[發明專利]一種導向三邊濾波的超聲圖像散斑噪聲去除方法

有效

• 申請號: 201910032902.6
• 申請日: 2019-01-14
• 公開（公告）號: CN109767400B
• 公開（公告）日: 2022-12-02
• 發明（設計）人: 崔文超;李蒙蒙;邵良志;孫水發;董方敏
• 申請（專利權）人: 三峽大學
• 主分類號: G06T5/00
• 分類號: G06T5/00
• 代理公司: 宜昌市三峽專利事務所 42103
• 代理人: 吳思高

1.一種導向三邊濾波的超聲圖像散斑噪聲去除方法，其特征在于包括以下步驟：

步驟1：對導向圖像利用高斯函數計算空域距離權，其標準偏差的設置隨噪聲強度增大而增大；

步驟2：對導向圖像局部區域進行直方圖擬合，擬合函數選用Fisher-Tippett概率密度函數，其分布參數采用最大似然法估計，根據估計的參數計算分布相似權；

步驟3：對導向圖像利用指數函數計算像素值差異權，其尺度參數設置隨估計的Fisher-Tippett分布參數正比例變化；

步驟4：利用前述計算的三個權值，對超聲圖像進行局部迭代濾波，迭代收斂后即得到散斑噪聲去除的超聲圖像。

2.根據權利要求1所述一種導向三邊濾波的超聲圖像散斑噪聲去除方法，其特征在于步驟1包括：

導向圖像的整個區域為Ω，待處理像素位置x(x∈Ω)的鄰域區域為N_r(x)，其大小表示為[-r,r]×[-r,r]，對該鄰域內的某一像素t(t∈N_r(x))，其空域距離權g_t采用如下高斯函數：

其中：exp()為指數函數滿足exp(y)＝e^y，||t||為待處理像素x與鄰域像素t的歐氏距離，σ_s為標準偏差，其典型取值范圍為1～3，且散斑噪聲強度越大，取值越大。

3.根據權利要求1所述一種導向三邊濾波的超聲圖像散斑噪聲去除方法，其特征在于：

步驟2包括：

對像素位置x的鄰域內的某一像素點t(t∈N_r(x))，其位置坐標表示為x+t，在該點形成大小為[-r,r]×[-r,r]的鄰域區域表示為N_r(x+t)，并對該鄰域區域的像素進行直方圖擬合，擬合函數采用Fisher-Tippett概率密度函數，其分布參數表示為θ_t，則計算的像素點位置t的分布相似權ρ_t為：

其中：為導向圖像在像素位置x的灰度值，Fisher-Tippett概率密度函數的分布參數θ_t采用最大似然估計可得：

其中：表示分布參數θt的估計值，||N_r(x+t)||為鄰域區域N_r(x+t)內的像素總數，j表示鄰域區域N_r(x+t)內某像素點位置，為導向圖像在像素位置j的灰度值。

4.根據權利要求1所述一種導向三邊濾波的超聲圖像散斑噪聲去除方法，其特征在于：

步驟3中：利用指數函數計算像素點位置t的像素值差異權為：

其中：I為含噪超聲圖像，I(x+t)表示含噪超聲圖像在像素位置x+t的灰度值，s為尺度參數，其隨估計的Fisher-Tippett概率密度函數的分布參數正比例變化，且滿足表達式：

其中，λ為比例系數，其值的設置與噪聲強度相關。

5.根據權利要求1所述一種導向三邊濾波的超聲圖像散斑噪聲去除方法，其特征在于：

步驟4中：對待處理像素位置x的鄰域區域N_r(x)內的某一像素t，其得到的空域距離權g_t、分布相似權ρ_t和像素值差異權三個權值生成關于像素位置x的局部迭代濾波式如下：

其中：表示導向圖像像素位置x的灰度值在第k+1次迭代運行后的濾波結果，當k＝0時，導向圖像即初始化導向圖像為含噪超聲圖像，后續的迭代采用前一次濾波結果作為導向圖像；

根據前后兩次迭代的濾波圖像均方差小于給定的閾值，即來判定迭代收斂，閾值ε典型取值為0.01，迭代收斂后的濾波圖像即為散斑噪聲去除的超聲圖像。