基于标记法的多模态微波成像方法及系统技术方案

本发明专利技术涉及一种基于标记法的多模态微波成像方法及系统，通过将所述雷达探测图像和所述断层扫描图像中一幅图像的像素点映射到另一幅图像中，使两幅图像的相关像素点在空间位置上达到一致完成该两幅图像的融合。在诊断早期癌症患者的过程中可以通过使用不同的成像模态进行优势互补，本发明专利技术中将这两种技术成功融合，构成一套多模微波乳腺成像系统，达到成像优劣互补的目的。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种图像的融合方法及系统，尤其涉及一种雷达探测图像和断层扫描图像的融合方法及系统。
技术介绍
在医疗检测过程中，通常包括X光摄片、彩超、磁共振以及组织学检测。X光摄片分辨率高，但伴随着电离辐射和对乳房的压缩，不适应于病人的普查。彩超检测无放射性损害，但是对部分癌症病患、钙化点和毛刺杨结构不能显示，且受检查医师经验影响大。磁共振费用高，成像时间久，而组织学检查亦需精确定位，如钼靶引导入针、彩超引导入针等。因此，当前的这些检测手段并不适用于大规模的癌症病患筛查，尤其是针对中国广大的农村地区，医疗设施和普及非常不平衡的条件下，而微波成像的临床检测具有无电离辐射、造价低、效果和X光相当、可长期监测特点，能够成为我过大规模筛查的重要工具。在微波成像技术中，包括了两种技术，微波雷达成像和微波断层扫描成像，前者对于对比清晰的乳房组织，能够很好的发现强散射区域，符合X光以及超声和MRI的判断，对于非常致密的乳房难以解读，而对于良性肿瘤，或一些组织结块，一样会给出误读，微波断层扫描成像则可以判断组织的致密类型，同时可以判断不同组织的区域，两种成像方法各有优点但很难统一。
技术实现思路
本专利技术解决的技术问题是：构建一种基于标记法的多模态微波成像方法及系统，克服现有技术单一检测器件不能对两种图像进行统一的技术问题。本专利技术的技术方案是：提供一种基于标记法的多模态微波成像方法，包括如下步骤：>微波扫描：对待测区域发生微波宽带脉冲信号和微波单频相干信号；接收微波宽带脉冲回波信号和微波单频回波信号；分别成像：根据微波宽带脉冲回波信号生成雷达探测图像，根据微波单频回波信号生成断层扫描图像；图像融合：将所述断层扫描图像作为参考图像，将所述雷达探测图像作为浮动图像进行配准，对所述雷达探测图像的像素进行刚体变换，将所述断层扫描图像和所述雷达探测图像的灰度值分别看作两个随机变量进行互信息相关评估，当两个随机变量达到最佳配准时，它们对应像素的灰度互相关信息值达到最大，完成图像的融合。本专利技术的进一步技术方案是：在所述雷达探测图像和所述断层扫描图像两者中图像的特征点处进行标记，将所述雷达探测图像和所述断层扫描图像的图像标记重合对所述雷达探测图像和所述断层扫描图像进行融合。本专利技术的进一步技术方案是：在图像融合时，将所述雷达探测图像和所述断层扫描图像的图像标记进行识别，然后将识别图像作为界标进行图像融合。本专利技术的进一步技术方案是：在图像融合步骤中，以所述断层扫描图像和所述雷达探测图像的相似性侧度来衡量两幅图像的相似程度进行融合优化。本专利技术的进一步技术方案是：在进行图像融合之前还包括利用点运算来进行对比度的扩展的图像预处理。本专利技术的技术方案是：构建一种基于标记法的多模态微波成像系统，包括微波信号发生单元、微波信号接收单元、雷达成像单元、断层扫描成像单元、融合处理单元，所述微波信号发生单元对待测区域发生微波宽带脉冲信号和微波单频相干信号，所述微波信号接收单元接收微波宽带脉冲回波信号和微波单频回波信号，所述雷达成像单元根据微波宽带脉冲回波信号生成雷达探测图像，所述断层扫描成像单元根据微波单频回波信号生成断层扫描图像，所述融合处理单元所述融合处理单元将所述断层扫描图像作为参考图像，将所述雷达探测图像作为浮动图像进行配准，所述融合处理单元对所述雷达探测图像的像素进行刚体变换，所述融合处理单元将所述断层扫描图像和所述雷达探测图像的灰度值分别看作两个随机变量进行互信息相关评估，当两个随机变量达到最佳配准时，它们对应像素的灰度互相关信息值达到最大，完成图像的融合。。本专利技术的进一步技术方案是：所述融合处理单元还包括图像标记模块，所述图像标记模块在所述雷达探测图像和所述断层扫描图像两者中图像的特征点处进行标记，将所述雷达探测图像和所述断层扫描图像的图像标记重合对所述雷达探测图像和所述断层扫描图像进行融合。本专利技术的进一步技术方案是：所述融合处理单元还包括图像标记识别模块，所述图像标记识别模块将所述雷达探测图像和所述断层扫描图像的图像标记进行识别。本专利技术的进一步技术方案是：还包括图像优化模块，所述图像优化模块以所述断层扫描图像和所述雷达探测图像的相似性侧度来衡量两幅图像的相似程度进行融合优化。本专利技术的进一步技术方案是：所述微波信号处理单元包括微波雷达信号处理单元和微波断层信号处理单元。本专利技术的技术效果是：构建一种基于标记法的多模态微波成像方法及系统，通过将所述断层扫描图像作为参考图像，将所述雷达探测图像作为浮动图像进行配准，对所述雷达探测图像的像素进行刚体变换，将所述断层扫描图像和所述雷达探测图像的灰度值分别看作两个随机变量进行互信息相关评估，当两个随机变量达到最佳配准时，它们对应像素的灰度互相关信息值达到最大，完成图像的融合。在诊断早期癌症患者的过程中可以通过使用不同的成像模态进行优势互补，微波雷达成像利用超宽带微波信号来获取目标散射中心在距离上的高分辨率，然后利用多普勒信息，获得散射中心在横向距离上的高分辨率，两者结合即可获得目标的二维或三维分辨率，从而使目标的多位高分辨率得以实现。微波断层扫描成像是将低功率微波射向被测物体，在微波的激励下被测物产生一个散射场，该散射场与被测物内部的复介电常数分布有关，通过对该散射物的测量，得到被测物的相对介电常数及电导率的分布，进行相应的信息处理后即可获得被测物内部目标的微波断层成像。本专利技术中将这两种技术成功融合，构成一套多模微波乳腺成像系统，达到成像优劣互补的目的。附图说明图1为本专利技术的结构示意图。图2为本专利技术的结构图。图3为本专利技术的融合流程图。具体实施方式下面结合具体实施例，对本专利技术技术方案进一步说明。如图1所示，本专利技术的具体实施方式是：提供一种基于标记法的多模态微波成像方法，包括如下步骤：微波扫描：对待测区域发生微波宽带脉冲信号和微波单频相干信号；接收微波宽带脉冲回波信号和微波单频回波信号；具体实施过程如下：微波发生单元通过微波天线对待测区域发生微波宽带脉冲信号，微波宽带脉冲信号照射成像区域中的病灶区域，在病灶区域表面产生散射，用若干个微波天线扫描接收从病灶表面散射的微波宽带脉冲回波信号。微波信号发生单元1包括微波发生器和微波发射天线，微波信号接收单元包括微波接收天线。微波天线包括微微波发射天线和微波接收天线。微波发生单元通过微波天线对对待测区域发生微波单频相干信号，微波本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种基于标记法的多模态微波成像方法，包括如下步骤：微波扫描：对待测区域发生微波宽带脉冲信号和微波单频相干信号；接收微波宽带脉冲回波信号和微波单频回波信号；分别成像：根据微波宽带脉冲回波信号生成雷达探测图像，根据微波单频回波信号生成断层扫描图像；图像融合：将所述断层扫描图像作为参考图像，将所述雷达探测图像作为浮动图像进行配准，对所述雷达探测图像的像素进行刚体变换，将所述断层扫描图像和所述雷达探测图像的灰度值分别看作两个随机变量进行互信息相关评估，当两个随机变量达到最佳配准时，它们对应像素的灰度互相关信息值达到最大，完成图像的融合。

