[发明专利]一种基于图像融合的智能医疗系统

权利要求书

1.一种基于图像融合的智能医疗系统，其特征是，包括磁共振断层扫描仪、X线计算机断层扫描仪、医疗图像处理器和医疗诊断终端，所述磁共振断层扫描仪用于扫描患者的病患处，得到病患处的原始MRI图像；所述X线计算机断层扫描仪用于扫描患者的病患处，得到病患处的原始CT图像；所述医疗图像处理器用于对原始MRI图像和原始CT图像进行降噪处理，并将降噪后的MRI图像和CT图像进行图像融合，得到融合医疗图像；

所述磁共振断层扫描仪和所述X线计算机断层扫描仪分别与所述医疗图像处理器有线连接，所述医疗图像处理器与所述医疗诊断终端有线连接；

所述医疗诊断终端用于显示融合医疗图像，医护人员根据融合医疗图像对患者的病患处病情进行诊断；

所述医疗图像处理器包括依次连接的医疗图像降噪模块、医疗图像分解模块和医疗图像融合模块；

所述医疗图像降噪模块用于对原始MRI图像和原始CT图像进行降噪处理，具体为：

(1)将原始MRI图像和原始CT图像进行小波变换处理，得到相应的小波系数，此时得到的小波系数为带噪声小波系数和无噪声小波系数；

(2)利用改进的软阈值函数分别对原始MRI图像和原始CT图像经过小波变换后得到的小波系数进行处理，将原始MRI图像和原始CT图像的带噪声小波系数进行滤除，得到两幅原始图像的无噪声小波系数，利用无噪声小波系数对两幅原始图像进行重构，其中采用的改进的软阈值函数为：

式中，为无噪声小波系数，ω为包括带噪声小波系数和无噪声小波系数的小波系数，sgn(·)为符号函数，R为根据二分法针对不同图像来确定的控制参数，d为设定的偏差下限；

根据无噪声小波系数对原始MRI图像和原始CT图像进行重构，得到将要进行融合的MRI源图像和CT源图像，包括MRI源图像和CT源图像；

所述医疗图像分解模块根据设定好分解的尺度和方向数，采用NSST对MRI源图像和CT源图像进行多尺度分解，得到MRI源图像和CT源图像的NSST变换系数，分别为和L表示低频，H表示高频，和分别表示MRI源图像和CT源图像经过NSST分解后得到的低频系数，和分别表示MRI源图像和CT源图像经过NSST分解后得到的第a个尺度第b个方向的高频系数。

2.根据权利要求1所述的一种基于图像融合的智能医疗系统，其特征是，所述医疗图像融合模块包括医疗图像低频融合子模块和医疗图像高频融合子模块；

所述医疗图像低频融合子模块根据低频段聚焦评价值大小来选取融合医疗图像的低频系数，包括：

(1)根据低频段聚焦评价函数，分别对MRI源图像和CT源图像的低频系数进行评价，得到两幅源图像的低频段聚焦评价值，采用的低频段聚焦评价函数为：

F_x＝[-1,2,-1]

F_y＝F_x^T＝[-1,2,-1]^T

式中，S(p,q)为像素点(p,q)的低频段聚焦评价值，S(p,q)包括MRI源图像的低频段聚焦评价值S(p,q)¹和CT源图像的低频段聚焦评价值S(p,q)²，x和y分别为横坐标和纵坐标，F_x和F_y为横向和纵向的二阶差分算子；

(2)根据MRI源图像和CT源图像低频段聚焦评价值的大小，选取低频段聚焦评价值较大的低频系数作为融合医疗图像的低频系数，当低频段聚焦评价值相等时，取MRI源图像和CT源图像的低频系数值的平均数作为融合医疗图像的低频系数：

式中，X_L为融合医疗图像的低频系数，和分别表示MRI源图像和CT源图像经过NSST分解后得到的低频系数。

3.根据权利要求2所述的一种基于图像融合的智能医疗系统，其特征是，所述医疗图像高频融合子模块根据MRI源图像和CT源图像各个子区域的能量值大小来选取融合医疗图像的高频系数，包括：

(1)窗函数β设置为只有4邻域内非0、中心位置数值较大的3×3矩阵，具体为：

(2)根据自定义能量计算公式计算MRI源图像和CT源图像各个子区域的能量：

式中，表示像素点(p,q)的第a个尺度第b个方向的局部能量，包括MRI源图像的局部能量和CT源图像的局部能量ψ(p,q)为以像素点(p,q)为中心的x×y大小的邻域窗口，β(p,q)为位置(p,q)处对应的窗函数，为MRI源图像和CT源图像在(p,q)为中心的x×y大小的邻域窗口的第a个尺度第b个方向的像素值均值包括MRI源图像在(p,q)为中心的x×y大小的邻域窗口的第a个尺度第b个方向的像素值均值和CT源图像在(p,q)为中心的x×y大小的邻域窗口的第a个尺度第b个方向的像素值均值h^a,b(p,q)为MRI源图像和CT源图像在位置(p,q)处的第a个尺度第b个方向的像素值，h^a,b(p,q)包括MRI源图像在位置(p,q)处的第a个尺度第b个方向的像素值h^a,b(p,q)¹和CT源图像在位置(p,q)处的第a个尺度第b个方向的像素值h^a,b(p,q)²；

(3)选择能量较大的区域的高频系数作为融合医疗图像中对应区域的高频系数：

式中，X_H(a,b)表示融合医疗图像的第a个尺度第b个方向的高频系数，和分别表示MRI源图像和CT源图像经过NSST分解后得到的第a个尺度第b个方向的高频系数。