科创中国
基于贝叶斯模型的超声图像斑点噪声滤波方法
成果类型：: 发明专利
发布时间: 2022-10-27 08:59:23
科技成果产业化落地方案
方案提交机构：天津市滨海新区| 门松 | 2022-10-29 23:14:33
本发明公开了一种基于贝叶斯模型的超声图像斑点噪声滤波方法，具体包括：S1、建立基于贝叶斯模型的非局部滤波模型；S2、采用Gamma分布拟合经对数压缩后超声图像中的斑点噪声，进而得出基于Pearson统计距离的权重函数；S3、求解非局部滤波模型中的变量；S4、采用求解后的非局部滤波模型对超声图像中斑点噪声进行滤波处理。本发明能够有效的滤除超声图像中的斑点噪声，提高超声图像的成像清晰度。本发明涉及超声图像滤波技术领域，尤其涉及一种基于贝叶斯模型的超声图像斑 点噪声滤波方法。
1. 一种基于贝叶斯模型的超声图像斑点噪声滤波方法，其特征在于，所述方法包括： 51、 建立基于贝叶斯模型的非局部滤波模型
其中，第一项λ为平滑项，第二项(U-UO)2为数据保真项，λ是一个正常数，用于控制平滑 项与数据保真项之间的平衡;数据保真项用于使求解的值u不会偏移原始观测值UO太远； 52、 采用Gamma分布拟合经对数压缩后超声图像中的斑点噪声，进而得出基于Pear son 统计距离的权重函数； 53、 求解非局部滤波模型中的变量u和d，其中d = VjviW ; 54、 采用求解后的非局部滤波模型对超声图像中斑点噪声进行滤波处理； 在所述步骤S2中，采用Gamma分布拟合经对数压缩后超声图像中的斑点噪声： 其中，γ是一个
依赖于超声设备并与后续成像过程相关的参数； 两两像素块之间相似度的Pearson统计距离为：
其中，u (X+ ·)和u (y+ ·)为图像中的两个像素块。
2. 根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤S2中γ为0.5。
在超声信号的采集过程中，由于斑点噪声的存在，使得重建的超声图像质量明显 比CT、MRI等成像模态的差。为了提高超声的图像质量，通常需要对斑点噪声进行滤波去噪。 但由于斑点噪声对人体组织的依赖性，导致对斑点噪声的建模和滤除非常困难。对超声图 像的斑点噪声滤波问题，虽然已有大量的研究报道，但经典的滤波方法在抑制噪声的同时 会丢失图像中的边缘等细节信息。近些年来，基于偏微分方程的各向异性扩散滤波模型开 始应用于图像的平滑去噪。各向异性扩散模型的优点是在对图像进行平滑去噪的同时会很 好的保留图像中的边缘等细节信息。
最简单的扩散方程是把图像平滑看作是各向同性的热传导方程的解。为了获得对 加性噪声模型的平滑滤波结果，一个直观的想法就是最小化由||V«|估计的图像变化值。 1963年Tikhonov提出了对应的变分问题，即在物理学领域著名的热扩散方程。热扩散方程 的解等价于观察图像与高斯核函数的卷积，因为卷积算子是线性的，所以热扩散方程的解 也是线性的。由于一幅图像与高斯核地卷积等价于它的Fourier变换与另一个高斯核的乘 积，所以各向同性的扩散过程本质上是一个低通滤波的过程，它将抑制图像中的高频信号。 不幸的是，图像的许多特征，如边缘、纹理等，通常表现为高频信号。因此边缘、纹理等有用 信息也将与噪声一起被各向同性的滤波器滤除掉。
中国科学院深圳先进技术研究院提升了粤港地区及我国先进制造业和现代服务业的自主创新能力，推动我国自主知识产权新工业的建立，成为国际一流的工业研究院。 深圳先进院目前已初步构建了以科研为主的集科研、教育、产业、资本为一体的微型协同创新生态系统，由九个研究平台，国科大深圳先进技术学院，多个特色产业育成基地、多支产业发展基金、多个具有独立法人资质的新型专业科研机构等组成。开展先进技术研究，促进科技发展。信息、电子、通讯技术研究新材料、新能源技术研究高性能计算、自动化、精密机械研究生物医学与医疗仪器研究相关学历教育、博士后培养与学术交流。
为了使本技术领域的人员更好地理解本发明中的技术方案，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，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通 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，都应当属于本发明保护 的范围。
本发明根据经对数变换后的超声图像中斑点噪声数理统计特性，获得了基于 Pearson统计距离的权重计算函数，是一种非参数统计的方法，避免了传统扩散方程中对参 数的复杂设计，对斑点噪声取得了较好的滤波效果。
技术合作
对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在 不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论 从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权 利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有 变化囊括在本发明内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。 [0104] 此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包 含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当 将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员 可以理解的其他实施方式。
下载app