SRAD-
高斯金字塔优化模型研究
高斯金字塔优化模型研究高斯金字塔优化模型研究
高斯金字塔优化模型研究
杨
杨杨
杨先凤
先凤先凤
先凤,
,,
,游书涛
游书涛游书涛
游书涛,
,,
,彭
彭彭
彭
博
博博
博
(西南石油大学计算机科学学院,成都 610500)
摘
摘摘
摘 要
要要
要:
::
:在超声医学图像斑点噪声处理过程中,SRAD 算法易受噪声梯度的影响。为此,提出一种基于自适应加权的 SRAD-高斯金字塔联
合优化模型。以最小的迭代次数去除超声图像中的斑点噪声,利用优化的高斯金字塔模型对原始图像重新融合,计算 8 个不同扩散方向和
中心的相似度,并分别赋予相应权重。实验结果表明,在保存图像纹理的同时,该模型能较好地抑制噪声、加快处理速度。
关键词
关键词关键词
关键词:
::
:自适应加权;纹理细节;图像去噪;噪声梯度;迭代次数;图像融合;相似度
Research on SRAD-Gaussian Pyramid Optimization Model
YANG Xian-feng, YOU Shu-tao, PENG Bo
(School of Computer Science, Southwest Petroleum University, Chengdu 610500, China)
【
【【
【Abstract】
】】
】This paper proposes an optimization model of Gaussian-SRAD joint model based on adaptive weighting for the problem which has
large impact in the gradient of speckle for the normal SRAD model in the ultrasound image speckle processing. It uses minimum number of
iterations to reduce the speckle in ultrasound image. After the re-fusion by optimization gaussian pyramid, the proposed model gives the
corresponding weight by calculating the similarity between the center point and the remaining point of eight diffusion direction. Experimental results
show that the proposed model can inhibit the speckle, accelerate the processing speed and preserve the texture information at the same time.
【
【【
【Key words】
】】
】adaptive weighting; texture detail; image denoising; gradient of speckle; iteration number; image fusion; similarity
DOI: 10.3969/j.issn.1000-3428.2012.07.066
计 算 机 工 程
Computer Engineering
第 38 卷 第 7 期
Vol.38 No.7
2012 年 4 月
April 2012
·
··
·图形图像处理
图形图像处理图形图像处理
图形图像处理·
··
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文章编号
文章编号文章编号
文章编号:
::
:1000—
——
—3428(2012)07—
——
—0198—
——
—03
文献标识码
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文献标识码:
::
:A
中图分类号
中图分类号中图分类号
中图分类号:
::
:TP391
1
概述
概述概述
概述
超声成像技术是近年来现代医学影像中一种广泛应用的
技术,具有实时性、无放射性辐射等优点。相对于其他如核
磁共振成像等技术,其成像设备便宜,对人体伤害小。因此,
超声成像技术在血管动脉成像、心动成像等方面有着广泛的
应用。然而,超声图像在形成过程中,受到在超声图像中所
特有的噪声影响,会影响超声图像的实际成像效果,妨碍医
生对其进行观察诊断以及对感兴趣的部分的提取。因此,对
含噪的超声图像进行进一步处理是临床诊断中重要的环节。
图像去噪的目的是使被影响图像在其本身的纹理及边缘
等重要特征信息不被影响的同时,尽可能地去除影响图像的
各种加性及乘性噪声,使图像的效果及质量达到最优化,为
其后续处理如分割、边缘检测等打下良好的基础。图像去噪
可以分为传统方法去噪和偏微分方法去噪以及基于传统算法
和偏微分算法的联合去噪算法。传统的去噪方法包括基于局
部统计滤波的
Lee
算法
[1]
和
Frost
算法
[2]
等,利用局部统计参
数来进行滤波,虽然在同质区域上有很好的表现效果,但是
其或者无法很好去除边缘周围噪声,或者不能达到边缘保持
的效果;基于偏微分去噪的算法则包括
PM
方程
[3]
、
SRAD
算法
[4]
和基于非局部的平均去噪算法
[5]
等,其理论依据为非
线性多尺度思想。这些算法虽然克服了传统去噪方法边界模
糊的问题,但却可能产生块效应并且增加了图像处理时间。
联合去噪算法是利用传统算法和偏微分算法之间的优点
相互补充,以达到去噪的同时保留图像细节及边缘信息,包
括基于维纳滤波和偏微分混合去噪方法
[6]
等,本文算法也属
于此类。相比于传统方法,偏微分去噪算法最大特点是在去
除噪声的同时,加强了对图像中本身所含有的纹理细节的保
护,使边缘在去噪的同时得到加强而不是减弱,但是由于算
法固有的特性,其存在所需迭代次数多、时间耗费长的缺点。
为保证图像的纹理细节在去噪时不被丢失,同时提高算
法的速度、减少迭代次数,本文提出一种基于自适应加权的
SRAD-
高斯金字塔联合去噪算法。该算法基于优化的
SRAD
算法及高斯金字塔,利用优化的高斯金字塔模型对图像进行
预处理,再自适应计算
8
个不同扩散方向的权重,尽可能保
留图像相关纹理细节。
2
传统
传统传统
传统的
的的
的偏
偏偏
偏微分算法模型
微分算法模型微分算法模型
微分算法模型
2.1
传统拉普拉斯及高斯金字塔模型
传统拉普拉斯及高斯金字塔模型传统拉普拉斯及高斯金字塔模型
传统拉普拉斯及高斯金字塔模型
拉普拉斯金字塔由文献
[7]
提出,用于图像压缩。随后被
用于图像融合中,并取得了较好的效果。其主要由分解和重
构
2
个部分组成,分别记为
Reduce
和
Expand
。在分解阶段,
最低一层图像和原图像大小相同,随后,每上升一层,图像
按设定好的比例缩小;在重构阶段,图像由最高一层反向按
原缩小比例的倒数扩大后与下一层进行图像融合并逐层运行
至最底层。高斯金字塔由拉普拉斯金字塔发展而来,通常,
对于一幅图像
0
,其所具有的行、列数分别为
M
,
N
;
为最底层,即第
0
层,则高斯金字塔的第
1
层可由以下式
推导:
1 0
( , ) ( , ) (2 , 2 ), ,
g i j w m n g i m j n i M j N
= + +
∑ ∑
≤ ≤
( 1)
k k
g Reduce g
−
=
(2)
而采样定理表明,只有让所有以小于最短波长的
1/4
采
样而得到的精细结构才能通过平滑滤波器来更好的消除掉,
才能得到相关需要的亚采样图像
[8]
。因此,通常使用卷积核
基金项目
基金项目基金项目
基金项目:
::
:四川省应用基础研究计划基金资助项目(2011JY0060);
西南石油大学校级预研基金资助项目(2010XJZ167)
作者简介
作者简介作者简介
作者简介:
::
:杨先凤(1974-),女,教授,主研方向:数字图像处理,
数据库系统;游书涛,硕士研究生;彭 博,讲师、博士研究生
收稿日期
收稿日期收稿日期
收稿日期:
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:2011-09-01 E-mail:
::
:
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ianfeng730@163.com