[發明專利]基于彎曲波變換的醫學超聲圖像去噪方法

在審

• 申請號: 201811304764.4
• 申請日: 2018-11-02
• 公開（公告）號: CN109697702A
• 公開（公告）日: 2019-04-30
• 發明（設計）人: 張聚;呂金城;周海林;陳堅
• 申請（專利權）人: 浙江工業大學
• 主分類號: G06T5/00
• 分類號: G06T5/00;G06T7/00
• 代理公司: 杭州天正專利事務所有限公司 33201
• 代理人: 王兵;黃美娟

基于彎曲波變換的醫學超聲圖像去噪方法，包括如下步驟：步驟1)建立醫學超聲圖像模型；步驟2)構造彎曲波系統；步驟3)超聲圖像進行彎曲波變換；步驟4)對超聲圖像對應的彎曲波系數進行硬閾值處理；步驟5)對經過硬閾值處理的彎曲波系數進行彎曲波逆變換。本發明通過實驗分析與基于剪切波變換的去噪方法進行了對比，有效的應用在醫學超聲去噪領域；彎曲波變換是二階剪切波變換，其函數參數中多了一個彎曲變量，通過彎曲波基函數能更好的擬合捕捉圖像中的曲線信息。通過實驗數據的對比，提出了基于彎曲波變換醫學超聲圖像去噪算法，能夠更好的有幫助醫師的分析診斷。

技術領域

本發明涉及一種醫學超聲圖像去噪方法

背景技術及意義

隨著科技的發展，在醫學成像領域，超聲成像、CT、MRI等成像技術已應用于醫學臨床診斷中。由于超聲成像技術具有無創、無放射性損害、快捷方便等特性，因此超聲成像技術已經成為一種廣泛應用并且安全性高的醫學診斷技術。

由于超聲成像機理的限制，斑點噪聲的存在嚴重影響了超聲圖像的質量，導致了超聲圖像質量較差。斑點噪聲的產生是由于人體器官的組織結構具有的不均勻性，導致超聲波不能分辨體積比較小的組織結構；同時入射超聲波的波長一般都是固定的，當人體組織結構的尺寸與其相近或者小于其波長時發生散射現象，散射回波具有不同的相位因此容易相互干擾，從而產生了斑點噪聲，它將掩蓋那些灰度差別很小的圖像特征。

對于臨床醫生而言，斑點噪聲對他們的準確診斷造成了很大的干擾，特別是對于經驗不是很豐富的醫生造成的影響更大。因此，從臨床應用的角度出發，需要研究去除斑點噪聲的方法，為醫生做出更準確的診斷提供技術支持，降低人工診斷的風險。

由于醫院資源的局限性，特別是醫生每天進行人工診斷病人的數量無法滿足社會整個階層的需求，即面臨著病人多醫生少情況。因此，各種自動診斷儀器的需求越來越大，自動診斷儀器的出現，一方面可以節約醫生資源，另一方面可以方便更多的病人進行診斷。隨著當今社會經濟的飛躍發展，人們自身健康情況卻不容樂觀，所以人們對家用型醫療自動診斷儀器的需求也非常大，例如家用超聲圖像自動診斷儀等。但是超聲圖像自動診斷儀同樣面臨著圖像質量不高的問題，并且自動診斷儀需要對超聲圖像做后期的智能分析，如特征提取、邊緣檢測和圖像分類識別等。因此，從自動化診斷技術的角度出發，需要研究去除斑點噪聲的方法，為圖像的后期智能處理提供技術保障，促進自動診斷技術的發展。

綜上所述，研究醫學超聲醫學圖像的去噪方法具有非常重要的意義。

發明內容

為了克服傳統濾波方法在圖像去噪效果與時間花費無法權衡的情況，以及為了針對醫學超聲圖像的內容特性，能相對剪切波變換獲得更好的稀疏表示，本發明提供了一種基于彎曲波變換(bentlet transform)醫學超聲圖像去噪算法,用于解決醫學超聲圖像去噪。

現有技術中，許多經典的濾波方法已經在圖像濾波方面發揮了重大的作用，但是這些方法往往會破壞圖像原有的例如圖像邊緣等結構信息，小波變化能很好的用于圖像去噪并且有效的抓住一維奇點，但不能反映直線和曲線的突變。脊波變換可以很好的捕捉線的奇異性，彌補小波的不足，但是仍然不能有效的捕捉曲線的奇異性。剪切波變換相較以上的變換方法，有著更好的方向性，能更好捕捉圖像的各向異性信息，近些年來，一種近似剪切波變換的二階剪切波變換——彎曲波變換，被提出，該變換能更好的捕捉圖像中的曲線信息，而醫學超聲圖像往往是包含了許多不規則的曲線。本發明上將彎曲波工具包用到醫學超聲噪聲圖像中，發明了具有速度快、去噪明顯的醫學超聲圖像去噪聲方法，最后通過仿真驗證了方法的可行性與優化的效果。

本發明的優點是：提出了一種基于彎曲波變換(bentlet transform)醫學超聲圖像去噪算法。使用彎曲波變換克服了傳統的變換域方法在捕捉保留圖像曲線能力的不足，同時類似剪切波變換的結構也能克服小波分析處理高維數據稀疏能力的不足。并且此方法同樣具有多分辨、多尺度、多方向性和時頻局部性，將其應用于超聲圖像去噪能更好的保留圖像中的曲線，給醫師的診斷提供了方便。