用于动态成像的递归滤波方法及相应的医学成像设备技术

本发明专利技术公开了一种用于动态成像的递归滤波方法及相应的医学成像设备，其中，所述递归滤波方法，包括如下步骤：S1，将邻域梯度值作为反馈系数引入递归滤波器结构中，形成递归滤波器，邻域梯度值以递归滤波器参数的指数形式决定递归滤波器的输出；S2，根据对图像清晰度的要求，确定滤波层数t；S3，采用递归滤波器在第k层对图像进行递归滤波操作，得到第k层递归滤波图像，并将其作为第k+1层的输入图像；S4，k从0逐渐递增，每增加一个整数值，重复步骤S3，直至得到t+1层的递归滤波图像，结合第t层的增益系数，得到第t层的尺度图像。该方法不仅能满足动态成像的实时性要求，而且可以有效的抑制帧间连续运动造成的影像模糊，达到很好的降噪效果。

Recursive filtering method for dynamic imaging and corresponding medical imaging device

The invention discloses a method for recursive filtering method for dynamic imaging and medical imaging equipment, the corresponding one of the recursive filtering method, which comprises the following steps: S1, a neighborhood gradient value as the feedback coefficient is introduced into the recursive filter structure, the formation of recursive filter, neighborhood gradient index to form recursive filter parameters determine the output recursive filter; S2, according to the image clarity, determine the filter layers T; S3, using recursive filter recursive filtering operation on the image in the k layer, k layer by the recursive filtering image, and the image as the input layer k+1; S4, K increased gradually from 0, every increase integer values, repeat steps S3 until a recursive filtering t+1 image layer, combined with the gain coefficient of the T layer, the T layer image scale. The method can not only satisfy the real-time requirement of dynamic imaging, but also effectively suppress the image blurring caused by continuous motion between frames, and achieve a good noise reduction effect.

【技术实现步骤摘要】
用于动态成像的递归滤波方法及相应的医学成像设备
本专利技术涉及一种图像的递归滤波方法，尤其涉及一种用于动态成像的递归滤波方法，同时涉及实现该递归滤波方法的医学成像设备，属于图像处理

