一种基于NSCT-SCM的图像融合方法及系统技术方案

本发明专利技术提出了一种基于NSCT

【技术实现步骤摘要】
一种基于NSCT
‑
SCM的图像融合方法及系统


[0001]本专利技术涉及图像处理
，具体而言，涉及一种基于NSCT
‑
SCM的图像融合方法及系统。

技术介绍

[0002]自一百多年前发现X射线以来，射线成像和计算机断层成像(CT)等X射线成像技术在医学、安检、无损检测、工业探伤等领域得到了广泛的应用。最近，X射线技术取得了重要突破，Talbot
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Lau光栅干涉法被引入到X射线成像中，这项技术可以同时输出三组互不相同但信息互补的信号：(a) AC (Attenuation contrast)， (b) DPC (Differential phase contrast) 和 (c) DFC (Dark
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field contrast)， 这相较于仅基于射线吸收的传统X射线成像技术可以提供更加丰富的信息。
[0003]XPCI (X
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ray differential phase
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contrast imaging，X射线差分相位衬度成像) 在医疗和工业领域已经得到了非常广泛的应用，可帮助辐射成像学家和医生们获取样品或病灶的直观情况。然而，可以同时获取三张不同的图片就带来一个新的问题：如何以一种最简洁、有效的形式来将这些图像中所包含的信息呈现，以避免同时读取三幅图像的繁琐工作。
[0004]为了解决这个问题，科研工作者们已经做出了许多研究：Ewald Roessl和Thomas Koehler等人在2012年提出了一种基于几项简单假设的图像融合算法，该算法有望在生物学应用中取得很好的效果，但生物学实验结果很少；Z. Wang和C.A.Clavijo等人在2013年提出了一种基于多分辨率的图像融合方法，该方法成功地将原始图像的细节转换为融合结果，但缺乏客观的度量来评价其性能；Felix Scholkmann和Vincent Revol等人在2014年提出了一项图像去噪、融合以及增项的方案，由于引入了前去噪和后增强，对牙齿和乳房图像取得了令人满意的效果，但其融合方案的融合规则不能同时处理三幅输入图像。

