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专利号: 2014102467210
申请人: 电子科技大学
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
更新日期:2025-12-01
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.一种基于3D剪切波变换的特征级医学图像融合方法,其特征在于,包括如下步骤:一、准备待融合的两幅3D医学图像Va、Vb,分别对两幅图像的三个方向进行前向shear变换,对变换后的图像进行离散小波变换(DWT)或者双树复数小波变换(DTCWT),得到相应的多组变换图像系数Ca、Cb;

二、对3D-CSST变换得到的系数进行图像融合,得到融合图像系数Cf;

三、对步骤二融合后的图像系数Cf进行DWT或者DTCWT反变换,对变换后的图像进行后向shear变换得到融合图像,对这些图像进行平均得到最终融合图像Vf。

2.根据权利要求1所述的基于3D剪切波变换的特征级医学图像融合方法,其特征在于,所述步骤二的详细步骤包括以下两步:

2.1、对3D-CSST变换得到的图像系数Ca、Cb的低频部分CaL、CbL采用均值准则得到融合图像的低频部分CfL;

2.2、对高频部分CaH、CbH采用特征级的融合,判断同一位置待融合图像的特征类型,通过最大保留信息准则进行融合,得到CfH。

3.根据权利要求1所述的基于3D剪切波变换的特征级医学图像融合方法,其特征在于,在所述步骤一中,先对图像进行前向shear变换,再对变换后的图像进行离散小波变换(DWT)或者双树复数小波变换(DTCWT);前向shear变换具体如下:对于一组三维数据l×m×n建立坐标系,原点为(0、0、0),其对角点为(l-1、m-1、n-1),对其进行三个方向的shear变换如下所示:其中针对z方向的shear变换是指对数据中的点进行如下坐标变换:针对x方向的shear变换公式为:

针对y方向做shear变换公式为:

其中,(x、y、z)为变换前的坐标,(x’、y’、z’)为变换后的坐标。ktr,{tr=a1,b1,a2,b2,a3,b3}为移动的最大距离。ktr取不同的值,就会获得保留不同方向的信息,因而CSST变换会产生 个3D图像,其中 和 为kai和kbi的方向个数。

4.根据权利要求2所述的基于3D剪切波变换的特征级医学图像融合方法,其特征在于,所述步骤2.1中对变换图像的低频部分采用特征级融合,其融合规则为:CfL=(CaL+CaL)/2 (2) 。

5.根据权利要求2所述的基于3D剪切波变换的特征级医学图像融合方法,其特征在于,所述步骤2.2中对变换图像的高频部分采用特征级融合,具体操作步骤如下:

2.2.1、先计算高频变换系数CaH、CbH的结构张量,再对结构张量进行秩分析:对于高频变换系数CaH、CbH的每个点,结构张量是一个3×3矩阵,矩阵的秩可取0、1、2、

3,分别对应图像中的平坦、面状、线状、点状区域特征;Ω为局部区域l1×m1×n1,点p的结构张量表示为w(r)是一个l1×m1×n1大小的高斯模板;Vx(p)、Vy(p)、Vz(p)分别为图像对x、y、z轴三个方向上的偏导数;

计 算 此 3×3张 量 矩 阵 的 特 征 值Ex、Ey、Ez,设 定 阈 值k为控制参数、设为0.01,点p的非零特征值个数

对于两幅图的同一位置,记Ca的非零特征值个数为Ma,记Cb的非零特征值个数为Mb,Ma、Mb作为张量矩阵的秩的近似;

2.2.2、如果Ma=Mb,那么两幅图在这个位置具有相同类型特征,计算这个位置的相似度计算阈值 融合规则为:

γab≤α时,这个位置为冗余信息,选择加权准则:

CfH=ωaCaH+ωbCbH (5)

γab>α时,这个位置为互补信息,采用MRE准则:

2.2.3、如果Ma≠Mb,融合准则:

6.根据权利要求1所述的基于3D剪切波变换的特征级医学图像融合方法,其特征在于,所述步骤3对DWT或DTCWT逆变换后的图像做后向shear变换,具体如下:对于后向shear变换是指前向shear变换的逆操作,其中针对z方向的shear变换是指对数据中的点进行如下坐标变换:针对x方向的shear变换公式为:

针对y方向做shear变换公式为:

其中,(x、y、z)为变换前的坐标,(x’、y’、z’)为变换后的坐标。