技术介绍
近年来，基于使用放射线(例如，X射线)的运动图像拍摄的医学诊断和治疗正在盛行。在使用放射线的摄像中，必须在低放射线剂量下对人体进行拍摄，以减少暴露于放射线。在介入手术成像等一些动态成像的应用场合中，由于剂量受限，图像采集噪声会影响采集图像的质量，同时由于介入手术成像等的应用场合是动态成像，帧间连续运动会造成影像模糊。在这种情况下通常采用递归滤波方法来平滑噪声，由于介入手术成像场合的实时性要求，为满足帧频要求滤波方法要快速进行，通常采用线性滑动平均滤波方法，例如比较常见的高斯滤波方法。高斯滤波方法就是一个对整幅图像进行加权平均的过程，每一个像素点的值，都由其本身和邻域内的其他像素值经过加权平均后得到。高斯滤波方法的具体操作是：用一个模板(或称卷积、掩模)扫描图像中的每一个像素，用模板确定的邻域内像素的加权平均灰度值去替代模板中心像素点的值。线性滑动平均滤波方法简单快速，能够抑制图像采集噪声，可以满足介入手术成像的实时性要求。但该线性滑动平均滤波方法对帧间连续运动造成的影像模糊的抑制无能为力，相反，该滤波方法进行的平滑操作，会进一步加重影像模糊，不能解决介入手术成像等动态成像过程中影像模糊的问题，不能满足对图像的过滤要求。
技术实现思路
针对现有技术的不足，本专利技术所要解决的首要技术问题在于提供一种用于动态成像的递归滤波方法。本专利技术所要解决的另一技术问题在于提供一种实现用于动态成像的递归滤波方法的医学成像设备。为实现上述专利技术目的，本专利技术采用下述的技术方案：一种用于动态成像的递归滤波方法，包括如下步骤：S1，将邻域梯度值作为反馈系数引入递归滤波器结构中，形成递归滤波器，所述邻域梯度值以递归滤波器参数的指数形式决定所述递归滤波器的输出；S2，根据对图像清晰度的要求，确定滤波层数t，t＝0，1,2……N，N为正整数；S3，采用所述递归滤波器在第k层对图像进行递归滤波操作，得到第k层递归滤波图像，并将其作为第k+1层的输入图像，k＝0,1,2……t；S4，k从0逐渐递增，每增加一个整数值，重复步骤S3，直至得到t+1层的递归滤波图像，结合第t层的增益系数，得到第t层的尺度图像。其中较优地，在步骤S1中，所述递归滤波器采用如下状态方程表示：J(n)＝(1-ad)I(n)+adJ(n-1)其中，J(n)是递归滤波器当前的输出状态；I(n)是递归滤波器当前的输入状态，J(n-1)是递归滤波器之前的输出状态；a是递归滤波器参数；d是邻域梯度值。其中较优地，在步骤S1中形成的递归滤波器，用于递归滤波视频影像的每一帧内的一个像素点或者视频影像的相邻前后两帧图像的同一个像素点中的一种或两种。其中较优地，采用步骤S1中形成的递归滤波器，递归滤波视频影像的每一帧内的每一个像素点，包括如下步骤：S111，获取影像视频中的一帧图像，并获取所述图像的像素点集其中，Ai是所述图像中一个像素点，i是图像空间中某一特定位置，Ai-1和Ai+1是与Ai前后相邻的两个像素点；S112，采用获取的递归滤波器J(i)＝(1-ad)I(i)+adJ(i-1)对像素点Ai进行递归滤波操作；S113，i从1逐渐递增，每增加一个整数值，重复步骤S112，直至所述图像中的像素点全部进行递归滤波操作，得到滤波后的输出图像。其中较优地，当要对整个视频影像进行递归滤波操作时，在影像视频中的每一帧图像内重复步骤S111～S113，直至视频影像中的每一帧图像都处理完成，即可得到进行递归滤波操作后的输出图像组成的视频。其中较优地，采用步骤S1中形成的递归滤波器，递归滤波视频影像的相邻前后两帧图像的同一个像素点，包括如下步骤：S121，获取影像视频中的每一帧图像，并获取连续帧图像相同位置的目标像素点A，组成目标像素点集其中，n为时间流上某一特定时刻，An-1为在第n-1帧的目标像素点，An为在第n帧的目标像素点，An+1为在第n+1帧的目标像素点；S122，采用获取的递归滤波器J(n)＝(1-ad)I(n)+adJ(n-1)对目标像素点An进行递归滤波操作；S123，n从1逐渐递增，每增加一个整数值，重复步骤S112，直至该影像视频中的每一帧图像相同位置的目标像素点全部进行递归滤波操作，得到滤波后的输出图像。其中较优地，当需要对整个视频图像进行递归滤波操作时，首先，逐一确定当前帧图像上的每一个像素点为目标像素点；然后，针对每一目标像素点，重复步骤S121～S123，直至当前帧图像上的像素点全部处理完成，即可得到进行递归滤波操作后的输出图像组成的视频。其中较优地，在步骤S4中，得到第t层的尺度图像采用如下公式：L(t)＝Gt*(RFt+1(I)-RFt(I))其中，t是分层的层数目；I是原始图像；RF是递归滤波操作；L(t)为第t层尺度图像；RFt(I)、RFt+1(I)分别对应第t层及第t+1层的递归滤波图像；Gt为第t层的增益系数。一种医学成像设备，用于实现所述的用于动态成像的递归滤波方法，包括控制单元、数据获取单元、影像链单元、存储单元以及DSA单元；其中，所述控制单元分别与所述数据获取单元、所述影像链单元、所述存储单元以及所述DSA单元相连接。其中较优地，所述控制单元的图像处理模块从实时存储单元中获取形成的递归滤波器，通过实时数据获取单元接收经所述影像链单元和所述DSA单元处理和采集的图像，通过形成的递归滤波器对图像进行递归滤波处理，得到最终输出的递归滤波图像。本专利技术所提供的用于动态成像的递归滤波方法，将邻域梯度值作为反馈系数引入递归滤波器结构中，形成递归滤波器。邻域梯度值以递归滤波器参数的指数形式来影响递归滤波器的输出。然后，通过分层，逐层进行递归滤波处理。得到最终的输出图像。该递归滤波方法不仅能满足介入手术等动态成像的实时性要求，而且可以有效的抑制帧间连续运动造成的影像模糊，能够在保持图像对比度的前提下，达到很好的降噪效果。附图说明图1为本专利技术所提供的用于动态成像的递归滤波方法的流程图；图2为本专利技术所提供的递归滤波器的结构图；图3为本专利技术所提供的一个实施例中，空间邻域的结构示意图；图4为本专利技术所提供的一个实施例中，时间邻域的结构示意图；图5为本专利技术所提供的多尺度递归滤波操作的原理图；图6为本专利技术所提供的一个实施例中，原始的含有采集噪声的介入图像的示意图；图7为本专利技术所提供的一个实施例中，采用高斯滤波方法处理之后的结果图像的示意图；图8为本专利技术所提供的一个实施例中，采用递归滤波方法处理之后的结果图像的示意图。具体实施方式下面结合附图和具体实施例对本专利技术的
技术实现思路
进行详细具体的说明。如图1所示，本专利技术提供的用于动态成像的递归滤波方法，具体包括如下步骤：首先，将邻域梯度值作为反馈系数引入递归滤波器结构中，形成递归滤波器。其次，根据对图像清晰度的要求，确定滤波层数t，t＝0，1,2……N，N为正整数。分层的层数目t通常取值范围是2到5，层数越多，计算耗费的时间越长，在实时性要求高的介入应用场合，层数t可选择2到3层。然后，采用形成的递归滤波器在第k层对图像进行递归滤波操本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于动态成像的递归滤波方法，其特征在于包括如下步骤：S1，将邻域梯度值作为反馈系数引入递归滤波器结构中，形成递归滤波器，所述邻域梯度值以递归滤波器参数的指数形式决定所述递归滤波器的输出；S2，根据对图像清晰度的要求，确定滤波层数t，t＝0，1,2……N，N为正整数；S3，采用所述递归滤波器在第k层对图像进行递归滤波操作，得到第k层递归滤波图像，并将其作为第k+1层的输入图像，k＝0,1,2……t；S4，k从0逐渐递增，每增加一个整数值，重复步骤S3，直至得到t+1层的递归滤波图像，结合第t层的增益系数，得到第t层的尺度图像。

