一种利用数据存储器实现医学数字图像平滑滤波的方法
【专利摘要】一种利用数据存储器实现医学数字图像平滑滤波的方法，包括，A、通过数据总线与数据只读存储器低N位地址相连接，其灰度值作为数据只读存储器低位地址值；B、将数据随机存储器存储的前一帧同一位置像素点的平滑滤波值，其平滑滤波值所代表的灰度值作为数据只读存储器高位地址值；C、在数据只读储器低位地址值和高位地址值所指向位置存储的数据，即为当前帧待滤波像素点的平滑滤波数据；D、把当前帧平滑滤波数据输入到数据随机存储器中，作为下一帧处理中的前一帧同一位置像素点的平滑滤波值；E、按需要平滑滤波的图像帧数，重复步骤A-D，完成所述位置像素点的平滑滤波。该方法不占用系统CPU资源，完全满足系统对医学数字图像实时处理的要求。
【专利说明】一种利用数据存储器实现医学数字图像平滑滤波的方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种视频信号滤波技术，特别涉及一种利用数据存储器实现医学数字图像平滑滤波的方法。
【背景技术】
[0002]在超声、X线机、CT等医学数字图像中，除了外界因素的干扰会带来噪声外，成像系统本身也会产生多种类型的噪声。在医学数字图像上，这些噪声表现为随机的噪声亮点。由于噪声亮点的存在，导致医学数字图像质量下降，严重情况会造成诊断医生误诊。因此，必须滤除医学数字图像中的噪声，提高医学数字图像成像质量。
[0003]图像去噪或降噪称为图像平滑，现有医学数字图像平滑滤波的技术主要利用处理器CPU，通过处理器串行运算，实现平滑滤波医学数字图像中的噪声。由于处理器参与滤波运算，这样占用系统中处理器CPU资源，而且在串行运算的情况下，必然会影响到系统对医学数字图像实时处理的要求。
【发明内容】
[0004]本发明的目的在于克服上述缺点，提供一种利用数据存储器实现医学数字图像平滑滤波的方法，该方法不占用系统CPU资源，完全满足系统对医学数字图像实时处理的要求。
[0005]实现本发明目的的技术方案是:一种利用数据存储器实现医学数字图像平滑滤波的方法，其特征在于，包括以下步骤:
[0006]A、获取当前帧待滤波像素点N位医学数字图像信号，通过N位数据总线与数据只读存储器低N位地址相连接，当前帧待滤波像素点图像信号灰度值作为数据只读存储器低位地址值；
[0007]B、将数据随机存储器存储的前一帧同一位置像素点的平滑滤波值，通过双向数据锁存器输送到单向数据锁存器，再由单向数据锁存器连接到数据只读存储器高N位地址，所述前一帧同一位置像素点的平滑滤波值所代表的灰度值作为数据只读存储器高位地址值；
[0008]C、在所述数据只读存储器低位地址值和高位地址值所指向位置存储的数据，即为当前帧待滤波像素点的平滑滤波数据；
[0009]D、将数据只读存储器N位数据总线与双向数据锁存器相连接，通过该双向数据锁存器把步骤C中当前帧滤波像素点的平滑滤波数据输入到数据随机存储器中，把所存储的滤波数据值作为下一帧平滑滤波处理中的前一帧同一位置像素点的平滑滤波值；
[0010]E、按需要平滑滤波的图像帧数，重复步骤A-D，完成医学数字图像中所述位置像素点的平滑滤波。
[0011]进一步地，本发明根据医学数字图像的灰阶数，选择数据只读存储器；如果医学数字图像的灰阶数为2N-1，则所选择的数据只读存储器要求数据总线位大于或等于N，地址总线位为大于或等于2N。
[0012]进一步地，本发明根据医学数字图像的大小，选择数据随机存储器。具体来说，如果医学数字图像的大小为nkb，则所选择的数据随机存储器容量要求大于或等于2nkb。
[0013]进一步地，本发明根据数据总线位大小，选择一个双向数据锁存器和一个单向双向数据锁存器。
[0014]进一步地，本发明对当前帧图像像素点灰度值求平均，再与前一帧同一位置像素点的平滑滤波值求和，所得和即滤波值作为存入所述步骤C中数据只读存储器低位地址值和高位地址值所指存储区域中的数据；平均数为需要平滑滤波的图像帧数。
