[發(fā)明專利]一種基于模糊熵和稀疏表示的X射線圖像融合方法及裝置

有效

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• 申請日: 2021-03-18
• 公開（公告）號: CN113066036B
• 公開（公告）日: 2022-06-03
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 劉祎;趙榮格;桂志國;張鵬程
• 申請（專利權(quán)）人: 中北大學(xué)
• 主分類號: G06T5/50
• 分類號: G06T5/50;G06T7/00
• 代理公司: 北京柏杉松知識產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 11413
• 代理人: 馬敬;趙元

1.一種基于模糊熵和稀疏表示的X射線圖像融合方法，其特征在于，所述方法包括：

獲得多張X射線圖像，所述多張X射線圖像為不同電壓下的X射線透過同一個構(gòu)件形成的多張圖像；

按照相同的劃分方式，分別對每張X射線圖像劃分圖像塊，并針對每張X射線圖像，對該X射線圖像中的各圖像塊分別進行稀疏編碼，得到該X射線圖像中各圖像塊的稀疏系數(shù)向量；

針對每組相同位置的各圖像塊，計算該組圖像塊的稀疏系數(shù)向量的加權(quán)和，得到該組圖像塊對應(yīng)的融合稀疏系數(shù)向量，并將各組圖像塊對應(yīng)的融合稀疏系數(shù)向量構(gòu)建為融合稀疏系數(shù)向量矩陣；其中，針對每個圖像塊，該圖像塊的稀疏系數(shù)向量對應(yīng)的權(quán)重為：該圖像塊的中心像素點的模糊熵與該圖像塊所屬的組中各圖像塊的中心像素點的模糊熵總和的比值；

根據(jù)對所述融合稀疏系數(shù)向量矩陣進行反稀疏編碼得到的結(jié)果，確定所述多張X射線圖像的融合圖像；

所述稀疏編碼和反稀疏編碼所利用的字典通過如下步驟獲得：

獲得多張X射線訓(xùn)練圖像，所述多張X射線訓(xùn)練圖像為不同電壓下的X射線透過同一個構(gòu)件形成的多張圖像；

針對每張X射線訓(xùn)練圖像中的每個像素點，確定以該像素點為中心且預(yù)設(shè)鄰域大小的訓(xùn)練圖像塊，并基于所述訓(xùn)練圖像塊包括的各像素點的像素值對于所述訓(xùn)練圖像塊的隸屬度，計算該像素點的模糊熵；

將模糊熵大于預(yù)設(shè)閾值的像素點對應(yīng)的訓(xùn)練圖像塊作為有效信息塊；

從所述有效信息塊中選擇多個訓(xùn)練圖像塊，并確定選擇的每個訓(xùn)練圖像塊的訓(xùn)練圖像塊向量，并將各訓(xùn)練圖像塊向量構(gòu)建為字典訓(xùn)練集；

利用字典訓(xùn)練算法對所述字典訓(xùn)練集進行字典訓(xùn)練，得到所述字典。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述基于所述訓(xùn)練圖像塊內(nèi)像素點的像素值對于所述訓(xùn)練圖像塊的隸屬度，計算該像素點的模糊熵，包括：

通過以下公式計算一個像素點的模糊熵：

其中，x∈[1，width]，y∈[1，height]，width為第i張X射線訓(xùn)練圖像的寬度，height表示第i張X射線訓(xùn)練圖像的高度，E_i(x，y)為第i張X射線訓(xùn)練圖像中像素點(x，y)的模糊熵，i＝1，2，...，K，K為X射線訓(xùn)練圖像的數(shù)量，N_x，y為以像素點(x，y)為中心且指定領(lǐng)域大小的訓(xùn)練圖像塊中各像素點的像素值構(gòu)成的集合，q為N_x，y中像素值的數(shù)量，μ_i(k，l)為第i張X射線訓(xùn)練圖像中像素點(k，l)的像素值對于N_x，y的隸屬度。

3.根據(jù)權(quán)利要求1-2任一項所述的方法，其特征在于，所述針對每張X射線圖像，對該X射線圖像中的各圖像塊分別進行稀疏編碼，得到該X射線圖像中各圖像塊的稀疏系數(shù)向量，包括：

針對每張X射線圖像，確定該X射線圖像中的每個圖像塊的圖像塊向量；

對該X射線圖像中的每個圖像塊的圖像塊向量分別進行稀疏編碼，得到該X射線圖像中的各圖像塊對應(yīng)的稀疏系數(shù)向量。

4.根據(jù)權(quán)利要求1-2任一項所述的方法，其特征在于，所述根據(jù)對所述融合稀疏系數(shù)向量矩陣進行反稀疏編碼得到的結(jié)果，確定所述多張X射線圖像的融合圖像，包括：

對所述融合稀疏系數(shù)向量矩陣進行反稀疏編碼，得到融合圖像塊向量；

對所述融合圖像塊向量進行滑塊逆變換，得到各融合圖像塊；

確定各融合圖像塊的位置，并對融合圖像塊的重疊區(qū)域包括的像素點的像素值取平均值，得到所述融合圖像。