【正文】 的完善這類去噪方法。最早的小波去噪有點(diǎn)類似有損的壓縮技術(shù)，即先對(duì)圖像進(jìn)行正交小波變換，然后選取一個(gè)固定閾值進(jìn)行小波系數(shù)舍取。最先出現(xiàn)小波變換去噪方法的應(yīng)用是在合孔徑雷達(dá)圖像的散斑噪聲除去上，隨后Xuli Zong，Andrew ＆。維納濾波是經(jīng)典的去除加性噪聲的方法，而自適應(yīng)加權(quán)中值濾波則是一種低通濾波方法，它對(duì)邊緣細(xì)節(jié)的分辨率比較差。醫(yī)生的識(shí)別和診斷組織器官是否病變都是依據(jù)醫(yī)學(xué)圖像中的細(xì)節(jié)特征，所以超聲圖像的去噪就必須做到在去除噪聲的同時(shí)保留圖像的邊緣細(xì)節(jié)特征。近年來(lái)，由于醫(yī)學(xué)影像學(xué)在臨床診斷中的泛應(yīng)用使得醫(yī)學(xué)圖像處理得到很大的關(guān)注，特別是醫(yī)學(xué)圖像的去噪更是不得不處理的問(wèn)題。因此小波變換能很好的處理含寬帶噪聲信號(hào)、非平穩(wěn)過(guò)程信號(hào)及短時(shí)瞬態(tài)信號(hào)中的噪聲。小波變換則是一種結(jié)合時(shí)間、空間和尺度的很有效的分析方法，它彌補(bǔ)了傅里葉方法和其他分析方法的不足之處，因此在信號(hào)處理和圖像處理等多個(gè)領(lǐng)域中被廣泛應(yīng)用。這兩種去噪方法不是完全針對(duì)全局的頻域處理，就是針對(duì)局部的空間域處理，都不能很好的相結(jié)合的進(jìn)行去噪。小波閾值圖像去噪的基本原理就是對(duì)含噪的圖像進(jìn)行多層小波變換，這樣圖像信息的小波系數(shù)的絕對(duì)值越來(lái)越大，而噪聲信號(hào)的小波系數(shù)的絕對(duì)值則相對(duì)較小，然后通過(guò)適當(dāng)?shù)拈撝翟O(shè)置，把小于閾值的小波系數(shù)去除以達(dá)到去噪的目的。傳統(tǒng)的去噪方法只能在去除噪聲的同時(shí)丟失圖像的邊緣細(xì)節(jié)，使得圖像處理后質(zhì)量下降變得模糊。但是隨著圖像尺度的加大，大的噪聲系數(shù)也會(huì)逐步增多，并且保留下來(lái)，造成誤差增大。但是這種閾值與信號(hào)的尺度對(duì)數(shù)的平方根成正比，當(dāng)尺度過(guò)大時(shí)，往往會(huì)產(chǎn)生“過(guò)扼殺”系數(shù)的現(xiàn)象，所以雖然這種閾值有較好的理論基礎(chǔ)，但實(shí)際應(yīng)用效果并不是很好。目前閾值的使用分全局閾值和局部閾值兩類，全局閾值即對(duì)各層所有的小波系數(shù)或同一層的小波系數(shù)都是一樣的，而局部閾值則是依據(jù)當(dāng)前系數(shù)的局部情況來(lái)確定閾值。通過(guò)研究表明，閾值選的過(guò)大會(huì)丟失高頻信息，使得圖像模糊，反之則去噪的效果不明顯。硬閾值可以比較好的保留圖像細(xì)節(jié)邊緣等局部特征，但是由于得到的估計(jì)小波系數(shù)連續(xù)性差，重構(gòu)后的圖像可能因?yàn)樾盘?hào)的振蕩而出現(xiàn)振鈴、偽吉布斯等視覺(jué)失真現(xiàn)象。超聲圖像的去噪就是利用小波變換的多尺度頻率特性對(duì)確定信號(hào)具有“集中”這個(gè)能力進(jìn)行的，“集中”能力只要是說(shuō)有少數(shù)包含大部分信號(hào)有用信息的小波系數(shù)大于其它的小波系數(shù)，因此可以通過(guò)小波系數(shù)的閾值處理去除噪聲。