【技术特征摘要】
1.一种用于动态成像的递归滤波方法，其特征在于包括如下步骤：S1，将邻域梯度值作为反馈系数引入递归滤波器结构中，形成递归滤波器，所述邻域梯度值以递归滤波器参数的指数形式决定所述递归滤波器的输出；S2，根据对图像清晰度的要求，确定滤波层数t，t＝0，1,2……N，N为正整数；S3，采用所述递归滤波器在第k层对图像进行递归滤波操作，得到第k层递归滤波图像，并将其作为第k+1层的输入图像，k＝0,1,2……t；S4，k从0逐渐递增，每增加一个整数值，重复步骤S3，直至得到t+1层的递归滤波图像，结合第t层的增益系数，得到第t层的尺度图像。2.如权利要求1所述的用于动态成像的递归滤波方法，其特征在于：在步骤S1中，所述递归滤波器采用如下状态方程表示：J(n)＝(1-ad)I(n)+adJ(n-1)其中，J(n)是递归滤波器当前的输出状态；I(n)是递归滤波器当前的输入状态，J(n-1)是递归滤波器之前的输出状态；a是递归滤波器参数；d是邻域梯度值。3.如权利要求1所述的用于动态成像的递归滤波方法，其特征在于：在步骤S1中形成的递归滤波器，用于递归滤波视频影像的每一帧内的一个像素点或者视频影像的相邻前后两帧图像的同一个像素点中的一种或两种。4.如权利要求2或3所述的用于动态成像的递归滤波方法，其特征在于采用步骤S1中形成的递归滤波器，递归滤波视频影像的每一帧内的每一个像素点，包括如下步骤：S111，获取影像视频中的一帧图像，并获取所述图像的像素点集其中，Ai是所述图像中一个像素点，i是图像空间中某一特定位置，Ai-1和Ai+1是与Ai前后相邻的两个像素点；S112，采用获取的递归滤波器J(i)＝(1-ad)I(i)+adJ(i-1)对像素点Ai进行递归滤波操作；S113，i从1逐渐递增，每增加一个整数值，重复步骤S112，直至所述图像中的像素点全部进行递归滤波操作，得到滤波后的输出图像。5.如权利要求4所述的用于动态成像的递归滤波方法，其特征在于：当要对整个视频影像进行递归滤波操作时，在影像视频中的每一帧图像内重复步骤S111～S113，直至视频影像中的每一帧图像都处理完成，即可得到进行递归滤波操...

【专利技术属性】
技术研发人员：俞龙江，解菁，张宁，
申请(专利权)人：北京唯迈医疗设备有限公司，
类型：发明
国别省市：北京,11