技术实现思路

[0005]本专利技术的目的在于提供一种基于NSCT
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SCM的图像融合方法及系统，其能够对X射线差分相位衬度图像进行灵活的融合，输出具有高对比度和显式细节的图像，为医生的诊断提供更加直观、丰富的信息。
[0006]本专利技术的实施例是这样实现的：第一方面，本申请实施例提供一种基于NSCT
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SCM的图像融合方法，其包括：获取待融合的三张X射线差分相位衬度图像并进行预处理；利用NSCT变换方法分别对预处理后的三张图像进行分解，得到对应的低频子带图像和高频方向子带图像；将低频子带图像和高频方向子带图像输入SCM模型中进行点火，得到对应的神经元点火映射图；结合神经元点火映射图，将低频子带图像和高频方向子带图像分别按照对应的预
设规则进行融合重构，得到融合图像；利用三步增强法对融合图像进行后处理。
[0007]基于第一方面，在本专利技术的一些实施例中，上述利用NSCT变换方法分别对预处理后的三张图像进行分解，得到对应的低频子带图像和高频方向子带图像的步骤包括：利用NSPFB对预处理后的图像分别进行塔形分解，得到对应的低频子带图像和高频子带图像；利用NSDFB将高频子带图像进一步分解为方向子带，得到高频方向子带图像，并将低频子带图像继续进行塔形分解；当分解次数达到预设值时停止分解，得到各张图像对应的一张低频子带图像和多张高频方向子带图像。
[0008]基于第一方面，在本专利技术的一些实施例中，上述结合神经元点火映射图，将低频子带图像和高频方向子带图像分别按照对应的预设规则进行融合重构，得到融合图像的步骤包括：将三张图像的低频子带图像与对应的神经元点火映射图按照低频融合公式进行融合，得到低频融合图像；将三张图像同一方向的高频方向子带图像对应的神经元点火映射图中各点的值与预设阈值进行对比，得到并根据对比结果进行高频融合，得到高频融合图像；将低频融合图像和高频融合图像进行NSCT逆变换，得到最终的融合图像。
[0009]基于第一方面，在本专利技术的一些实施例中，上述低频融合公式为：
[0010]其中，是得到的低频融合图像的低频系数矩阵位置的值；，和分别为三张图像AC、DPC和DFC对应的低频子带图像的低频系数矩阵位置的值；，和分别为三张图像AC、DPC和DFC的低频子带图像对应的神经元点火映射图中位置的值；a为预设可调参数。
[0011]基于第一方面，在本专利技术的一些实施例中，上述将三张图像同一方向的高频方向子带图像对应的神经元点火映射图中各点的值与预设阈值进行对比，得到并根据对比结果进行高频融合，得到高频融合图像的步骤包括：对于三张图像同一方向的高频方向子带图像对应的神经元点火映射图中的每个点，若只有一张神经元点火映射图中该点的值大于预设阈值，则将对应的高频方向子带图像中该像素点的值直接作为高频融合图像中该像素点的值；若有两张神经元点火映射图中该点的值均大于预设阈值，则将对应的两张高频方向子带图像中该像素点的平均值作为高频融合图像中该像素点的值；若三张神经元点火映射图中该点的值均大于预设阈值，则将三张高频方向子带图像中该像素点的值进行加权求和，并将求和结果作为高频融合图像中该像素点的值。
[0012]基于第一方面，在本专利技术的一些实施例中，上述利用三步增强法对融合图像进行
后处理的步骤包括：利用CLAHE算法对融合图像进行对比度增强处理；利用AS算法对经CLAHE处理后的图像进行锐化；利用GC方法，通过一个s型函数对锐化后的图像进行增强。
[0013]基于第一方面，在本专利技术的一些实施例中，上述预处理包括：利用自适应维纳滤波器对待融合的三张X射线差分相位衬度图像进行去噪处理。
[0014]第二方面，本申请实施例提供一种基于NSCT
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SCM的图像融合系统，其包括：预处理模块，用于获取待融合的三张X射线差分相位衬度图像并进行预处理；NSCT分解模块，用于利用NSCT变换方法分别对预处理后的三张图像进行分解，得到对应的低频子带图像和高频方向子带图像；SCM点火模块，用于将低频子带图像和高频方向子带图像输入SCM模型中进行点火，得到对应的神经元点火映射图；图像融合模块，用于结合神经元点火映射图，将低频子带图像和高频方向子带图像分别按照对应的预设规则进行融合重构，得到融合图像；图像增强模块，用于利用三步增强法对融合图像进行后处理。
[0015]第三方面，本申请实施例提供一种电子设备，其包括存储器，用于存储一个或多个程序；处理器。当上述一个或多个程序被上述处理器执行时，实现如上述第一方面中任一项上述的方法。
[0016]第四方面，本申请实施例提供一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，该计算机程序被处理器执行时实现如上述第一方面中任一项上述的方法。
[0017]相对于现有技术，本发本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于NSCT
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SCM的图像融合方法，其特征在于，包括：获取待融合的三张X射线差分相位衬度图像并进行预处理；利用NSCT变换方法分别对预处理后的三张图像进行分解，得到对应的低频子带图像和高频方向子带图像；将低频子带图像和高频方向子带图像输入SCM模型中进行点火，得到对应的神经元点火映射图；结合神经元点火映射图，将低频子带图像和高频方向子带图像分别按照对应的预设规则进行融合重构，得到融合图像；利用三步增强法对融合图像进行后处理。2.如权利要求1所述的一种基于NSCT
‑
SCM的图像融合方法，其特征在于，所述利用NSCT变换方法分别对预处理后的三张图像进行分解，得到对应的低频子带图像和高频方向子带图像的步骤包括：利用NSPFB对预处理后的图像分别进行塔形分解，得到对应的低频子带图像和高频子带图像；利用NSDFB将高频子带图像进一步分解为方向子带，得到高频方向子带图像，并将低频子带图像继续进行塔形分解；当分解次数达到预设值时停止分解，得到各张图像对应的一张低频子带图像和多张高频方向子带图像。3.如权利要求1所述的一种基于NSCT
‑
SCM的图像融合方法，其特征在于，所述结合神经元点火映射图，将低频子带图像和高频方向子带图像分别按照对应的预设规则进行融合重构，得到融合图像的步骤包括：将三张图像的低频子带图像与对应的神经元点火映射图按照低频融合公式进行融合，得到低频融合图像；将三张图像同一方向的高频方向子带图像对应的神经元点火映射图中各点的值与预设阈值进行对比，得到并根据对比结果进行高频融合，得到高频融合图像；将低频融合图像和高频融合图像进行NSCT逆变换，得到最终的融合图像。4.如权利要求3所述的一种基于NSCT
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SCM的图像融合方法，其特征在于，所述低频融合公式为：其中，是得到的低频融合图像的低频系数矩阵位置的值；，和分别为三张图像AC、DPC和DFC对应的低频子带图像的低频系数矩阵位置的值；，和分别为三张图像AC、DPC和DFC的低频子带图像对应的神经元点火映射图中位置的值；a为预设可调参数。5.如权利要求3所述的一种基于NSCT
‑
SCM的图像融合方法，其特征在于，所述将三张图像同一方向的高频方向子带图像对应的神经元点...

【专利技术属性】
技术研发人员：左卓，黎鹏，余丹妮，蒋明阐，罗静蕾，王柱，刘浩然，
申请(专利权)人：成都理工大学工程技术学院，
类型：发明
国别省市：