[0015]本发明的有益效果是:
[0016]由于本发明是把待滤波图像信号的数值作为数据只读存储器的地址，该地址存储的数据即为滤波后图像信号的数值，输入待滤波图像信号就可输出滤波后图像信号，回避了利用CPU进行运算求解实现数字滤波，因而不占用系统CPU资源，完全满足系统对医学数字图像实时处理的要求。本发明可以非常快速的完成医学数字图像平滑滤波，即可以实现前后相关图像的平滑滤波，也可以对同一幅图像实现领域平滑滤波。
【专利附图】
【附图说明】
[0017]图1是利用数据存储器实现医学数字图像平滑滤波的原理图。
【具体实施方式】
[0018]下面结合附图用实施例对本发明作进一步说明。
[0019]如果数字图像的灰阶数为2n_1，即每个像数点的灰度值需要N位二进制数字信号来表示，如图1中画的箭头都为N位数据总线，选择锁存器是选择锁存器的数据位数与数据总线的位数要一致，双向数据锁存器可以双向传输数据，单向数据锁存器只能单向传输数据。所选择的数据只读存储器要求数据总线位大于或等于N，地址总线位为大于或等于2N。选择数据随机存储器，要根据医学数字图像的大小，如果医学数字图像的大小为nkb，则所选择的数据随机存储器容量要求大于或等于2nkb。
[0020]如图1所示，利用数据存储器实现医学数字图像平滑滤波方法，对于医学数字图像f (X，y)，假设灰度值范围为O?63，则灰阶数为63，传输该图像f (x，y)信号需要大于或等于6位的数据总线，可选择27C256作为只读存储器，IS61C1024作为数据随机存储器，74LV174作为单相锁存器，74HC640D作为双向锁存器。现选择对4帧相关图像做平滑滤波处理，以位置为(i，j)的像素点例，相关4帧该位置像素点的灰度值分别为fk_3(i，j) = d、fk_2(i，j) =LfV1(Lj) =b、fk(i，j) =a，具体平滑滤波处理需四次循环，处理过程如下:
[0021]1、第一次循环。
[0022]A、当前第一帧像素点的灰度值为fk_3(i，j) = d，获取当前帧待滤波像素点6位医学数字图像信号，通过数据总线与数据只读存储器的Atl?A5低六位地址相连接，当前第一帧待滤波像素点图像信号灰度值d作为数据只读存储器低位地址值；
[0023]B、将数据随机存储器存储的前一帧同一位置像素点的平滑滤波值，通过双向数据锁存器输送到单向数据锁存器，再由单向数据锁存器连接到数据只读存储器的A6?A11高六位地址；因第一帧平滑滤波前需清零，由数据随机存储器输送到A6?A11高六位地址的值为O，
[0024]C、在数据只读存储器低位地址值和高位地址值所指指存储区域中存储的数据，SP为当前第一帧待滤波像素点的平滑滤波数据；对当前帧图像像素点灰度值求平均，再与前一帧同一位置像素点的平滑滤波值求和，所得和即滤波值作为存入所述数据只读存储器低位地址值和高位地址值所指存储区域中的数据，平均数为需要平滑滤波的图像帧数；即低位地址为d和高位地址为O指向的位置存储的数值为d/4 ；
[0025]D、将数据只读存储器数据总线与双向数据锁存器相连接，通过该双向数据锁存器把步骤C中当前第一帧滤波像素点的平滑滤波数据值d/4输入到数据随机存储器中，并把所存储的滤波数据值d/4作为第二帧平滑滤波处理中的前一帧同一位置像素点的平滑滤波值。
[0026]2、第二次循环，重复第一次循环的过程，不同在于:
[0027]当前第二帧像素点的灰度值为fk_2 (i, j) = C，数据只读存储器的A0?A5低六位地址值为c，第一次循环存储的d/4输送到数据只读存储器的A6?A11高六位地址，则低地址为c，高位地址为d/4所指向的位置存储数值为(d+c)/4，把该值读出后第二次存到数据随机存储器中，作为第三帧平滑滤波处理中的前一帧同一位置像素点的平滑滤波值。
[0028]3、第三次循环，重复第一次循环的过程，不同在于:
