血管圖像的多尺度前后向擴散增強方法及DSP實現(xiàn).pdf

1、靜脈血管穿刺在如今已經(jīng)成為疾病篩查，治療的重要途徑。在日常靜脈穿刺時，當穿刺對象是嬰兒，兒童，婦女以及肥胖等人群，由于他們的靜脈血管尺寸小或皮膚皮脂豐滿，導致靜脈分布難以直觀清晰精確的被確定，此時進行血管穿刺，失敗率高。因此，幫助醫(yī)護人員快速確定病患的靜脈血管分布就非常有意義。因為近紅外光能被血管中的血紅蛋白吸收，所以使用近紅外相機拍攝獲取血管分布圖像已經(jīng)成為了主要無創(chuàng)手段，但在實際醫(yī)療環(huán)境中,拍攝的原始血管分布圖像很不清晰，特征區(qū)域與

2、背景區(qū)域對比度不高，難以直接使用，需要對原始圖像進行圖像增強。
　　多尺度幾何分析技術是圖像增強的重要手段;其主要采用對基函數(shù)的伸縮和平移等方法對圖像進行細化分析，可以檢測到在某一尺度下難以檢測到的圖像信息，是一種快速靈活的圖像分析技術，非常適用于圖像的去噪，分割和銳化等方面。前后向擴散技術是一種針對圖像不同特征區(qū)域執(zhí)行有針對性的處理的方法;其主要是通過判斷基函數(shù)中的某些參數(shù)，來分析信號的特征，探尋感興趣區(qū)域，并針對不同區(qū)域分別使

3、用不同濾波器對該區(qū)域進行平滑，去噪及銳化等處理。數(shù)字信號處理器(DSP)是當前數(shù)字信號處理的核心之一，以其高速運算能力和算法密集性著稱，極其適合復雜算法的處理及應用。將靜脈血管圖像增強移植到DSP嵌入式系統(tǒng)中，不僅可以改善系統(tǒng)實時性，還能降低成本，縮減體積，經(jīng)濟便攜。
　　論文對多尺幾何分析技術，前后向擴散方法在血管圖像增強中的應用技術以及增強算法在嵌入式平臺的移植和優(yōu)化展開研究。并主要對DSP及其嵌入式開發(fā)平臺，多尺度前后向擴散

4、算法的設計及靜脈血管圖像增強系統(tǒng)優(yōu)化這三個方面的內容進行研究。首先，分析了DM642芯片的內核結構和外部資源。介紹了VMD642嵌入式開發(fā)平臺的各個功能模塊，并介紹部分核心模塊的驅動或初始化配置方法，其次，介紹了DSP/BIOS嵌入式控制系統(tǒng)和CCS3.3軟件開發(fā)和系統(tǒng)仿真環(huán)境。再次，分析了前后向擴散方法，結合多尺度兒何分析技術，對前后向擴散方法做了充分的改進，設計了一個多尺度前后向擴散靜脈圖像增強算法，并取得了良好的增強效果。然后，將

5、多尺度前后向擴散血管圖像增強算法移植到以DSP為核心的嵌入式平臺，并根據(jù)DSP程序編寫和代碼優(yōu)化方法，在嵌入式軟件開發(fā)環(huán)境中對程序，并重新配置硬件資源，改變了原來的二級緩存數(shù)據(jù)讀取結構。最后，驗證了優(yōu)化后的系統(tǒng)在實際環(huán)境中的性能，驗證結果證明了系統(tǒng)的增強效果和實時性和穩(wěn)定性都得到了很大的改善，能夠基本滿足實際醫(yī)療需求。
　　總之，論文結合緊密結合醫(yī)療需求，提供了一種能夠實時顯示淺層靜脈血管分布圖像的方法，經(jīng)過大量的測試，能夠提升實