任務(wù)小波函數(shù)都可以用平移的雙倍分辨率尺度函數(shù)的加權(quán)和來(lái)表示，則前者是相應(yīng)的雙尺度方程，后者是尺度函數(shù)與小波函數(shù)關(guān)系：根據(jù)以上函數(shù)，如二維圖像為（,），圖像大小為NM，則離散小波變換為： （35）其中，與為分辨率參數(shù)，是任意的開(kāi)始尺寸，（,）系數(shù)定義了在尺度的（,）的近似，即對(duì)應(yīng)了低頻分量，（,）定義了\附加的水平、垂直和對(duì)角方向的細(xì)節(jié)，即對(duì)應(yīng)了高頻分量。中值濾波的實(shí)現(xiàn)效果圖如圖33：圖33 中值濾波效果圖從這些去噪后的圖像中可以看出，選擇77窗口的去噪圖像效果明顯選擇33窗口的去噪圖像要號(hào)，所以選擇適當(dāng)大小的濾波窗口可以在最大限度保持圖像精度的基礎(chǔ)上進(jìn)行去噪處理。設(shè)表示數(shù)字圖像各點(diǎn)的灰度值，濾波窗口為A的二維中值濾波可定義為： （34）在多少個(gè)數(shù)值中求中值這是由領(lǐng)域的大小來(lái)決定的，而在什么樣的幾何空間中取元素計(jì)算中值則是由窗口的形狀決定的。對(duì)于一幅圖像的象素矩陣，取以目標(biāo)象素為中心的一個(gè)子矩陣窗口，這個(gè)窗口可以是355等，根據(jù)不同的需要選擇不同的窗口，如方形、圓形、十字形等。中值濾波是一種非線性的信號(hào)處理方法，其基本原理是用數(shù)字圖像或數(shù)字序列中某一點(diǎn)領(lǐng)域中各點(diǎn)值的中值代替改點(diǎn)的值。相比之下，維納濾波后的圖像效果質(zhì)量則明顯好很多，大大減少噪聲的影響，使得圖像清晰度提高，更有利于圖像的識(shí)別。維納濾波首先就要估計(jì)出像素的局部矩陣均值和方差： （32）是圖像中每個(gè)像素mn的領(lǐng)域，利用維納濾波器估計(jì)出其灰度值： （33）整幅圖像的方差根據(jù)圖像局部調(diào)整濾波的輸出，當(dāng)局部方差較大時(shí)，濾波的效果較弱，反之，則濾波的效果較強(qiáng)，這是一種自適應(yīng)濾波。 維納濾波方法維納濾波是經(jīng)典的線性濾波，維納濾波是一種在平穩(wěn)條件下采用最小均方誤差準(zhǔn)則得出的最佳濾波準(zhǔn)則，這種方法是尋找一個(gè)使得均方誤差最小的最佳線性濾波器。這種方法通過(guò)把突變點(diǎn)的灰度分散在其相鄰點(diǎn)中來(lái)達(dá)到平滑的效果，操作起來(lái)簡(jiǎn)單，但是這樣的平滑往往造成圖像的模糊，由此可以證明，對(duì)圖像的均值處理就是相當(dāng)于讓圖像通過(guò)低通濾波器。領(lǐng)域平均法是均值濾波主要采用的方法。 均值濾波方法均值濾波是典型的線性濾波算法，就是在圖像中對(duì)目標(biāo)像素給一個(gè)模板，這個(gè)模板包括其周圍的臨近像素（以目標(biāo)像素作為中心的周圍的8個(gè)像素，構(gòu)成一個(gè)濾波模板，即去除目標(biāo)像素本身）。因而，研究斑點(diǎn)噪聲的特性，并且在此基礎(chǔ)上進(jìn)一步研究如何抑制這種噪聲，并保留與增強(qiáng)圖像邊緣和細(xì)節(jié)特征，對(duì)于準(zhǔn)確的進(jìn)行邊緣檢測(cè)、圖像識(shí)別、分割與定位，以及診斷器官是否有病變都具有十分重要的意義。超聲圖像的質(zhì)量相對(duì)于CT、核磁共振等其他醫(yī)學(xué)圖像就比較差，這主要是由于超聲圖像的成像機(jī)理造成的。因?yàn)閽呙枋沁B續(xù)的，所以可以由點(diǎn)、線掃描出臟器的解剖斷面，是二維空間顯示。B超為灰度調(diào)制型顯示，將回聲信號(hào)的強(qiáng)弱以光點(diǎn)強(qiáng)弱的形式顯示出來(lái)。同時(shí)也可顯示動(dòng)態(tài)器官的檢測(cè)，如心臟瓣膜的運(yùn)動(dòng)情況等。