[发明专利]一种针对皮革纤维MCT断层扫描图像的智能去噪方法及应用

说明书

一种针对皮革纤维原位MCT断层扫描图像的智能去噪方法，为了更清晰地突出皮革纤维束的边缘，首先通过反复试验确定了图像中值滤波的最佳窗口尺寸和最佳滤波次数，然后计算灰度值频数并根据灰度值频数的极大极小值确定去噪灰度阈值，进而对灰度值直方图进行多次平滑，消除随机扰动。由于对每一帧图像的灰度值频数平滑次数进行人工试验的工作量巨大。本发明设计了计算机自动探索最佳灰度值频数平滑次数，从而自动探测图像去噪的灰度阈值，使得图像去噪运算快速而准确，去噪效果显著。

技术领域

本发明公开一种针对皮革纤维MCT断层扫描图像的智能去噪方法、装置、电子设备、可读存储介质及应用，属于皮革图像去噪处理的技术领域。

背景技术

皮革纤维的编织结构一直是业界关注的问题。到目前为止，人们对皮革纤维编织结构的认识还很肤浅。研究皮革纤维的编织结构具有重要的理论价值和应用价值。

采集和分析皮革纤维断层扫描图像并进行三维重构是研究皮革纤维编织结构的有效途径。皮革纤维断层扫描图像的采集方法主要有：X射线断层扫描(CT)法和核磁共振(MRI)法等非破坏性方法以及物理切片法和层去法等破坏性方法。

核磁共振仪器设备造价和维护成本高昂，而破坏性采样方法是对包埋皮革纤维进行物理切片或打磨，工艺要求高、难度大，所采集的图像难以保持皮革纤维的结构，不易采集到高质量的连续断层扫描图像。相比于核磁共振仪器设备，所述显微X射线断层扫描设备造价和维护成本都不高，操作便利，而且，所述显微X射线断层扫描(MCT)技术可在不破坏样本的情况下，获取样本内部结构的断层扫描图像，其图像能够显示尺寸在几十到几百微米的纤维编织结构，可用于采集皮革纤维图像。

利用皮革纤维的MCT断层扫描图像可以进行皮革纤维的三维重构，从而展示皮革纤维的编织结构，以便研究其规律。但是皮革纤维的MCT断层扫描图像带有电子和光学噪声，这些噪声在图像中通常具有低灰度值。皮革纤维的MCT断层扫描图像的去噪和分割是进行三维重构的基础。目前，图像去噪、分割和重构方法很多，但没有一种通用的方法可以处理所有类型的图像。医学领域有众多图像处理方法，也有三维重构软件被开发出来。但到目前为止，医学图像的去噪与分割仍然有很多尚未解决的问题，没有一种方法和一款软件能够很完美地完成医学图像处理任务。

在本技术领域中，张华勇等人采用显微X射线断层扫描(MCT)技术采集皮革纤维断层扫描序列图像并应用医学领域的3D-Doctor软件并辅之以自主研发的计算机图像处理程序进行图像的去噪和三维重构，获得了皮革纤维的三维重构效果。但由于皮革纤维MCT断层扫描图像与医学图像的较大差异，其采用的医学图像处理技术所获得的三维重构图像不能够显示皮革纤维束表面精细的纹理结构。尽管图像去噪的方法有很多，但在应用这些方法进行不同类型的图像处理时，需要对一些参数进行不同的设置，譬如，对图像进行滤波运算所用的窗口宽度和滤波次数、用于去噪的灰度阈值等。不同的参数设置对图像去噪效果的影响是显著的。而参数的选定有时需要进行大量的试验。由于皮革纤维MCT断层扫描图像往往有两千多帧，针对所有图像采用固定统一的参数设置有时效果不好，因而在处理每一帧图像时需要设置不同的参数，这一工作靠人工完成存在很大困难。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明公开一种针对皮革纤维原位MCT断层扫描图像的智能去噪方法。

本发明还公开一种加载有该方法的装置。

本发明还公开一种加载有该方法的电子设备。

本发明还公开利用该方法的应用方法。

发明概述：