确地知道噪声方差值，降噪算法的质量就越高(引证文件2和3)。现在来探究数字射线照相术中噪声的本质。检测器测量X射线辐射的衰减强度(例如，穿透正在检查的对象)。在曝光期间，每一检测器单元(cell)通过吸收光子来累积平灼及个电子。累积的电子的数量N可通过泊松分布随机变量来模型化:
权利要求
1.一种对数字X射线帧系列降噪的方法，包括:获取数字X射线帧、逐帧估计信号相关噪声方差、运动估计和补偿、闪烁效应估计和补偿、以及帧递归平均，其特征在于， 对依赖于信号强度的噪声方差的逐帧估计包括对与原始帧的边缘相对应的噪声帧的像素值的形态学检测； 通过使用对噪声方差的区间估计的稳健分段线性近似来获得噪声对信号强度的表依赖关系； 用对原始数字帧的噪声方差的逐像素估计来计算噪声图； 在对运动和闪烁效应进行估计和补偿时，对块匹配使用金字塔方案； 考虑运动估计块重叠，在运动补偿时，通过使用平滑权重窗口来平均块重叠； 通过将参考帧和当前帧除以相应的平均帧来进行闪烁效应补偿，所述参考帧和当前帧通过对帧进行L F滤波来获得； 为了补偿闪烁效应，将参考帧的局部平均强度降低为当前帧的局部平均强度，其中，将参考帧除以其运动补偿平均帧，再乘以当前帧的平均帧； 用于运动补偿假象校正的递归平均包括:基于对给定帧的像素相似性和结构相似性的计算，将当前滤波后的帧与其原始帧相混合。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，旨在降低对计算出的、与帧的边缘相对应的图像像素估计的影响的噪声方差估计涉及当前帧与运动补偿帧之差。
全文摘要
一种对数字X射线帧系列降噪的方法，包括获取数字X射线帧、逐帧估计信号相关噪声方差、运动估计和补偿、闪烁效应估计和补偿、以及帧递归平均。本发明的技术效果在于，由于降噪而提高了所获得的图像的质量。降噪过程包括三个阶段对信号相关噪声方差逐帧估计；运动估计和评价以及闪烁效应估计和评价；以及通过递归平均的运动补偿假象校正。
文档编号G06T5/00GK103177423SQ20121037195
公开日2013年6月26日 申请日期2012年9月28日 优先权日2011年10月7日
发明者谢尔盖依·瓦西列维奇·莫科里夫 申请人:伊姆普斯封闭式股份有限公司