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基于小波域的磁共振及医学超声图像去噪研究

作　者: 罗娟
导　师: 高协平
学　校: 湘潭大学
专　业: 信号与信息处理
关键词: 医学超声成像磁共振成像局部有向维纳滤波近邻系数阈值双树复数小波变换
分类号: TP391.41
类　型: 硕士论文
年　份: 2009年
下　载: 85次
引　用: 2次
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内容摘要

磁共振成像和超声成像是医学影像学中主要有效的诊断途径。但由于成像机理和设备等因素,最终的影像会呈现出不同性质的噪声,影响后续的医疗诊断和治疗。磁共振图像用于视觉检测的幅度图像中的噪声并不是加性高斯白噪声,而是呈现与信号相关的Rician分布,因而不易从信号中去除。这些噪声伪影是来自原始k -空间复数数据实部和虚部不相关的零均值加性高斯白噪声。因此,原始k -空间的复数域去噪方法成为医学图像去噪领域的研究热点。医学超声图像在成像过程中产生了与信号相关的斑点乘性噪声,加大了信噪区分的难度。但这类噪声在对数域呈现为高斯加性噪声,所以超声图像对数域的去噪方法成为此领域的又一研究热点。本文主要通过考虑方向性和相关性来建立去噪模型。基于不同的出发点提出了两类去噪方法。考虑到小波域子带能量分布的方向各异性,并引入平移不变的思想,提出一种新颖的基于非抽取小波域的局部有向Wiener滤波方法。基于较小邻域窗口内的小波系数之间具有一定相关性的事实,提出一种基于Stein无偏风险估计的近邻系数阈值策略,达到了自适应选取邻域窗口和收缩阈值的效果,提高了去噪算法的自适应能力。实验结果表明,本文提出的两种方法对磁共振和医学超声图像噪声地抑制都是可行的。与其它几类经典高效的方法相比,均取得了更佳的视觉效果和更好的定量分析结果,不仅达到了有效抑制噪声的目的,且保留了更多的细节特征。

全文目录

摘要  4-5
Abstract  5-8
引言  8-11
第1章医学成像概述  11-15
  1.1 MRI 成像  11-13
    1.1.1 MRI 成像原理  11-12
    1.1.2 MRI 的特点及其在医学临床上的应用  12-13
    1.1.3 MR 图像的品质因素  13
  1.2 医学超声成像  13-15
    1.2.1 医学超声成像原理  13-14
    1.2.2 超声诊断的特点及其在医学临床上的应用  14-15
第2章小波分析及其在图像去噪中的应用  15-31
  2.1 连续小波变换及离散小波变换  15-17
  2.2 多分辨率分析与 Mallat 算法  17-19
  2.3 小波在图像去噪中的应用  19-26
    2.3.1 小波去噪问题的描述  20
    2.3.2 小波去噪方法的分类  20-23
    2.3.3 小波系数的统计模型  23-24
    2.3.4 小波基的选取原则  24-25
    2.3.5 各种小波变换在小波去噪中的应用  25-26
  2.4 小波域MR 图像去噪研究简介  26-28
  2.5 小波域医学超声图像去噪研究简介  28-31
第3章非抽取局部有向 Wiener 滤波去噪算法  31-40
  3.1 非抽取小波变换  31-34
  3.2 Wiener 滤波窗  34-35
  3.3 非抽取小波域局部有向 Wiener 滤波算法  35-40
    3.3.1 小波局部有向Wiener 滤波算法  35-37
    3.3.2 收缩因子的确定  37-38
    3.3.3 噪声方差的估计  38-40
第4章基于双树复数小波变换的自适应近邻系数阈值去噪算法  40-46
  4.1 双树复数小波变换  40-43
  4.2 近邻系数阈值策略  43-46
    4.2.1 Neighshrink 阈值策略  43
    4.2.2 无偏估计近邻系数阈值策略  43-46
第5章实验结果及分析  46-74
  5.1 MR 图像的实验结果与分析  46-65
    5.1.1 实际标准造影样本  47-53
    5.1.2 实际活体MR 图像  53-57
    5.1.3 仿真数据  57-64
    5.1.4 实验总结  64-65
  5.2 医学超声图像的实验结果与分析  65-72
    5.2.1 实验结果及分析  66-72
    5.2.2 实验总结  72
  5.3 小结  72-74
总结与展望  74-76
参考文献  76-80
致谢  80-81
附录A 攻读硕士学位期间公开发表的论文  81-82
附录B 攻读硕士学位期间参与的科研项目  82

基于小波域的磁共振及医学超声图像去噪研究

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