[發明專利]光聲圖像去噪方法及裝置

在審

• 申請號: 201610130722.8
• 申請日: 2016-03-08
• 公開（公告）號: CN105631830A
• 公開（公告）日: 2016-06-01
• 發明（設計）人: 孫明健;劉婷;王明華;李百祺;史雅慧;付穎;冷官冀
• 申請（專利權）人: 哈爾濱工業大學（威海）
• 主分類號: G06T5/00
• 分類號: G06T5/00
• 代理公司: 北京路浩知識產權代理有限公司 11002
• 代理人: 李相雨

技術領域

本發明涉及光聲圖像處理領域，更具體涉及一種光聲圖像去噪方 法及裝置。

背景技術

光聲成像(PhotoacousticImaging,PAI)是近年來發展起來的一種非 入侵式和非電離式的新型生物醫學成像方法，該方法有效結合了純光 學成像技術高對比度和純超聲成像技術高穿透性的特點，可以得到深 層組織的高分辨率和高對比度的組織圖像。而在實際光聲成像過程中， 光聲信號中不可避免會含有噪聲，例如從探測器接收信號到電子設備 處理并傳輸到計算機，整個過程都有可能引入噪聲：在光聲信號被接 收的過程中，由于接收器的電子特性會使每一個信號引入高斯噪聲； 在采集數據或者接收數據時，步進電機驅動的探測器或者接收器需要 進行移動或者旋轉，會引入少量的脈沖噪聲。這對計算機中進行的數 據采集和圖像重建會有很大的干擾，可能會造成光聲圖像的信噪比低、 對比度低，分辨率低。

發明內容

(一)要解決的技術問題

本發明要解決的技術問題是如何去除光聲圖像中的稀疏脈沖噪聲 和高斯噪聲。

(二)技術方案

為了解決上述技術問題，本發明提供了一種光聲圖像去噪方法， 所述方法包括以下步驟：

S1、輸入源光聲圖像矩陣，其中所述源光聲圖像矩陣中含有噪聲；

S2、利用低秩矩陣近似的方法對所述源光聲圖像矩陣進行去噪處 理，得到目標光聲圖像矩陣。

優選地，所述步驟S2中利用低秩矩陣近似的方法去除所述源光聲 圖像矩陣中的稀疏脈沖噪聲和高斯噪聲。

優選地，所述步驟S2包括以下步驟：

S21、根據所述源光聲圖像矩陣建立去噪模型；

S22、利用所述低秩矩陣近似的方法求解所述去噪模型，得到去噪 后的所述目標光聲圖像矩陣。

優選地，所述去噪模型為：

min||X-L-S||F2]]>

s.t.rank(L)≤r,car(S)≤k

式中，X為所述源光聲圖像矩陣，L為所述目標光聲圖像矩陣，S 為稀疏脈沖噪聲矩陣，rank(L)為所述目標光聲圖像矩陣L的秩，car(S) 為所述稀疏脈沖噪聲矩陣包含的元素的個數，r為預定秩值，k為所述 稀疏脈沖噪聲矩陣包含的元素個數的預定值。

優選地，所述步驟S22包括以下步驟：

S221、設定所述預定秩值r、所述稀疏脈沖噪聲矩陣包含的元素個 數的預定值k、最大迭代次數t_max、迭代停止判別值ε；同時初始化迭 代次數t為零，初始化所述目標光聲圖像矩陣L₀等于所述源光聲圖像 矩陣，初始化所述稀疏脈沖噪聲矩陣S₀為零；

S222、所述迭代次數t加1；

S223、構建兩個隨機高斯矩陣A₁和A₂：

其中，m為所述源光聲圖像矩陣的行數，n為所述源光聲圖像矩陣 的列數；

S224、求取矩陣X-S_t-1的雙邊隨機映射值Y₁和Y₂：

Y₁＝(X-S_t-1)A₁

A₂＝Y₁

Y₂＝(X-S_t-1)^TA₂

S225、比較所述預定秩值r與的大小，若則進行S226；否則回到S222。其中為矩陣的秩；

S226、更新所述目標光聲圖像矩陣為L_t：