[發明專利]對圖像進行灰度補償和噪聲抑制的方法及裝置

有效

• 申請號: 201410097303.X
• 申請日: 2014-03-14
• 公開（公告）號: CN104915930B
• 公開（公告）日: 2019-05-28
• 發明（設計）人: 賴勇銓;鄒耀賢;林穆清;許鵬
• 申請（專利權）人: 深圳邁瑞生物醫療電子股份有限公司
• 主分類號: G06T5/00
• 分類號: G06T5/00
• 代理公司: 深圳鼎合誠知識產權代理有限公司 44281
• 代理人: 郭燕;彭家恩

本申請涉及對圖像進行灰度補償和噪聲抑制的方法及裝置，包括：獲取被周期性噪聲干擾的待處理圖像；確定周期性噪聲的周期；檢測待處理圖像中的非周期性噪聲，獲取非周期性噪聲附近的數據作為輸入數據；將周期性噪聲的周期和輸入數據代入信號分離模型，對信號分離模型進行優化，得到對應于輸入數據的干凈圖像信號、周期性噪聲和非周期性噪聲，根據得到的結果恢復所述輸入數據中非周期性噪聲處的像素值。本發明基于SPX模型實現，通過該模型能分離出周期性噪聲信號、非周期性噪聲信號和干凈圖像信號，且能夠在進行灰度補償時考慮周期性噪聲的影響，使得灰度補償后由于延續了周期性，在進行后續噪聲抑制時不會產生振鈴效應，進而改善圖像質量。

技術領域

本申請涉及圖像處理技術，尤其涉及一種對圖像中的非周期性噪聲進行灰度補償的方法和裝置，以及一種采用這種方法或裝置進行噪聲抑制的方法及裝置，特別地，該圖像為被周期性噪聲干擾的圖像。

背景技術

數字X射線照相術（DigitalRadiography，DR）是一種采用數字傳感器檢測X光進行拍攝醫學相片的技術，其以數字的方式存儲和處理醫學圖像，具有采集和傳輸速度快、更容易進行圖像增強和顯示等優點，目前已經廣泛應用于各種醫學檢查和診斷。

為了提高DR圖像的分辨率，大多數DR產品都會在X光接收平板和人體之間加入一塊防散射濾線柵。該濾線柵的作用是，讓來自正面的穿過人體的X光通過的同時，使得從人體散射出來的X光被濾除，從而盡量避免平板上的同一感光點接收到來自人體不同組織的X光信號，以提高圖像對比度和空間分辨率。當濾線柵的空間頻率不是圖像的空間采樣頻率的整數倍時，圖像上會顯示出條紋狀的噪聲，為如圖1所示的柵影13，其通常呈現為周期性噪聲。這種現象稱之為摩爾效應（Moiré effect）；所產生的條紋又稱為摩爾條紋或云紋。摩爾條紋的存在會影響正常人體組織顯示，進而影響醫生對病癥的診斷。為了避免這種摩爾條紋，通?？刹捎萌缦聨追N方法，即：1）調整濾線柵的線密度，使得其頻率是平板采樣頻率（即像素點間隔的倒數）的整數倍；2）采用運動柵，當柵的運動速度足夠大，使得柵經過像素點的時間小于該像素點的曝光時間時，柵影將減弱或消失；3）使用圖像處理的方法去除這種云紋。其中，方法1）和方法2）對濾線柵的結構和安裝要求較高，而方法3）對濾線柵的結構和安裝方式要求降低，但需要去除成像時產生的條紋，并且要求不能受到成像平板本身缺陷（如壞線、壞點）帶來的影響。

對于使用圖像處理的方法，大多數是使用基于空間域卷積濾波或頻域直接進行抑制。這一類方法容易受成像平板壞線的影響，濾波過程中在壞線周圍產生擴散式的振鈴效應，參見圖2的壞線圖像和圖3的低通濾波后的圖像。為了降低這種振鈴效應，通常有兩種做法。一是在設計濾波時在盡量降低濾波器的階數，通過犧牲頻率特性來換取較低的振鈴效應。二是盡量減小壞線或壞點處周圍像素點的突變，即采用好的插值算法計算出壞線或壞點的可能值，也就是恢復壞線或壞點處的像素值（即灰度補償）。因為對壞線處采用常用的插值方法如線性插值、三次插值等進行插值，只能得到平滑的過渡，破壞了柵影的周期性，導致頻域濾波產生振鈴效應而不能達到有效降低振鈴的效果。對于帶柵影的DR圖像，第一種方法通常無法達到在徹底濾除柵影的同時而不在壞線處產生振鈴效應，而第二種方法則需要在灰度補償的同時考慮柵影的影響，即不能只考慮簡單的鄰域插值，還應將柵影的周期性規律考慮進去。然而，目前尚未有研究給出既能有效去除柵影同時又能將振鈴的產生最小化的算法。

發明內容

根據本申請的第一方面，本申請提供一種對圖像中的非周期性噪聲進行灰度補償的方法，包括：

圖像獲取步驟：獲取待處理圖像，所述待處理圖像為被周期性噪聲干擾的圖像；

周期確定步驟：確定所述周期性噪聲的周期；

數據獲取步驟：檢測待處理圖像中的非周期性噪聲，獲取非周期性噪聲附近的數據作為輸入數據；