一种新型陷波滤波器去除光纤图像网格的方法技术

本发明专利技术涉及一种新型陷波滤波器去除光纤图像网格的方法。基于光纤束的显微内窥镜传像产生的蜂窝状网格结构，其在频谱图中多呈现出重复排列的高亮十字形图案的高频特征，因而设计了一种阻频带形状为十字形的滤波函数，通过在频域对其进行定位与滤波，从而实现噪声的精准去除。相较于传统的圆形高斯滤波函数或巴特沃斯函数，在保证了滤除高频噪声的同时，尽量减小对图像原本信息的影响，从而提高显微内窥镜成像质量。镜成像质量。镜成像质量。

【技术实现步骤摘要】
一种新型陷波滤波器去除光纤图像网格的方法


[0001]本专利技术涉及光纤传输成像领域，具体来说，涉及一种新型陷波滤波器去除光纤图像网格的方法。

技术介绍

[0002]基于光纤束的显微内窥镜是一种新兴的成像方式，可以实现细胞水平分辨力的疾病检测，有助于对结肠癌，胃食管反流病，口腔肿瘤等消化道疾病的早期辅助诊断以及潜在的治疗干预。然而通过纤维束获取图像的方法存在固有的特点和缺陷，其中最具视觉冲击力和限制性的伪影就是“蜂窝效应”，是光被引导从远端到组成纤维束的单个芯的近端产生的结果，呈现出明显的蜂窝状栅格图案，从而影响成像质量。针对这个问题，研究人员已经提出了空域滤波、频域滤波以及插值的方法。采用插值重建的方法好处是结果信号水平更强，信号锐利度更高，但其缺点也十分明显，处理速度较慢，无法满足显微内窥镜实时显示处理结果的要求，同时因为比较依赖光纤束中心选取算法，所以对于信号水平较弱的图像，可能会由于光纤束中心选取问题造成图像的畸变。采用空域滤波的方法虽然速度大于插值，但是也会有对比度降低，细节丢失等问题。采用频域滤波的方法，同样有较块的处理速度，但是不同类型滤波器的构建和选择可能对图像结果的对比度以及细节产生较大的影响。