【技术特征摘要】
1.一种基于标记法的多模态微波成像方法，包括如下步骤：
微波扫描：对待测区域发生微波宽带脉冲信号和微波单频相干信号；接收
微波宽带脉冲回波信号和微波单频回波信号；
分别成像：根据微波宽带脉冲回波信号生成雷达探测图像，根据微波单频
回波信号生成断层扫描图像；
图像融合：将所述断层扫描图像作为参考图像，将所述雷达探测图像作为
浮动图像进行配准，对所述雷达探测图像的像素进行刚体变换，将所述断层扫
描图像和所述雷达探测图像的灰度值分别看作两个随机变量进行互信息相关评
估，当两个随机变量达到最佳配准时，它们对应像素的灰度互相关信息值达到
最大，完成图像的融合。
2.根据权利要求1所述基于标记法的多模态微波成像方法，其特征在于，
在所述雷达探测图像和所述断层扫描图像两者中图像的特征点处进行标记，将
所述雷达探测图像和所述断层扫描图像的图像标记重合对所述雷达探测图像和
所述断层扫描图像进行融合。
3.根据权利要求2所述基于标记法的多模态微波成像方法，其特征在于，
在图像融合时，将所述雷达探测图像和所述断层扫描图像的图像标记进行识别，
然后将识别图像作为界标进行图像融合。
4.根据权利要求1所述基于标记法的多模态微波成像方法，其特征在于，
在图像融合步骤中，以所述断层扫描图像和所述雷达探测图像的相似性侧度来
衡量两幅图像的相似程度进行融合优化。
5.根据权利要求1所述基于标记法的多模态微波成像方法，其特征在于，
在进行图像融合之前还包括利用点运算来进行对比度的扩展的图像预处理。
6.一种基于标记法的多模态微波成像系统，其特征在于，包括微波信号发
生单元、微波信号接收单元、雷达成像单元、断层扫描成像单元、融合处理单<...

【专利技术属性】
技术研发人员：罗林，
申请(专利权)人：深圳市一体医疗科技有限公司，
类型：发明
国别省市：广东;44