基于小波分形配比的醫(yī)學(xué)圖像插值算法研究

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1、2O1O卑l(fā)1月四川大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版)NOV.2OlO第47卷第6期JournalofSichuanUniversity(NaturalScienceEdition)Vo1.47No.6基于小波分形配比的醫(yī)學(xué)圖像插值算法研究王躍,錢志余,陶玲(南京航空航天大學(xué)自動化學(xué)院,南京210016)摘要:醫(yī)學(xué)圖像一般要求邊緣細(xì)節(jié)清晰,而傳統(tǒng)的插值方法會導(dǎo)致圖像細(xì)節(jié)信息的丟失.為了滿足醫(yī)學(xué)插值放大圖像質(zhì)量和速度的要求,利用小波變換和幾何分形的思想,提出了一種改進(jìn)的幾何分形算法和小波變換相結(jié)合的圖像插值新方

2、法.實(shí)驗(yàn)仿真表明,該算法能極大消除細(xì)節(jié)偽影,同時(shí)還保持很好的紋理細(xì)節(jié),峰值信噪也得到提高.關(guān)鍵詞:醫(yī)學(xué)圖像放大;插值算法;幾何分形;小波變換中圖分類號:TP391.41文獻(xiàn)標(biāo)識碼:A文章編號:0490—6756(2010)06—1295—05Medicalimagezoomingbaseonwavelet—fractalinterpolationWANGYue,QIANZhi~Yu,TAOLing(SchoolofAutomation,NanjingUniversityofAeronauticsa

3、ndAstronautics,Nanjing210016,China)Abstract:Thedetailsofmedicalimagemustbeclearanddistinguishab1e.Thequalityofinterpolatedim—agewhichzoomedbythetraditionalmethodisnotdesirable.AnewinterpolationalgorithmbasedontheWavelet—FractalInterpolation(WFI)isprop

4、osedwithmoreefficientinterpolationstrategy.Theexperi—mentofthemedicalimagesuggestthatthenewalgorithmcanobtaintextureandedgeoftheimageandhigherpeaksignal~to—noiseratio(PSNR)comparedwiththetraditionalmethods.Asaresult,themedi—calimagezoomingbythenewalgo

5、rithmisaccurateandrea1.Keywords:medicalimagezoom,interpolation,fractalcoding,wavelettransform值.基于灰度的插值方法中應(yīng)用最多的是線性插1引言值,Herman等人將3次樣條插值用于醫(yī)學(xué)圖像插近年來,隨著醫(yī)學(xué)成像技術(shù)的飛速發(fā)展及先進(jìn)值上。],算法簡單易行,但存在紋理邊緣模糊的的成像技術(shù)在醫(yī)學(xué)上的廣泛運(yùn)用,極大地提高了醫(yī)問題.而Pentland[4通過對自然景物紋理圖像的療服務(wù)的質(zhì)量,也促進(jìn)了許多新的診斷手段的

6、出研究,證明大多數(shù)的自然景物的灰度圖像是滿足各現(xiàn).虛擬內(nèi)窺鏡就是其中之一,虛擬內(nèi)窺鏡要求實(shí)向同性分?jǐn)?shù)布朗隨機(jī)場(FBR)模型的.利用分?jǐn)?shù)布時(shí)顯示腔道內(nèi)局部區(qū)域的高分辨率圖像,這就對圖朗隨機(jī)場模型可以有效的對圖像進(jìn)行分析和處理.像插值放大處理在速度和質(zhì)量方面均提出了更高基于分形布朗運(yùn)動的插值方法能克服線性插值的的要求.缺點(diǎn),同時(shí)保持原圖像的精細(xì)的紋理特征.但是,實(shí)圖像放大是數(shù)字圖像處理n中的常用技術(shù).現(xiàn)際的數(shù)字圖像并非是理想FBR,圖像的邊緣輪廓有的圖像插值方法大體上可以分為基于灰度的圖經(jīng)分形插值后

7、會變模糊.而且傳統(tǒng)的分形插值算法像插值,基于形態(tài)的圖像插值和基于小波變換的插中H和的計(jì)算需用到最小二乘法,計(jì)算量較大,收稿日期:2009—06—04基金項(xiàng)目:國家863高技術(shù)研究發(fā)展計(jì)劃(2007AA02Z4A9)作者簡介:王躍(1986一),男,江蘇南通人,碩士研究生,研究方向?yàn)獒t(yī)學(xué)圖像處理及三維重建通訊作者:錢志余,E—mail:zhiyu@nuaa.edu.ca四川大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版)第47卷影響到算法整體的運(yùn)行速度,無法滿足醫(yī)學(xué)圖像實(shí)頻系數(shù)∑l-2n(∑c抖),記為HL,及時(shí)性的要求.屈

8、有山等嘲提出了一種基于小波雙三次插值的方法具有豐富的細(xì)節(jié)信息,更適合人眼觀高頻系數(shù)∑1l-2n(∑j-2mc抖"h),記為HH.察,但是存在偽影問題.為了克服以上缺點(diǎn),本文先一級小波分解后圖像由LL,LH,HL和HH四部對傳統(tǒng)的分形算法進(jìn)行改進(jìn),即利用圖像灰度分布分構(gòu)成,其分別對應(yīng)于原始圖像低頻及水平、垂直關(guān)系通過數(shù)學(xué)公式轉(zhuǎn)化后得到其分維圖,利用分維和對角線三個(gè)方向的高頻分量.其中,每個(gè)子圖像圖中近似直線方程來求解自相似參數(shù)和像素灰度都是原始圖像尺寸大小的四分之一.正態(tài)分布的標(biāo)準(zhǔn)差

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