基于空间频域滤波的激光散斑衬比血流成像方法及系统技术方案

本发明专利技术公开了基于空间频域滤波的激光散斑衬比血流成像方法及系统，涉及生物组织医学成像领域。该方法包括：S1，图像采集步骤；S2，二维快速傅里叶变换步骤；S3，空间频域滤波步骤；S4，二维快速傅里叶逆变换步骤；S5，时域处理步骤；S6，调制步骤。本发明专利技术通过空间频域滤波提取散斑图像中的背景信号，抑制光照背景的不均匀性；相比于一维快速傅里叶变换，利用二维快速傅里叶变换分析法来分离散斑信号和背景信号，有效降低计算复杂度的同时提高计算速度；利用空间频域滤波和时域叠加平均散斑信号计算深度调制衬比值，有效提高LSCI成像的衬比度和信噪比，也因此进一步提升了成像的动态范围。也因此进一步提升了成像的动态范围。也因此进一步提升了成像的动态范围。

【技术实现步骤摘要】
基于空间频域滤波的激光散斑衬比血流成像方法及系统


[0001]本专利技术涉及生物组织医学成像领域，具体涉及空间频域滤波的激光散斑衬比血流成像方法及系统。

技术介绍

[0002]激光散斑起源于相干激光被散射后的随机相干叠加过程。相干光的随机干涉形成了明暗变化的散斑图案，散斑图样随时间或者空间变化的统计特性包含了散射颗粒运动的相关信息，因此，通过分析散斑光强的时间和空间的统计特性，可以对散斑颗粒（比如血红细胞）的运动速度进行评估。LSCI（laser speckle contrast imaging，激光散斑衬比成像）利用散斑的光强统计量来提取二维血流速度分布图。散斑强度的统计特性分析包括一阶统计和二阶统计，其中一阶统计主要描述了单个像素点所对应的散斑强度的涨落，包括散斑强度的标准偏差和平均值，以及标准偏差和均值的比值，即使用“衬比值”来描述由强度变化所引起的散斑模糊程度，并根据散斑模糊程度推导散射粒子的运动速度。表示如下：
[0003]其中，表示整张散斑图像所有像素点光强的标准差，表示整张散斑图像所有像素点光强的均值，定义如下：.
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.基于空间频域滤波的激光散斑衬比血流成像方法，其特征在于，包括：S1，图像采集步骤，使用激光散斑血流成像系统采集多帧连续时间序列的散斑图像 ，(x,y)表示散斑图像的像素点位置坐标；S2，二维快速傅里叶变换步骤，对的单帧散斑图像做二维快速傅里叶变换，获得散斑图像空域变换后的频域信号，n表示时间序列图像的帧次序；(μ,v)表示散斑图像的像素点所对应的频域位置坐标；S3，空间频域滤波步骤，对频域信号采用低通频域滤波器和高通滤波器分别进行低通滤波和高通滤波，以分离出频域静态背景散斑信号和频域动态散斑信号；S4，二维快速傅里叶逆变换步骤，对频域静态背景散斑信号和频域动态散斑信号分别作二维快速傅里叶逆变换回到图像空域，获得空间静态背景散斑信号和空间动态散斑信号；S5，时域处理步骤，重复S2至S4步骤直至处理完每一帧散斑图像，对空间动态散斑信号和空间静态背景散斑信号进行时域处理，获得时间平均后的空间动态散斑信号和时间平均后的空间静态背景散斑信号；S6，调制步骤，计算全空间域上的时间平均调制深度，实现二维血流成像功能。2.根据权利要求1所述的基于空间频域滤波的激光散斑衬比血流成像方法，其特征在于，单帧散斑图像是生物组织体受到相干光的照射后产生随机干涉效应，形成的激光散斑图；相干光在生物组织体中传播后，在任意一时刻，生物组织体表面形成的激光散斑图像光强分布为：；其中，是第n帧激光散斑图像光强分布，是第n帧散斑图像的背景信号，是第n帧散斑图像的动态散斑信号，是散射干涉强度分布的调制函数，表示任意空间分布的散射粒子由于运动引入的频移分量，表示随着空间和时间t随机变化的干涉散射光之间的相位差。3.根据权利要求1所述的基于空间频域滤波的激光散斑衬比血流成像方法，其特征在于，步骤S2中获得散斑图像空域变换后的频域信号，表示如下：；其中，FFT表示二维快速傅里叶变换。4.根据权利要求1所述的基于空间频域滤波的激光散斑衬比血流成像方法，其特征在于，步骤S3中对频域信号进行频域滤波，滤波得...

【专利技术属性】
技术研发人员：翟林君，杜永兆，王寒，傅玉青，温廷羲，
申请(专利权)人：华侨大学，
类型：发明
国别省市：