專利名稱：基于小波空間方向性濾波的低劑量ct圖像處理方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種低劑量CT圖像處理方法，尤其涉及一種基于小波空間方向性濾 波的低劑量CT圖像處理方法，屬于計(jì)算機(jī)斷層顯像技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
作為目前一種常規(guī)有效的臨床醫(yī)學(xué)診斷工具，X射線計(jì)算機(jī)斷層成像(x-ray Computerized Tomography, CT)能夠在毫米尺度上清晰的獲得人體不同組織對于X射線的 衰減信息，從而為臨床醫(yī)生的診斷和預(yù)防提供豐富的三維人體器官組織信息。今天，作為 一種成熟的和在臨床上普遍認(rèn)可的檢查方法，CT已經(jīng)成為放射診斷領(lǐng)域內(nèi)不可缺少的主 要工具之一。然而，隨著CT斷層掃描在臨床診斷尤其是常規(guī)檢查中的普及，CT掃描中 的輻射劑量問題已經(jīng)引起了人們越來越多的關(guān)注，大量的臨床研究表明超過正常范圍的 CT輻射劑量易誘發(fā)人體新陳代謝異常乃至癌癥等疾病。然而，在目前的CT設(shè)備中，往 往通過調(diào)節(jié)管電流和電壓以減少CT掃描劑量，這樣將增加重建圖像的塊狀噪聲和具有方 向性的星條狀偽影，降低CT重建的質(zhì)量，從而影響臨床醫(yī)生對異常組織的確診率。當(dāng)前提高低劑量CT圖像質(zhì)量的方法主要分為基于投影空間數(shù)據(jù)的和基于圖像空 間數(shù)據(jù)的兩大類，基于投影空間數(shù)據(jù)的方法主要通過CT投影數(shù)據(jù)的恢復(fù)去噪來為重建提 供噪聲更少的投影數(shù)據(jù)，以提高低劑量條件下的圖像重建質(zhì)量，例如當(dāng)前在臨床CT重建 中普遍使用的濾波反投影(Filtered Back projection，F(xiàn)BP)算法，就是通過內(nèi)置的頻域 濾波處理來抑制偽影和噪聲，還有一些學(xué)者提出在投影空間建立數(shù)據(jù)模型并基于此建立 恢復(fù)算法來抑制低劑量條件下CT投影數(shù)據(jù)中的噪聲。此類方法的研究由于受到商用CT 投影數(shù)據(jù)無法獲得的限制，現(xiàn)實(shí)中難以得到廣泛應(yīng)用。另一類方法是直接通過圖像空間 處理技術(shù)來提高已重建的低劑量圖像質(zhì)量，具有不依賴原始投影數(shù)據(jù)和處理速度快的優(yōu) 點(diǎn)，通常使用非線性的處理方法進(jìn)行保持圖像邊緣信息的去噪處理，如各向異性濾波器 (nonlinear or anisotropic filter)或者小波(wavelet)的方法，然而此類非線性方主要基于圖 像的局部信息，難以得到良好的處理效果，例如，無法有效抑制低劑量CT圖像中的塊狀 噪聲和星條狀偽影，還會(huì)在處理中產(chǎn)生新的偽影。最近提出的基于大鄰域像素加權(quán)平均(Weighted Intensity Averaging over Large-scale Neighborhoods, WIA-LN)的圖像去噪算法屬于第二類方法，此方法能夠利用
CT圖像域的全局信息來獲得更好的去噪效果，其原理是認(rèn)為在臨床CT圖像中，屬于不同 的器官或衰減組織的像素往往在圖像分布于一個(gè)較大的尺度，而且屬于相同器官或衰減 組織的像素往往具有相似的鄰域信息，所以在一個(gè)較大尺度里對每個(gè)像素根據(jù)其周圍組
織相似度進(jìn)行加權(quán)平均能夠有效抑制圖像中的噪聲。定義^
和』分別表示原低劑量CT圖和處理后低劑量CT圖里像素點(diǎn)/的灰度值，WIA-LN方法 的思路如下
權(quán)利要求
1.一種基于小波空間方向性濾波的低劑量CT圖像處理方法，其特征在于，包括以下 步驟步驟1、使用靜態(tài)小波變換對待處理的低劑量CT圖像/做單層的分解，分別得到分解后的水平、垂直和對角方向的高頻細(xì)節(jié)圖像/cm、J^、 JU以及低頻圖像；步驟2、對水平和垂直的高頻細(xì)節(jié)圖像Xm和J喊分別沿各自高頻細(xì)節(jié)的正交方向作一維 非線性擴(kuò)散濾波處理，對對角方向的高頻細(xì)節(jié)圖像JU沿垂直和水平方向分別作兩次一維非 線性擴(kuò)散濾波處理，得到處理后的水平、垂直和對角方向的高頻細(xì)節(jié)圖像iM、Zffd > Im ； 步驟3、對處理后的水平、垂直和對角方向的高頻細(xì)節(jié)圖像^、Isi、Λμ以及原來的低頻圖像X1進(jìn)行逆靜態(tài)小波變換重建，得到偽影抑制的CT圖像/。
2.如權(quán)利要求1所述基于小波空間方向性濾波的低劑量CT圖像處理方法，其特征在 于，在步驟3之后還包括步驟4、對步驟3得到的圖像/進(jìn)行大鄰域加權(quán)平均噪聲抑制處理。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種基于小波空間方向性濾波的低劑量CT圖像處理方法，屬于計(jì)算機(jī)斷層顯像技術(shù)領(lǐng)域。本發(fā)明方法首先使用靜態(tài)小波變換對待處理的低劑量CT圖像進(jìn)行單層分解，然后對水平、垂直和對角方向的高頻細(xì)節(jié)圖像分別進(jìn)行垂直和水平方向的一維非線性擴(kuò)散濾波來抑制星條狀偽影在不同方向的高頻細(xì)節(jié)圖像中的信息強(qiáng)度，然后根據(jù)處理后的水平、垂直和對角方向的高頻細(xì)節(jié)圖像以及原來的低頻圖像進(jìn)行逆靜態(tài)小波變換來重建得到偽影得到抑制的CT圖像，然后利用現(xiàn)有的大鄰域加權(quán)平均噪聲抑制方法對圖像進(jìn)行進(jìn)一步處理。本發(fā)明方法可以有效抑制低劑量CT圖像內(nèi)的星條狀偽影和噪聲，提高低劑量CT圖像質(zhì)量，使其滿足臨床診斷的質(zhì)量要求。
文檔編號G06T11/00GK102024267SQ20101059589
公開日2011年4月20日 申請日期2010年12月20日 優(yōu)先權(quán)日2010年12月20日
發(fā)明者李松毅, 羅立民, 陳陽, 鮑旭東 申請人:東南大學(xué)