資源描述:
《小波閾值去噪》由會(huì)員上傳分享,免費(fèi)在線閱讀,更多相關(guān)內(nèi)容在行業(yè)資料-天天文庫。
1、第二章圖像小波去噪理論第3章醫(yī)學(xué)圖像的小波閾值去噪3.1常用醫(yī)學(xué)圖像格式醫(yī)學(xué)影像是臨床科室開展診療的第一參考資料,是開展教學(xué)、網(wǎng)上會(huì)診的重要數(shù)據(jù),特別是一些特殊病例的圖像資料,在臨床教學(xué)中尤為珍貴。用什么格式將醫(yī)學(xué)圖像資料進(jìn)行保存最好?以下介紹幾種方式(1)BMP格式。BMP是英文bitmap(位圖)的簡寫,它是Windows操作系統(tǒng)中的標(biāo)準(zhǔn)圖像文件格式,能夠被多種Windows應(yīng)用程序所支持。隨著Windows操作系統(tǒng)的流行與豐富的Windows應(yīng)用程序的開發(fā),BMP位圖格式理所當(dāng)然地被廣泛應(yīng)用。這種格式的特
2、點(diǎn)是包含的圖像信息較豐富,幾乎不進(jìn)行壓縮,但由此導(dǎo)致了它與生俱來的缺點(diǎn),即占用磁盤空間過大。(2)JPEG格式。JPEG也是常見的一種圖像格式,它由聯(lián)合照片專家組(JointPhotographicExpertsGroup)開發(fā)。JPEG文件的擴(kuò)展名為.jpg或.jpeg,其壓縮技術(shù)是用有損壓縮方式去除冗余的圖像和彩色數(shù)據(jù),在獲取極高壓縮率的同時(shí),能展現(xiàn)十分生動(dòng)的像,換句話說,就是可以用最少的磁盤空間得到較好的圖像質(zhì)量。由于JPEG格式是采樣平衡像素之間的亮度色彩來壓縮的,因而更有利于表現(xiàn)帶有漸變色彩且沒有清晰
3、輪廓的圖像。(3)PNG格式。PNG(protablenetworkgraphics)是一種新興的網(wǎng)絡(luò)圖像格式,1996年10月1日由PNG向國際網(wǎng)絡(luò)聯(lián)盟提出,并得到推薦認(rèn)可。首先,PNG是目前最不是真的格式,它汲取了GIF和JPG二者的優(yōu)點(diǎn),存儲(chǔ)形式豐富,兼有GIF和JPG的色彩模式;其次,PNG能把圖像文件壓縮到極限以利于網(wǎng)絡(luò)傳輸,但又能保留所有與圖像品質(zhì)有關(guān)的信息,由于PNG采用無損壓縮方式來減少文件的大小,這一點(diǎn)與犧牲圖像品質(zhì)以換取高壓縮率的JPG有所不同;第三,PNG的顯示速度很快,只需下載1/64的
4、圖像信息就可以顯示出低分辨率的預(yù)覽圖像,現(xiàn)在越來越多的軟件支持這一格式。(4)TIFF格式。通常如果作短期的儲(chǔ)存,經(jīng)壓縮的TIFF文件會(huì)比較合適,但經(jīng)過壓縮后的TIFF文件最高只能獲得1/3—1/2的壓縮比,仍占較大的空間。(5)PhotoCD格式。通常這類文件各有其固定的解析度,因此它不能像JPEG或TIFF格式的圖像文件那樣,可隨意地將文件的解析度增減。可PhotoCD并非有損壓縮文件,每個(gè)圖像上的像素均會(huì)如實(shí)存儲(chǔ)。這樣,又無可避免地使得高解析度文件占用較大的存儲(chǔ)空間。若要將文件作永久的記錄,而不介意質(zhì)量有
5、細(xì)微損失時(shí),可選擇JPEG格式。壓縮對文件的影響視文件不同而定,但至少也保存原來圖像的七成;PhotoCD則是圖片庫的必然選擇。因?yàn)橐粡圕D—ROM/DVD—COM就能儲(chǔ)存大量高質(zhì)量的圖片。第二章圖像小波去噪理論以大小為256像素×256像素的CT圖像為例,BMP、JPG、和PNG3種格式圖像的大小分別為193KB、5KB和21KB。3.2圖像質(zhì)量的評價(jià)標(biāo)準(zhǔn)如何評價(jià)一個(gè)圖像經(jīng)過去噪處理后所還原圖像的質(zhì)量,對于我們判斷去噪方法的優(yōu)劣有很重要的意義?,F(xiàn)有的評價(jià)方法一般分為主觀評價(jià)和客觀評價(jià)兩類。3.2.1主觀評價(jià)主
6、觀評價(jià)通常有兩種[29]:一種是作為觀察者的主觀評價(jià),這是由選定的一組人對圖像直接用肉眼進(jìn)行觀察,然后分別對其所觀察的圖像的質(zhì)量做好或壞的評價(jià),再綜合全組人的意見給出一個(gè)綜合結(jié)論。它只是一種定性的方法,沒有定量的標(biāo)準(zhǔn),而且受到觀察者的主觀因素的影響,評價(jià)結(jié)果有一定的不確定性。另一種是隨著模糊數(shù)學(xué)的發(fā)展,可以用模糊綜合評判方法來盡量減少主觀因素的影響,實(shí)現(xiàn)對圖像質(zhì)量近似定量的評價(jià),不過它仍然沒有完全消除主觀不確定性的影響,其定量計(jì)算公式中的參數(shù)往往要依賴專家經(jīng)驗(yàn)確定。3.2.2客觀評價(jià)圖像質(zhì)量的客觀評價(jià)標(biāo)準(zhǔn)主要有
7、[30]:(1)歸一化均方誤差(NMSE)。歸一化均方誤差的定義式為(3-1)其中,是原始圖像,表示經(jīng)過處理后復(fù)原的圖像。這個(gè)公式最簡單,但效果不理想。(2)修正的均方誤差。設(shè),則修正的均方誤差為(3-2)上式考慮到了人眼視覺系統(tǒng)的非線性作用。(3)均方超閩量化誤差MSTE。均方超閩量化誤差MSTE定義為(3-3)其中,代表以代替的誤差,為出現(xiàn)的概率,為視覺閾值,的取值為;第二章圖像小波去噪理論(4)峰值信噪比PSNR(3-4)其中,表示圖像量化的級數(shù),是原始圖像,表示經(jīng)過處理后復(fù)原的圖像,M,N為圖像矩陣的行
8、列總數(shù)。在實(shí)際應(yīng)用中,峰值信噪比是圖像處理中最常用的圖像質(zhì)量評價(jià)的客觀標(biāo)準(zhǔn)。3.3醫(yī)學(xué)圖像小波去噪原理1992年,斯坦福大學(xué)的DonohoDL和Johnstone教授提出一種具有良好的統(tǒng)計(jì)優(yōu)化特性的去噪方法,稱作“WaveletShrinkage”(即閾值收縮法)。該方法的主要思想是:基于圖像和噪聲在經(jīng)小波變換后具有不同的統(tǒng)計(jì)特性:圖像本身的能量對應(yīng)著幅值較大的小波系數(shù),主要集中在高頻