一种基于权值调整二阶盲辨识的数字乳腺层析合成摄影的重建方法技术

本发明专利技术提出了一种基于权值调整二阶盲辨识的数字乳腺层析合成摄影的重建方法，包括以下步骤：S1：获取n个角度的乳腺X射线投影；S2：对获取的乳腺投影进行图像灰度值校正及初步降噪；S3：对处理后的投影进行位移及配准；S4：将经位移、配准后的投影组成新的图像序列，并对其进行中心化处理，得到混合观测矩阵；S5：求得混合观测矩阵的非零时延协方差矩阵；S6：对非零时延协方差矩阵寻找一个酉矩阵近似联合对角化，得到权值矩阵，进而分离出模糊干扰、得到聚焦层信息；S7：利用边缘检测提取模糊干扰中的细节轮廓，将细节轮廓加到聚焦层信息中，达到对重建层面降噪及增强的目的；本发明专利技术可以改善重建层面图像质量，达到超分辨率重建的效果。

【技术实现步骤摘要】
一种基于权值调整二阶盲辨识的数字乳腺层析合成摄影的重建方法
本专利技术涉及一种图像处理方法，具体的说是一种基于权值调整二阶盲辨识的数字乳腺层析合成摄影的重建方法，属于图像处理

技术介绍
乳腺癌是发生在乳腺上皮组织的恶性肿瘤，发病率占人体全身恶性肿瘤的7％～10％，已经成为全世界发病率第二，因癌发病致死率第一的恶心肿瘤疾病。对乳腺癌而言，早发现、早治疗是降低致死率的关键。对于乳腺癌的筛查，主要是通过对临床上的放射医学影像分析判断来确定的，21世纪出现的全数字化乳腺摄影技术具有良好的对比度与分辨率，但其成像方式主要依赖于乳腺组织的二维投影，对于乳腺这种致密型腺体物质器官而言，容易造成病理结构和腺体组织重叠，造成漏诊及误诊现象，不利于病情的早期发现。DBT成像很好地利用了组织结构的三维特性，其重建的断层图像很大程度上消除了组织结构重叠产生的对于乳腺病灶诊断的影响，提高了病灶的可见性，对边缘轮廓、微小钙化点的显像更有优势，减少了漏诊、误诊情况的发生，使得DBT成像对于乳腺癌的诊断与筛查更具有临床意义。对于医学图像而言，重建图像本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于权值调整二阶盲辨识的数字乳腺层析合成摄影的重建方法，其特征在于，包括以下步骤：/nS1：获取n个角度的乳腺X射线投影；/nS2：对获取的乳腺投影进行图像灰度值校正及初步降噪；/nS3：对初步处理后的多角度投影进行位移及配准；/nS4：将经位移、配准后的多角度投影组成新的图像序列，并对其进行中心化处理，得到去均值化的混合观测矩阵；/nS5：求得混合观测矩阵的非零时延协方差矩阵；/nS6：对非零时延协方差矩阵采用非线性权值最小二乘法寻找一个酉矩阵近似联合对角化，得到权值矩阵，进而分离出模糊干扰、得到聚焦层信息；/nS7：利用边缘检测提取模糊干扰中的细节轮廓，将细节轮廓加到聚焦层信息中，...

【技术特征摘要】
1.一种基于权值调整二阶盲辨识的数字乳腺层析合成摄影的重建方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1：获取n个角度的乳腺X射线投影；
S2：对获取的乳腺投影进行图像灰度值校正及初步降噪；
S3：对初步处理后的多角度投影进行位移及配准；
S4：将经位移、配准后的多角度投影组成新的图像序列，并对其进行中心化处理，得到去均值化的混合观测矩阵；
S5：求得混合观测矩阵的非零时延协方差矩阵；
S6：对非零时延协方差矩阵采用非线性权值最小二乘法寻找一个酉矩阵近似联合对角化，得到权值矩阵，进而分离出模糊干扰、得到聚焦层信息；
S7：利用边缘检测提取模糊干扰中的细节轮廓，将细节轮廓加到聚焦层信息中，达到对重建层面降噪及增强的目的。


2.根据权利要求1所述的一种基于权值调整二阶盲辨识的数字乳腺层析合成摄影的重建方法，其特征在于，步骤S1中图像获取方法为：保持探测器平板在水平方向上与X射线源做相对运动，X射线源在压迫板上方绕乳腺体小范围弧形运动，等间隔角度采集投影，获取多角度乳腺X射线投影。


3.根据权利要求1所述的一种基于权值调整二阶盲辨识的数字乳腺层析合成摄影的重建方法，其特征在于，步骤S2的具体步骤如下：
S21：获取暗场图像：关闭X射线源并开启平板探测器，采集多帧暗场图像，用“帧平均”法获得一帧稳定的暗场图像，记作：Pdark(x,y)；
S22：获取光场图像：开启X射线源和平板探测器，采集多帧光场图像，用“帧平均”法获得一帧稳定的光场图像，记作：Pbright(x,y)；
S23：图像灰度值校正：开启X射线源和平板探测器，系统进入正常工作状态，对乳腺第n个角度投影采集多帧，每帧记作：对其进行灰度值校正，如式(1)：



式(1)中，Pdark(x,y)为一帧稳定的暗场图像，Pbright(x,y)为一帧稳定的光场图像，为第n个角度投影灰度值校正后的图像；为第n个角度投影校正前图像，mean为取均值；
S24：初步降噪：根据投影中的噪声程度高低，选取合适的基于图像序列的降噪方法，对进行初步降噪；当噪声程度较低时，可选取“帧平均”法进行初步降噪；当噪声程度较高时，选取“基于二阶统计量的盲源分离”的方法进行初步降噪，二阶统计量的盲源分离算法如：SVD或WASOBI。


4.根据权利要求3所述的一种基于权值调整二阶盲辨识的数字乳腺层析合成摄影的重建方法，其特征在于，步骤S3的具体步骤如下：
S31：根据X线源与探测器运动位置的几何特性计算位移量，过程如下：水平探测器的运动方向沿X轴，垂直探测器的运动方向沿Z轴，探测器运动轨迹的中心为原点，X线管到探测器平面距离为D，运动到第n个角度时，X线管的坐标为(an,D)，此时探测器中点坐标为bn＝an(zf/(zf-D))，若此时待成像平面结构在Z轴上的坐标为z，那么在探测器上投影横坐标为xn(z)＝an(1-(D/(D-z)))；因此得到待重建层面与探测器中心位置的相对位移为：



式(2...

【专利技术属性】
技术研发人员：喻春雨，李翰林，刘明睿，陈刚，
申请(专利权)人：南京邮电大学，
类型：发明
国别省市：江苏;32