[发明专利]基于数字X光机的医学图像处理装置、方法及系统

权利要求书

1.一种基于数字X光机的医学图像处理装置，包括：

X射线发射单元(00)，用于发射X射线；

感光单元(10)，用于将穿越人体后的X射线转换成电信号，包括CCD图像传感器(11)；

中央处理单元(20)，用于控制原始图像采集，存储和预处理原始图像；

其特征在于：

所述中央处理单元(20)包括处理器(21)和与其连的第一存储器(22)、第二存储器(23)和图像预处理单元(24)；所述处理器(21)控制CCD图像传感器(11)采集原始图像，将采集后的原始图像缓存于第一存储器(22)中，所述图像预处理单元(24)对原始图像进行预处理，包括对原始图像进行压缩处理、降噪处理、有效灰度选择处理，经预处理后的图像数据缓存于第二存储器(23)中；

所述降噪处理采用Kalman滤波降噪方法，采用反馈控制方法估计过程状态；卡尔曼滤波分为两个部分：时间更新方程和测量更新方程；时间更新方程负责及时向前推算当前状态变量和误差协方差估计的值，以便为下一个时间状态构造先验估计；测量更新方程负责反馈，即它将先验估计和新的测量变量结合以构造改进的后验估计；

所述改进的后验估计为最优线性滤波估计是由下面的递归矩阵公式决定的，即

初始条件

z(k+1)＝H(k+1)x(k+1)+v(k+1)为观测方程，H(k+1)为状态转移矩阵和v(k+1)为观测误差，x(k+1)＝Φ(k+1,k)x(k)+Γ(k+1,k)w(k),k＝0,1,…为图像信号激励，K(k+1)称为卡尔曼增益，表达式为

K(k+1)＝P(k+1|k)H^T(k+1)

×[H(k+1)P(k+1|k)H^T(k+1)+R(k+1)]^-1,k＝0,1,…

R(k+1)为t_k时刻的协方差矩阵，P(k+1|k)表示单步预测误差协方差矩阵，

P(k+1|k)＝Φ(k+1,k)P(k|k)Φ^T(k+1,k)+Γ(k+1,k)Q_kΓ^T(k+1,k)

初始条件P(0|0)＝P₀，k＝0,1…

Φ(k+1,k)为状态转移矩阵，Γ(k+1,k)为激励转移矩阵，Q_k为t_k时刻的协方差矩阵；P₀是一个n×n维矩阵，称为t₀时刻的初始条件或初始单步预测误差协方差矩阵；

所述有效灰度选择包括采用图像二值化处理和阈值处理；

所述图像二值化包括设定某一阈值T，用T将图像的数据分成两大部分：大于T的像素群和小于T的像素群；

所述阈值处理包括先由用户指定或通过算法生成一个阈值，如果图像中某像素的灰度值小于该阈值，则将该像素的灰度值设置为0或255，否则灰度值设置为255或0；

所述阈值T采用计算均方差或者计算类分离指标方法确定；

数据传输单元(30)，用于传输第二存储器(23)中的经预处理完成后的图像数据。

2.根据权利要求1所述基于数字X光机的医学图像处理装置，其特征在于，

所述处理器(21)采用ARM7系列处理器、ARM9系列处理器、ARM11系列处理器或Cortex处理器的任意一种；

所述第一存储器(22)和第二存储器(23)采用SDRAM存储器或FLASH存储器的任意一种；

所述数据传输单元(30)为无线数据传输模块(31)或/和千兆网卡传输模块(32)，所述无线数据传输模块(31)或/和千兆网卡传输模块(32)与处理器(21)相连。

3.根据权利要求1所述基于数字X光机的医学图像处理装置，其特征在于，所述压缩处理采用JPEG2000压缩方法，包括预处理和核心处理，所述预处理包括图像分片、直流电平位移和分量变换，所述核心处理包括小波变换、量化和熵编码。

4.一种基于数字X光机的医学图像处理系统，其特征在于，包括权利要求1-3任一图像处理装置，还包括上位机(40)和数据中心(50)；

所述上位机(40)通过电缆线与所述图像处理装置、数据中心(50)相连接，数据中心(50)接收和存储所述图像处理装置传送来的经预处理后的图像数据。