技术实现思路

[0003]本专利技术所要解决的技术问题是克服现有技术的不足，提供一种新型陷波滤波器去除光纤图像网格的方法，通过构建合理的陷波滤波器，能够在有效的去除网格噪声的同时保留原图像的特征信息。
[0004]本专利技术为了解决上述技术问题采用以下技术方案：本专利技术设计了一种十字形邻域阻带的陷波滤波器函数，其邻域阻带为十字形，契合高频噪声白色高亮形状，从而更有效的去除显微内窥镜蜂窝状噪声，具体包含如下步骤：步骤1，获取图像并对图像进行快速傅里叶变换得到频谱图。
[0005]步骤2，对频谱进行识别从而确定滤波中心坐标(u
k
,v
k
)其表示到图片中心的距离。首先采用Sobel算法提取边界线条，然后进行二值化使频谱更加清晰，再然后因为周期性网格的频谱多为高亮十字形状，所以寻找每一个小十字的外界矩形，选择外界矩形的中心作为陷波滤波器的中心点(u
k
,v
k
)。因为滤波中心不只一个，所以下标k表示第k个滤波中心。
[0006]步骤3，构建“十字形”邻域阻带，具体操作分为两步，第一步为通过修改距离函数获得不同的平面形状，构造长半轴长为a，短半轴长为b的椭圆一个，长半轴长为b，短半轴长为a的椭圆第二个，两个椭圆形状上相互垂直，和一个以椭圆短半轴长b为半径的圆形，分别为D
k1
，D
k2
，D
k3：
。
[0007]因为陷波滤波函数关于图像中心对称，同理有：。
[0008]u
k
,v
k
代表了距离图像中心的横轴和纵轴距离，由步骤2确定，M，N代表图像的长和宽，a为椭圆的长半轴长，b为椭圆的短半轴长，通过改变a和b的值可以调整十字的大小。
[0009]其中D0为常数，是截止频率点到频率中心的距离。
[0010]同理因为陷波滤波函数关于图像中心对称，将D
‑
k1
，D
‑
k2
，D
‑
k3
带入传递函数，得到H
‑
k1
，H
‑
k2
，H
‑
k3
。
[0011]从而构建十字形邻域阻带的滤波函数：。
[0012]其中D0为常数，是截止频率点到频率中心的距离。
[0013]同理因为陷波滤波函数关于图像中心对称，将D
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，D
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，D
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带入传递函数，得到H
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k1
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，H
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k3
。
[0014]从而构建十字形邻域阻带的滤波函数：。
[0015]步骤4，最终构建陷波滤波器：。
[0016]Q为检测到的噪声频率中心个数，k从1取到Q，表示对于频谱上每一个噪声点都要进行陷波滤波。
[0017]步骤5，根据步骤2确定的滤波中心对频谱进行滤波得到滤波后的频谱图其中
ꢀꢀ
为傅里叶变换后频谱图,
ꢀꢀ
为步骤4构建的陷波滤波器。
[0018]步骤6，对滤波后频谱进行二维逆傅里叶变换得到输出图像。
[0019]本专利技术所采用的陷波滤波传递函数与现有的函数相比，具有以下效果，在保证了滤除高频噪声的同时，尽量减小对图像原本信息的影响，从而提高显微内窥镜成像质量。
附图说明
[0020]图1是本专利技术基于陷波滤波器去除显微内窥镜蜂窝状噪声的流程示意图图2是a=3，b=1，D0=3仅有一处滤波中心时十字形滤波函数图3是输入原始图像图4是输入图像频谱图图5是滤波完成输出图像
具体实施方式
[0021]下面结合附图对本专利技术的具体实施方式做进一步的详细说明：本专利技术的具体流程如图1所示。
[0022]步骤S1，获取光纤传输的内窥镜图像如图3所示，并对图像进行快速傅里叶变换得到频谱如图4所示。可以看出除中心区域的有效信息外，在周围有许多高亮的十字形的高频分量，能否成功消除蜂窝状噪声的关键就在于能否有效的去除这些两亮点。
[0023]步骤S2，对频谱进行识别从而确定滤波中心坐标(u
k
,v
k
)，其表示到图片中心的距离。进一步的，还包括以下步骤：步骤S201，采用Sobel算法提取边界线条。
[0024]步骤S202，进行二值化使频谱更加清晰。
[0025]步骤S203，因为周期性网格的频谱多为高亮十字形状，所以寻找每一个小十字的外界矩形，选择外界矩形的中心作为陷波滤波器的中心点(u
k
,v
k
)。因为滤波中心不只一个，所以下标k表示第k个滤波中心。
[0026]步骤S3，构建“十字形”邻域阻带。进一步的，还包括以下步骤：步骤S301，通过修改距离函数获得不同的平面形状，构造长半轴长为a，短半轴长为b的椭圆一个，长半轴长为b，短半轴长为a的椭圆第二个，两个椭圆形状上相互垂直，和一个以椭圆短半轴长b为半径的圆形，分别为D
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[0027]因为陷波滤波函数关于图像中心对称，同理有：。
[0028](u
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k
)代表了距离图像中心的横轴和纵轴距离，由步骤S2确定，M，N代表图像的长和宽，a为椭圆的长半轴长，b为椭圆的短半轴长，通过改变a和b的值可以调整十字的大小。
[0029]步骤S302，分别将距离函数D
k1
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种新型陷波滤波器去除光纤图像网格的方法，其特征在于构建“十字形”邻域阻带，具体包含以下步骤：步骤S1，构造长半轴长为a，短半轴长为b的椭圆一个，长半轴长为b，短半轴长为a的椭圆第二个，和一个以椭圆短半轴长b为半径的圆形，分别为D
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，D
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，D
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：；因为陷波滤波函数关于图像中心对称，同理有：；u
k
,v
k
代表了距离图像中心的横轴和纵轴距离M,N代表图像的长和宽，a为椭圆的长半轴长，b为椭圆的短半轴长；步骤S2，分别将距离函数D
k1
，D
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，D
k3
带入传递函数，得到H
k1
，H
k2
，H
k3
，其中传递函数为:；其中D0为常数，是截止...

【专利技术属性】
技术研发人员：熊威，洪文昕，赵鹏举，庞佳驰，
申请(专利权)人：南京锐普创科科技有限公司，
类型：发明
国别省市：