專利名稱：圖像信號(hào)的處理方法
在醫(yī)療技術(shù)中，借助于計(jì)算機(jī)的幫助，可從在計(jì)算機(jī)X射線層析成像技術(shù)中由檢測(cè)器所提供的信號(hào)中重現(xiàn)病人被檢查部分的圖像。借助于重現(xiàn)此圖像的圖像信號(hào)可以對(duì)圖像施加影響。
本發(fā)明的任務(wù)在于實(shí)現(xiàn)一種前述類型的方法，在不影響圖像清晰度的條件下減少像素噪音。
本發(fā)明的任務(wù)通過在最小偏差方向作一維局部平滑化，以及平滑程度由局部偏差控制的方法得以解決。本發(fā)明特別適用于處理CT(計(jì)算機(jī)X射線層析成像)和MR(核磁共振)圖像。
本發(fā)明的其它細(xì)節(jié)可見從屬權(quán)利要求。下面借助于附圖對(duì)本發(fā)明詳加描述。所用的附圖為

圖1和圖2解釋本發(fā)明方法的平滑化過程；圖3和圖4解釋本發(fā)明方法對(duì)平滑化程度的調(diào)整；和圖5解釋本發(fā)明方法濾波器長(zhǎng)度的調(diào)整。
本發(fā)明的方法主要按下列步驟在最小偏差方向，例如沿著目標(biāo)的邊緣方向?qū)D像作局部一維地平滑，由此來減少噪音，而不至因邊緣平整而降低主體的圖像清晰度。另外，通過局部(最小的偏差)來控制平滑化強(qiáng)度。隨著增強(qiáng)局部的最小偏差來減小平滑化。通過混合平滑的和不平滑的部分而達(dá)到變化平滑度的目的。對(duì)整個(gè)圖像計(jì)算中間的最小的偏離的混合比Vmn。在此局部偏差達(dá)到由Vmn導(dǎo)出的50％的值時(shí)，就使得沒有平滑的和已平滑的圖像以相等的部分混合。
在假設(shè)噪音方向不變的前提下，最小方向上的偏差就作為像素噪音的一個(gè)量度。
但是這一前提在對(duì)經(jīng)定向的噪聲時(shí)不適用。因而要通過適當(dāng)?shù)念A(yù)濾波將經(jīng)定向的噪音加以濾除。
在醫(yī)學(xué)成像例如沿骨骼邊緣成像時(shí)，圖1給出了四個(gè)供選取最低偏差方向以進(jìn)行一維的平滑。圖2給出了在一個(gè)圖象內(nèi)的兩個(gè)較低偏離方向。其結(jié)果為一經(jīng)平滑化的圖像。
圖3和圖4表明針對(duì)局部偏差的平滑強(qiáng)度的調(diào)整。在圖4中，水平軸給出偏差值，在所示曲線上的空心圓圈表明圖3中以圓圈所指定的象點(diǎn)的強(qiáng)平滑化。在所示曲線上的實(shí)心圓點(diǎn)，描述在圖3中以實(shí)心圓圈所表示的圖像點(diǎn)的由于高的局部偏差的弱的平滑。由一個(gè)已經(jīng)平滑的圖像點(diǎn)和一個(gè)初始圖像點(diǎn)取決于偏差的混合導(dǎo)致局部的不同的噪音減少。結(jié)果是一個(gè)經(jīng)適當(dāng)?shù)仄交膱D像。
圖5說明利用局部掃描在變焦系數(shù)上調(diào)整濾波器長(zhǎng)度。平滑操作的空間擴(kuò)展保持相等。
本發(fā)明的方法滿足上述要求，使得例如內(nèi)耳成像的噪音在沒有明顯的很強(qiáng)的損失的情況下能減小大的30％。在此雖然噪音的結(jié)構(gòu)幾乎沒有改變，但本發(fā)明的方法則可作局部地不同強(qiáng)度地平滑化。這就是說，在較強(qiáng)地減少在圖像范圍內(nèi)的噪音的同時(shí)不會(huì)出現(xiàn)主體結(jié)構(gòu)的變化。
下面將詳細(xì)地描述發(fā)明的方法。
本方法的要素為B(X，Y)最初的圖像點(diǎn)；nX 圖像的列數(shù)，nY 圖像的行數(shù)，U 變焦值的整數(shù)部分；V U/2的整數(shù)部分。1、計(jì)算4個(gè)方向上的局部偏差0度45度90度135度在此應(yīng)用七個(gè)支撐點(diǎn)。在變焦＞1時(shí)使用相應(yīng)的局部掃描U。沿方向1(0度)的偏差V(x,y,1)=1/7*Σi=-33[B(X+i*u,y)-m(x,y,1)]**2;]]>m(x,y,1)=1/7*Σi=-33[B(X+i*u,y)-m(x,y,1)];]]>局部中間值；沿方向2(45度)的偏差；V(x,y,2)=1/7*Σi=-33[B(X+i*u,y+i*u)-m(x,y,2)]**2;]]>2、檢測(cè)最小偏差的值和方向Vmin(x，y)＝min[V(x，y，r)]，rmin(x，y)＝r[Vmin(x，y)]，1≤r≤4。
