[發(fā)明專利]一種針對超聲圖像斑點(diǎn)噪聲的去噪系統(tǒng)及去噪方法

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• 申請?zhí)枺?/td>: 201710117756.8
• 申請日: 2017-03-01
• 公開（公告）號: CN106780407A
• 公開（公告）日: 2017-05-31
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 吳哲;王權(quán)泳;王文平
• 申請（專利權(quán)）人: 成都優(yōu)途科技有限公司
• 主分類號: G06T5/00
• 分類號: G06T5/00
• 代理公司: 北京天盾知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司11421
• 代理人: 葛宏

1.一種針對超聲圖像斑點(diǎn)噪聲的去噪系統(tǒng)，其特征在于，包括

相場加載模塊，采用相場模型檢測超聲圖像中的人體組織邊界，保留邊界的細(xì)節(jié)并進(jìn)行平滑和銳化處理，從而完成超聲圖像的加載；

歸一化處理模塊，將超聲圖像中像素點(diǎn)灰度的取值歸一化到[0,1]范圍內(nèi)；

偏微分處理模塊，用于建立一個(gè)非線性偏微分方程，并加載邊界條件和初始條件的數(shù)值，并對非線性偏微分方程進(jìn)行差分?jǐn)?shù)值解析；

自由能降噪模塊，在差分?jǐn)?shù)值解析完成后加載自由能算法項(xiàng)，通過非線性偏微分方程自我迭代運(yùn)算，從而消除超聲圖像中的斑點(diǎn)噪聲，并計(jì)算超聲圖像的像素新值和信噪比。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的針對超聲圖像斑點(diǎn)噪聲的去噪系統(tǒng)，其特征在于，還包括閾值檢測模塊，檢測自由能降噪模塊輸出的超聲圖像是否達(dá)到降噪要求，沒有達(dá)到要求時(shí)將該超聲圖像返回到自由能降噪模塊中再次處理。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的針對超聲圖像斑點(diǎn)噪聲的去噪系統(tǒng)，其特征在于，還包括圖像顯示模塊，將閾值檢測模塊檢測達(dá)到降噪要求的超聲圖像顯示出來。

4.一種針對超聲圖像斑點(diǎn)噪聲的去噪方法，其特征在于，包括以下步驟，

S1，超聲圖像加載，采用相場模型加載模塊檢測超聲圖像中的人體組織邊界，保留邊界的細(xì)節(jié)并進(jìn)行平滑和銳化處理，從而完成超聲圖像的加載；

S2，歸一化處理，通過歸一化處理模塊將超聲圖像中像素點(diǎn)灰度的取值歸一化到[0,1]范圍內(nèi)；

S3，偏微分處理，通過偏微分處理模塊建立一個(gè)非線性偏微分方程，并加載邊界條件和初始條件的數(shù)值，并對非線性偏微分方程進(jìn)行差分?jǐn)?shù)值解析；

S4，自由能降噪，通過自由能降噪模塊在差分?jǐn)?shù)值解析完成后加載自由能算法項(xiàng)，通過非線性偏微分方程自我迭代運(yùn)算，從而消除超聲圖像中的斑點(diǎn)噪聲，并計(jì)算超聲圖像的像素新值和信噪比。

5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的針對超聲圖像斑點(diǎn)噪聲的去噪方法，其特征在于，所述步驟S1中的相場模型是針對物質(zhì)守恒的情況成立的，其自由能公式為f(c)＝-c²/2+c⁴/4。

6.根據(jù)權(quán)利要求4所述的針對超聲圖像斑點(diǎn)噪聲的去噪方法，其特征在于，所述步驟S3中的非線性偏微分方程建立方法為，

用代表非線性偏微分方程自由能泛函，直接將各向異性引入自由能中，故而定義自由能泛函方程為：

其中f(c)是灰度參數(shù)的局域自由能，c＝±1對應(yīng)著不同的相，代表著界面的能量消耗；

而對應(yīng)的簡化模型的泛函方程為：

將(1.4)代入(1.5)可得到非線性偏微分方程：

化學(xué)勢q(c)代表擴(kuò)散程度的幅度和灰度值的關(guān)系；在自由能曲線最低點(diǎn)c＝±1處取最小值，而在邊界取較大的值。

7.根據(jù)權(quán)利要求4所述的針對超聲圖像斑點(diǎn)噪聲的去噪方法，其特征在于：步驟S3中所述初始條件的加載方法，設(shè)置初始條件：c(t＝0)＝c₀

表示數(shù)據(jù)去噪處理前也就是零時(shí)刻的原始輸入數(shù)據(jù)，t表示迭代時(shí)間；t＝(n-1)Δt，Δt為自動(dòng)演化的迭代時(shí)間間隔，n是迭代的次數(shù)；

所述邊界條件加載方法，設(shè)定邊界封閉，也就是在邊界點(diǎn)：c[N]＝c[N-1]其中N是整個(gè)輸入圖像的像素寬度或長度值；

所述差分?jǐn)?shù)值解析方法為中心差分法或有限元法。

8.根據(jù)權(quán)利要求4所述的針對超聲圖像斑點(diǎn)噪聲的去噪方法，其特征在于：步驟S4中所述像素新值的計(jì)算，是通過差分?jǐn)?shù)值解析加載自由能項(xiàng)的作用，以得到迭代時(shí)間t時(shí)刻的像素點(diǎn)數(shù)值；

所述信噪比的計(jì)算，采用峰值信噪比定義PSNR和均方差定義MSE。

9.根據(jù)權(quán)利要求4所述的針對超聲圖像斑點(diǎn)噪聲的去噪方法，其特征在于，還包括以下步驟：

S5，閾值檢測，通過閾值檢測模塊檢測自由能降噪模塊輸出的超聲圖像是否達(dá)到降噪要求，沒有達(dá)到要求時(shí)將該超聲圖像返回到自由能降噪模塊中再次處理。

10.根據(jù)權(quán)利要求4所述的針對超聲圖像斑點(diǎn)噪聲的去噪方法，其特征在于，還包括以下步驟：

S6，圖像顯示，通過圖像顯示模塊將閾值檢測模塊檢測達(dá)到降噪要求的超聲圖像顯示出來。