[0029]当前第三帧像素点的灰度值为(i, j) = b，数据只读存储器的A0?A5低六位地址值为b，第二次循环存储的(d+c)/4输送到数据只读存储器的A6?A11高六位地址，则高低地址分别为(d+c)/4和b指向的位置存储数值为(d+c+b)/4，把该值读出后第三次存到数据随机存储器中；作为第四帧平滑滤波处理中的前一帧同一位置像素点的平滑滤波值。
[0030]4、第四次循环，重复第一次循环的过程，不同在于:
[0031]当前第四帧像素点的灰度值为fk(i，j) = a，数据只读存储器的A0?A5低六位地址值为a，第三次循环存储的(d+c+b) /4输送到数据只读存储器的A6?A11高六位地址，则高低地址分别(d+c+b)/4为和a指向的地方存储数值为(d+c+b+a)/4，把该值读出后第四次存到数据随机存储器中。
[0032]5、经过四次循环，完成对位置为(i，j)的像素点的平滑滤波。
[0033]那对于整个图像来说，如包含有1024x1024的像素，把所有的像素都是按上面的过程重复处理，可以根据各像素点的灰度值计算出整个医学图像中各像素点平滑滤波数值表，并按地址的要求保存在数据只读存储器中。输入待滤波图像信号按照平滑滤波数值表就可输出滤波后图像信号，即可完成一个图像的滤波，无需处理器CPU去算，大大的简化了滤波的运算。
[0034]上述实施例仅为本发明的较佳实施例，并非用来限定本发明的实施范围。即凡依本
【发明内容】
所作的均等变化与修饰，都为本发明权利要求所要求保护的范围所涵盖。
【权利要求】
1.一种利用数据存储器实现医学数字图像平滑滤波的方法，其特征在于，包括以下步骤: A、获取当前帧待滤波像素点N位医学数字图像信号，通过N位数据总线与数据只读存储器低N位地址相连接，当前帧待滤波像素点图像信号灰度值作为数据只读存储器低位地址值； B、将数据随机存储器存储的前一帧同一位置像素点的平滑滤波值，通过双向数据锁存器输送到单向数据锁存器，再由单向数据锁存器连接到数据只读存储器高N位地址，所述前一帧同一位置像素点的平滑滤波值所代表的灰度值作为数据只读存储器高位地址值； C、在所述数据只读存储器低位地址值和高位地址值所指存储区域中存储的数据，即为当前帧待滤波像素点的平滑滤波数据； D、将数据只读存储器N位数据总线与双向数据锁存器相连接，通过该双向数据锁存器把步骤C中当前帧滤波像素点的平滑滤波数据输入到数据随机存储器中，把所存储的滤波数据值作为下一帧平滑滤波处理中的前一帧同一位置像素点的平滑滤波值； E、按需要平滑滤波的图像帧数，重复步骤A-D，完成医学数字图像中所述位置像素点的平滑滤波。
2.根据权利要求1所述的利用数据存储器实现医学数字图像平滑滤波的方法，其特征在于，根据医学数字图像的灰阶数，选择数据只读存储器；如果医学数字图像的灰阶数为2N_1，则所选择的数据只读存储器要求数据总线位大于或等于N，地址总线位为大于或等于2N。
3.根据权利要求1所述的利用数据存储器实现医学数字图像平滑滤波的方法，其特征在于，根据医学数字图像的大小，选择数据随机存储器；具体来说，如果医学数字图像的大小为nkb，则所选择的数据随机存储器容量要求大于或等于2nkb。
4.根据权利要求1所述的利用数据存储器实现医学数字图像平滑滤波的方法，其特征在于，根据数据总线位大小，选择一个双向数据锁存器和一个单向数据锁存器。
5.根据权利要求1所述的利用数据存储器实现医学数字图像平滑滤波的方法，其特征在于，对当前帧图像像素点灰度值求平均，再与前一帧同一位置像素点的平滑滤波值求和，所得和即滤波值作为存入所述步骤C中数据只读存储器低位地址值和高位地址值所指存储区域中的数据。
【文档编号】G06T5/00GK103440621SQ201310300615
【公开日】2013年12月11日 申请日期:2013年7月17日 优先权日:2013年7月17日
【发明者】叶丙刚, 郭周义, 黄汉传, 杨煕承 申请人:华南师范大学