在處理MR圖像時(shí)加入一個(gè)附加步驟當(dāng)V(x，y，1)/Vmin(x－1，y)＜M，對(duì)于rmin(x－1，y)＝1；rmin(x，y)＝1，當(dāng)V(x，y，2)/Vmin(x，y－1)/Vmin(x，y－1)＜M，對(duì)于rmin(x，y－1)＝2；rmin(x，y)＝2，當(dāng)V(x，y，3)/Vmin(x－1，y－1)＜M，對(duì)于rmin(x－1，y－1)＝3；rmin(x，y)＝3，當(dāng)V(x，y，4)/Vmin(x＋1，y－1)＜M，對(duì)于rmin(x＋1，y－1)＝4；rmin(x，y)＝4，Vmin(x，y)＝V(x，y，rmin)。
由此來保持平滑操作的方向并使得在一個(gè)方向上沿伸一段距離的主體邊緣顯現(xiàn)。在MR圖像中M＝2。
3、沿最小偏差(根據(jù)2)方向rmin的平滑化在變焦為1時(shí)使用七個(gè)支撐點(diǎn)實(shí)現(xiàn)平滑化。在較高的變焦的情況下應(yīng)用相應(yīng)的局部掃描，這就是說對(duì)相同的區(qū)域范圍實(shí)現(xiàn)平滑化。為了在高變焦成像時(shí)達(dá)到足夠的對(duì)較高頻率的抑制，在一第二階段中使用一矩形濾波器對(duì)經(jīng)過濾波的矢量作再次平滑化，該濾波器的長(zhǎng)度局部掃描的度數(shù)相同。
沿方向1(0度)的平滑Bf1(x,y)=Σi=-33B(X-i*u,y)*TP(i);]]>Bf(x,y)=Σi=-vVBf1(X-i,y)*1/(2V+1);]]>V＝(u/2)的整數(shù)。
TP(i)是低通卷積核的系數(shù)。
i 0 +-1 +-2 +-3TP(i) 0.270.21 0.110.0454、按幅度值適配根據(jù)最小的局部的偏差Vmin(x，y)(取2時(shí))按下面的公式對(duì)未濾波的和濾過波的圖像點(diǎn)加以混合Ba(x，y)＝(1－a)*B(x，y)＋a*Bf(x，y)，其中a＝1/[1＋Vmin(x，y)/V50]這種適配防止主體對(duì)比度強(qiáng)的圖像區(qū)域作強(qiáng)的平滑。
5、參數(shù)V50是一個(gè)適配系數(shù)值為a＝1/2的偏差。該值由圖像數(shù)據(jù)自動(dòng)地檢測(cè)，為此將平均最小偏差Vmn例如乘以因子F＝0.02。通過對(duì)該因子的選擇可以使噪聲減少約10％。Vmn=Σx=1nxΣy=1nyVmin(x,y)/(nx*ny)]]>這種適配和由此而得的噪聲的降低可改變此值的50％來設(shè)定為V50V50＝Vmn*F本發(fā)明特別適合處理醫(yī)學(xué)使用的圖像，側(cè)如CT或MR圖像。
權(quán)利要求
1.圖像信號(hào)處理方法，其特征是，在最小偏差的方向上對(duì)圖像進(jìn)行局部一維平滑化，其中平滑的強(qiáng)度通過局部偏差來調(diào)整。
2.根據(jù)權(quán)利要求1的方法，其特征是，隨著增加的局部最小偏差而使平滑減小。
3.根據(jù)權(quán)利要求2的方法，其特征是，通過將不作平滑部分和作平滑部分的混合而達(dá)到平滑的改變。
4.根據(jù)權(quán)利要求1至3中任一個(gè)的方法，其特征是，該方法用于處理醫(yī)療用的圖像。
全文摘要
實(shí)現(xiàn)一種圖像信號(hào)處理方法，使得像素噪聲減小但又不影響主體圖像清晰度。在最小偏差的方向上對(duì)圖像進(jìn)行局部一維平滑化，其中平滑強(qiáng)度通過局部偏差加以調(diào)節(jié)。
文檔編號(hào)G06T1/00GK1118905SQ95101900
公開日1996年3月20日 申請(qǐng)日期1995年2月18日 優(yōu)先權(quán)日1994年2月18日
發(fā)明者奧托·森伯瑞斯基 申請(qǐng)人:西門子公司