[发明专利]图像处理方法及图像处理装置

说明书

技术领域

本发明的实施例涉及图像处理领域，尤其涉及图像中结构信息的恢复，噪声和图像伪影的抑制。

背景技术

双能CT技术自1976年提出后，目前已经广泛应用于安检、医疗等不同领域。它采用两个不同能量的X射线源对被检测物体进行扫描，获得两种不同能量下扫描的原始数据。利用这些数据，通过相应的图像处理算法，重建得到被检测物体的原子序数、电子密度、衰减系数等信息。双能CT技术的优势是不仅可以重建出单能CT成像时的衰减系数图像，还可以同时重建物质的原子序数和电子密度信息，相对于传统的单能CT，其具有更好的材料分辨能力。

目前，主要的双能CT实现技术主要有以下几种：第一种是利用不同能量的射线源对物体进行两次扫描，辐射剂量和扫描时间大概相当于单次扫描的两倍。而且需要对低能和高能透射图像进行配准，确保两个图像上相同坐标的象素对应相同的射线路径。第二种是利用能够高频率切换高压的射线源。当物体在通过射线扫描视野时，射线源以很高频率交替发出低能和高能射线，只需要一次扫描即可成像。缺点是低能和高能图像上相同坐标的象素只能对应相邻的射线路径。这种方式在使用加速器作为射线源时较为常见。第三种是利用专门设计的双层探测器实现双能成像。扫描时，射线穿过物体之后先到达低能探测器，接着穿过滤波片，最后再到达高能探测器。此时两个透射图像上的象素自动对应相同的射线路径。在这种方式下，高能和低能射线之间的能量差异会比前两种都要小，对材料识别算法的要求会更高一些。通常前两种方式称为真双能，后一种方式称为伪双能。

双能CT获取到高低能投影数据之后，进行双能分解和重建，可以获取到扫描物体原子序数和电子密度的分布。然而，在实际应用中，由于不同能量下X射线的穿透能力不同，双能CT高低能数据信噪比差异很大，这对于最终所得到的重建结果带来很大的影响，图像质量受噪声影响严重。同时，在重建过程中，由于双能分解等带来的误差，导致原子序数图像质量较差，噪声及伪影严重，结构信息不能够被有效地识别，影响了物质识别的精度。

发明内容

针对现有技术中存在的重建图像质量不高的问题，本发明的实施提出了一种图像处理方法和装置，以提高图像质量。

根据本发明的实施例，提出了一种图像处理方法，包括步骤：从结构匹配的多幅图像中选择一幅图像作为参考图像，选择另一幅作为待处理图像；针对所述待处理图像中的待处理像素，在所述参考图像中确定与所述待处理像素相对应的像素；计算所述参考图像的至少部分像素和与所述待处理像素相对应的像素之间的相似度值；基于所述相似度值构建权重系数，对所述待处理图像中相应的待处理像素进行加权平均，得到处理后的像素值。根据本发明的实施例，计算所述参考图像的至少部分像素和与所述待处理像素相对应的像素之间的相似度值的步骤包括：计算所述参考图像的至少部分像素中的各个像素所在的图像块和与所述待处理像素所在的图像块相对应的图像块之间的高斯加权欧氏距离，作为所述相似度值。

根据本发明的实施例，计算所述参考图像的至少部分像素和与所述待处理像素相对应的像素之间的相似度值的步骤包括：计算所述参考图像的至少部分像素中的各个像素所在的图像块和与所述待处理像素所在的图像块相对应的图像块之间的结构相似指数，作为所述相似度值。

根据本发明的实施例，如果所述参考图像中某像素所在的图像块中的像素平均值与待处理像素所在的图像块中的像素平均值相差大于预定的阈值，则不计算二者之间的相似度值。

根据本发明的实施例，在所述待处理图像中选择包含待处理像素的特定区域，所述计算所述参考图像的至少部分像素和与所述待处理像素相对应的像素之间的相似度值的步骤包括：计算所述参考图像的相应特定区域中的各个像素所在的图像块和与所述待处理像素所在的图像块相对应的图像块之间的高斯加权欧氏距离，作为所述相似度值。

根据本发明的实施例，在所述待处理图像中选择包含待处理像素的特定区域，所述计算所述参考图像的至少部分像素和与所述待处理像素相对应的像素之间的相似度值的步骤包括：计算所述参考图像的相应特定区域中的各个像素所在的图像块和与所述待处理像素所在的图像块相对应的图像块之间的结构相似指数，作为所述相似度值。

根据本发明的实施例，如果所述参考图像的相应特定区域中某像素所在的图像块中的像素平均值与待处理像素所在的图像块中的像素平均值相差大于预定的阈值，则不计算二者之间的相似度值。

根据本发明的实施例，在所述参考图像中确定与所述待处理像素相对应的像素的步骤包括：基于所述待处理图像中的所述待处理像素的位置信息来确定所述参考图像中的相应像素。