數(shù)字乳腺鉬靶圖像的軟拷貝顯示技術(shù)研究.pdf

1、乳腺鉬靶圖像是診斷乳腺癌的重要影像手段，而數(shù)字乳腺鉬靶圖像的軟拷貝閱片方式越來(lái)越廣泛地取代了傳統(tǒng)的膠片硬拷貝閱片方式，數(shù)字乳腺鉬靶圖像的軟拷貝顯示技術(shù)對(duì)診斷質(zhì)量有重要影響，因此倍受關(guān)注，成為醫(yī)學(xué)圖像處理的重要的研究領(lǐng)域之一。
　　 本文首先介紹了數(shù)字乳腺鉬靶圖像軟拷貝顯示技術(shù)的分類，研究現(xiàn)狀及性能分析。目前采用的軟拷貝顯示技術(shù)沒(méi)有緊密結(jié)合乳腺鉬靶圖像的特征和診斷先驗(yàn)知識(shí)，不足以應(yīng)對(duì)乳腺鉬靶圖像的低對(duì)比度和高分辨率給圖像顯示帶來(lái)的

2、挑戰(zhàn)。現(xiàn)有方法的不足主要表現(xiàn)在：首先，乳腺區(qū)域分割技術(shù)不能滿足軟拷貝顯示預(yù)處理同時(shí)要求的高精度和高速度；其次，在對(duì)乳腺鉬靶圖像進(jìn)行銳化增強(qiáng)時(shí)，過(guò)沖現(xiàn)象和噪聲敏感性始終難以避免，沒(méi)有突顯出對(duì)重要的診斷信息的增強(qiáng)效果；再次，窗密度顯示技術(shù)存在初始顯示對(duì)比度、亮度不高的問(wèn)題，而采用直方圖規(guī)定化方法又會(huì)產(chǎn)生難以接受的信息損失，或造成窗密度交互顯示的不連續(xù)；最后，窗密度交互顯示最耗時(shí)的計(jì)算部分沒(méi)有得到優(yōu)化，實(shí)時(shí)性能仍然有很大的提升空間。
　

3、　 為了解決以上問(wèn)題，本文就數(shù)字乳腺鉬靶圖像的軟拷貝顯示技術(shù)進(jìn)行了深入的研究。主要研究?jī)?nèi)容如下：
　　 1.基于等值面特征的乳腺區(qū)域分割算法
　　 乳腺鉬靶圖像的等值面特征是由成像機(jī)制決定的，具有相當(dāng)?shù)姆€(wěn)定性。以等值面特征為依據(jù)計(jì)算分割閾值，通過(guò)基于線段的區(qū)域生長(zhǎng)獲得初步的乳腺區(qū)域后，又對(duì)未曝光邊框進(jìn)行了剝離，最終提取到了比較純粹的乳腺區(qū)域。每個(gè)步驟的計(jì)算都具有較低的計(jì)算復(fù)雜度，執(zhí)行效率很高，且提取的乳腺區(qū)域具有較高的

4、精度。
　　 2.基于模糊邏輯的多尺度乳腺鉬靶圖像銳化增強(qiáng)算法
　　 為了克服增強(qiáng)算法對(duì)噪聲敏感的缺點(diǎn)，設(shè)計(jì)了基于模糊邏輯的混合濾波器對(duì)脈沖噪聲和高斯噪聲進(jìn)行抑制，考慮到乳腺鉬靶圖像的診斷信息蘊(yùn)含在不同尺度上，采用Laplace金字塔對(duì)圖像進(jìn)行多層分解。計(jì)算子帶圖像增益系數(shù)時(shí)，體現(xiàn)了局部對(duì)比度及乳腺組織的不同重要性。算法克服了易出現(xiàn)的過(guò)沖現(xiàn)象和對(duì)噪聲敏感性，從視覺(jué)質(zhì)量上和客觀評(píng)價(jià)指標(biāo)上都具有明顯優(yōu)勢(shì)，對(duì)乳腺鉬靶圖像的診斷

5、信息有很好的增強(qiáng)效果。
　　 3.模擬動(dòng)能變化過(guò)程的窗口參數(shù)優(yōu)化算法
　　 窗口參數(shù)的選擇對(duì)醫(yī)生的閱片質(zhì)量有重要影響。將乳腺區(qū)域像素值概率密度直方圖視作崎嶇不平的地形，優(yōu)化窗口參數(shù)的計(jì)算過(guò)程模擬為小球運(yùn)動(dòng)時(shí)的動(dòng)量在上坡、下坡、受阻到停止的一系列變化過(guò)程，動(dòng)量的最大點(diǎn)對(duì)應(yīng)優(yōu)化的窗口參數(shù)。該算法具有很好的魯棒性，能明顯改善乳腺鉬靶圖像初始顯示時(shí)乳腺區(qū)域的顯示亮度。
　　 4.基于動(dòng)態(tài)范圍轉(zhuǎn)換的窗密度顯示算法
　

6、　 給出了動(dòng)態(tài)范圍轉(zhuǎn)換函數(shù)的定義并對(duì)相關(guān)理論進(jìn)行了論證，以此為基礎(chǔ)構(gòu)建了動(dòng)態(tài)范圍轉(zhuǎn)換算法。動(dòng)態(tài)范圍轉(zhuǎn)換函數(shù)體現(xiàn)了像素值出現(xiàn)頻率及不同組織密度在診斷中的重要性，是一種像素值到可顯示灰度的非線性轉(zhuǎn)換，能夠有效改善圖像對(duì)比度。不存在信息損失，也能保持窗密度交互時(shí)的顯示連續(xù)性。
　　 5.窗密度交互顯示的實(shí)時(shí)優(yōu)化算法
　　 該方法利用乳腺區(qū)域的分割結(jié)果在調(diào)窗時(shí)避免對(duì)背景區(qū)域像素的計(jì)算。從理論上證明了二分法逐步逼近思想進(jìn)行插值優(yōu)