B超在妊娠的檢查中可以顯示胎位、胎心、胎盤、宮外孕、死胎、盆腔腫塊等，同時(shí)也可以根據(jù)胎頭的大小估計(jì)妊娠周數(shù)。實(shí)時(shí)凸陣診斷儀則具有比扇形探頭近場(chǎng)視野大，又比線陣遠(yuǎn)場(chǎng)視野廣的優(yōu)點(diǎn)。而實(shí)時(shí)扇形診斷儀是使超聲波束在人體內(nèi)部做快速的扇形運(yùn)動(dòng)，因此顯示的是一副扇形切面圖像。實(shí)時(shí)線性診斷儀是使超聲束在人體內(nèi)部做快速的直線運(yùn)動(dòng)，運(yùn)動(dòng)方向和聲波前進(jìn)方向垂直，然后對(duì)獲取的回聲信號(hào)做亮度調(diào)制，這樣就可以得到一副矩形切面圖。放大后的信號(hào)經(jīng)過(guò)檢波，就可以得到代表發(fā)射界面的深度和特性的電信號(hào)，接著這些信號(hào)還要經(jīng)過(guò)一定的信號(hào)處理和視頻放大，才能按照一定的方式顯示出來(lái)，根據(jù)顯示出來(lái)的圖像醫(yī)生就可以對(duì)病人的病情做出診斷。然后換能器接受這些回聲信號(hào)并將之轉(zhuǎn)換成電信號(hào)，按先后次序輸入放大器。 B超成像原理及應(yīng)用 超聲脈沖回聲檢測(cè)是B超設(shè)備成像的基本原理。臨床用于心臟瓣膜病，先天性心臟病、心肌病、心臟腫瘤的無(wú)創(chuàng)傷診斷，彩色多普勒血流顯像直觀、相形、快速檢測(cè)，診斷靈敏和準(zhǔn)確率很高。彩色多普勒血流顯像即是通過(guò)對(duì)散射回聲多普勒信息作相位檢測(cè)并經(jīng)自相關(guān)處理，彩色灰階編碼，把平均血流速度分類以彩色顯示，它與B超圖像和M超心動(dòng)圖相結(jié)合，可提供心臟和大血管內(nèi)血流的時(shí)間和空間信息。只有有了滿意的黑白結(jié)構(gòu)顯像和清晰的彩色血流顯像才能有高質(zhì)量的彩色顯示。現(xiàn)在很多課題的研究都離不開(kāi)多普勒效應(yīng)原理，如人體內(nèi)部器官的血管、外周血管以及新生腫瘤內(nèi)部的血供探查等，所以現(xiàn)在在彩超基礎(chǔ)上均配備多普勒顯示模式。D超主要應(yīng)用于對(duì)運(yùn)動(dòng)的臟器和血流的探查，在診斷血管疾病中要是必不可少的。F超成像畫面可以從三維角度去觀察人體內(nèi)部組織及病變情況。只不過(guò)F超的延遲電路控制的距離選通時(shí)間是隨位置變化的函數(shù)，而C超的距離選通門的開(kāi)啟時(shí)刻是個(gè)可調(diào)的常數(shù)。C超在檢查腫瘤組織時(shí)，能顯示出腫瘤組織的擴(kuò)大范圍，這對(duì)于臨床診斷是非常重要的。（4）C型超聲診斷儀雖然有了B超在醫(yī)學(xué)診斷中的廣泛應(yīng)用，但是人們卻還希望能獲得與X透視相似的圖像，這樣就有了C型超聲診斷儀的出現(xiàn)。它只有20多年歷史，但發(fā)展十分迅速，儀器不斷更新?lián)Q代，近年每年都有改進(jìn)的新型B型儀出現(xiàn)，B型儀已成為超聲診斷最基本最重要的設(shè)備。（3）B型超聲診斷儀B型顯示是利用A型和M型顯示技術(shù)發(fā)展起來(lái)的，它將A型的幅度調(diào)制顯示改為輝度調(diào)制顯示，亮度隨著回聲信號(hào)大小而變化，反映人體組織二維切面斷層圖像。能測(cè)量運(yùn)動(dòng)器官是M超最主要的特點(diǎn)，因此專用于心臟的各類疾病的診斷，如對(duì)心血管各部分大小、厚度的測(cè)量，心臟瓣膜運(yùn)動(dòng)狀況的測(cè)量等。由于B超的出現(xiàn)，A超以及到了淘汰的邊緣，但是A超在組織的判別和確定、生物測(cè)量和生物組織檢查方面都有很高的準(zhǔn)確性和特異性。