[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

一種導向三邊濾波的超聲圖像散斑噪聲去除方法，包括：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；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；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；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。本發明通過空域距離、像素值差異和分布相似性三方面信息計算濾波權值，能有效降低散斑噪聲的同時更好地保留圖像的細節和邊緣信息，從而增強超聲圖像的視覺判讀性。

技術領域

本發明涉及圖像處理技術領域，具體是一種導向三邊濾波的超聲圖像散斑噪聲去除方法。

背景技術

目前超聲影像已成為臨床多種疾病診斷的首選方法，并已發展成為一種能提供多種參數的系列診斷技術。超聲成像方法常用來判斷臟器的位置、大小、形態，確定病灶的范圍和物理性質，提供一些腺體組織的解剖圖，鑒別胎兒的正常與異常，在婦產科及心血管系統、消化系統、泌尿系統的應用十分廣泛。超聲成像采用回聲原理，由儀器探頭向人體發射一束超聲進入體內，并進行線形、扇形或其它形式的掃描，遇到不同聲阻抗的兩種組織的交界面，即有超聲反射回來，由探頭接收后，經過信號放大或信息處理，形成人體的斷層圖像。除了反射回波外，人體組織的微小結構作為散射體使聲波產生散射后形成的散射回波也會被接收，但這部分回波相互干涉通常產生所謂的散斑噪聲。由于該類噪聲的存在，使得圖像分辨率和對比度嚴重下降，影響計算機輔助的臨床診斷，并為后續的組織或病灶體分割、識別、配準或三維重建等造成極大困難。因此超聲圖像散斑噪聲去除一直是醫學成像領域研究的熱點問題。

多年來，國內外學者致力于超聲圖像的去噪研究，提出了多種不同類型的去噪方法，包括局部空域濾波，各項異性擴散濾波，非局部均值濾波，總變分方法，多尺度方法以及同態濾波方法等。這些方法，或者去噪效果不夠理想，或者去噪算法復雜度較高，因此，尋求一種算法簡單有效且去噪效果較理想的方案，是目前超聲圖像實時處理的必要條件，也是去噪算法移植到實際醫療設備的先決條件。

發明內容

本發明提供一種導向三邊濾波的超聲圖像散斑噪聲去除方法，通過空域距離、像素值差異、分布相似性三方面信息計算濾波權值，能有效降低散斑噪聲的同時更好地保留圖像的細節和邊緣信息，從而增強超聲圖像的視覺判讀性。

本發明采取的技術方案為：

一種導向三邊濾波的超聲圖像散斑噪聲去除方法，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。

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。