（1）A型超聲診斷儀A超是幅度調(diào)制型診斷儀，是國(guó)內(nèi)最早普及的一種超聲診斷儀器。壓電晶體能將電能轉(zhuǎn)換成聲能進(jìn)行發(fā)射，又能把聲能接收并轉(zhuǎn)換為電能，所以稱之為換能器。超聲換能器即探頭，主要由壓電晶體構(gòu)成，其作用是完成超聲波的發(fā)射和接收。3． 實(shí)時(shí)成像：它能高速實(shí)時(shí)成像，可以觀察運(yùn)動(dòng)的器官，并節(jié)省檢查時(shí)間。超聲成像之所以得到廣泛應(yīng)用，是因?yàn)橛衅洫?dú)特的有點(diǎn)，是其他成像所不能代替的：1． 有較高的軟組織分辨率：組織只要有1‰聲阻抗差異，儀器就能檢測(cè)并顯示出其反射回波。超聲波在人體內(nèi)傳播時(shí)，在兩種不同組織的界面處產(chǎn)生反射和折射；而在同一組織內(nèi)傳播時(shí)，由于其組織的不均勻性而發(fā)生散射。人體器官都是被膜所包覆著的，這樣就同期下方的組織有了較大的聲阻抗差，形成了一個(gè)良好的發(fā)射面，從而得到完整的清晰的邊界回聲，呈現(xiàn)出器官的輪廓，并且判斷其器官的形狀及大小。人體是一個(gè)復(fù)雜的傳播介質(zhì)，由于不同的組織或器官有其不同的聲阻抗和衰減特性，所以超聲波經(jīng)常這都組織或者器官時(shí)就產(chǎn)生了不同的反射和衰減，而這就構(gòu)成了超聲圖像的基礎(chǔ)。由于成像方法的不同，超聲成像可分為靜態(tài)成像和動(dòng)態(tài)成像兩種。 超聲成像原理及特點(diǎn)超聲成像技術(shù)主要是利用超聲儀器先向人體內(nèi)發(fā)射超聲波，利用超聲波的反射、散射、衰減及多普勒效應(yīng)等物理特性讓人體內(nèi)部組織產(chǎn)生回聲，然后接受這些回聲，根據(jù)就收的回聲信號(hào)所攜帶的有關(guān)人體內(nèi)部組織的信息，進(jìn)行檢測(cè)。 超聲診斷是結(jié)合雷達(dá)技術(shù)和超聲原理在現(xiàn)代電子學(xué)反正的基礎(chǔ)是應(yīng)運(yùn)而生上網(wǎng)臨床醫(yī)學(xué)影像診斷方法。80年代介入性超聲逐漸普及，體腔探頭和術(shù)中探頭的應(yīng)用擴(kuò)大了診斷范圍，也提高了診斷水平，90年代的血管內(nèi)超聲、三維成像、新型聲學(xué)造影劑的應(yīng)用使超聲診斷又上了一個(gè)新臺(tái)階。第二章 超聲成像的機(jī)理及其噪聲特性臨床影像學(xué)的發(fā)展是從1859年倫琴發(fā)現(xiàn)X射線開(kāi)始的，從開(kāi)始的靜態(tài)到現(xiàn)在動(dòng)態(tài)，從黑白圖像到彩色圖像，從二維圖像到三維圖像，都是為了得到專一的、特異的超聲信號(hào)，以達(dá)到定量化、特異性診斷的目的。第五章介紹基于小波變換的超聲圖像去噪的算法，給出實(shí)驗(yàn)結(jié)果并進(jìn)行比較討論。第三章則介紹了國(guó)內(nèi)外近幾年來(lái)關(guān)于超聲圖像去噪的幾種方法，了解不同方法的優(yōu)缺點(diǎn)，然后進(jìn)行對(duì)比討論。本文內(nèi)容有五章組成，第一章是引言，主要介紹了本文所要研究課題的意義及目的，還有其研究的現(xiàn)狀及文章結(jié)構(gòu)。因?yàn)樾〔ㄗ儞Q的良好時(shí)頻局部化能力和多分辨率分析能力，能夠很好的解決圖像去噪的問(wèn)題，所以本文主要研究的是集合對(duì)數(shù)變換和小波變換對(duì)超聲圖像中的斑點(diǎn)噪聲進(jìn)行抑制。 本文研究工作及概況為了醫(yī)生能更好更準(zhǔn)確的從超聲圖像中識(shí)別、分辨出病例情況，就不得不對(duì)其圖像進(jìn)行去噪處理。近年來(lái)，非線性去噪方法得到極大的發(fā)展，其中，小波技術(shù)廣泛用于