[发明专利]一种基于频域变分的医学图像增强方法

权利要求书

1.一种基于频域变分的医学图像增强方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤1：利用变分驱动函数作为低通滤波器对原始图像f(x，y)进行分解，在频域中得到不同时间尺度的频域特征φ(t，x，y)；

步骤2：在频域中构建滤波器h(t)，用构建滤波器对频谱特征φ(t，x，y)进行滤波增强，得到滤波响应φ_h(t，x，y)；

步骤3：将频域中的滤波结果逆变换到空域以进行重构，最终得到细节增强的图像f_h(x，y)。

2.根据权利要求1所述的基于频域变分的医学图像增强方法，其特征在于，所述步骤1包括：所述变分驱动函数，定义为：

定义变分驱动函数的结构为一个半径为r、高为h的低通滤波器，其指示函数如下：

根据式(1)，变分驱动函数的解u(t)为：

对u(t)连续两次求导分别得到u′(t)、u″(t)：

其中δ(t)在t＝0时表示一个单位冲击信号，u″(t)产生了一个基本结构的冲击信号，它可以表示一个信号的频谱特征，同时为了保证响应不随时间发生变化，对u″(t)和演变时间t相乘并进行归一化处理，得到频域全变分可以表示为：

φ(t)＝u″(t)·t (6)

上式中t∈(0，∞)为式(1)中的时间参数，u″(t)为式(1)中u关于t的二阶导数，图像f(x，y)经过式(6)分解得到不同时间尺度的频域特征φ(t，x，y)，它表示在t时刻的频域变分局部尺度特征，(x，y)表示图像像素点的坐标，由此图像中的任意一个像素都能够被唯一的特征表示。

3.根据权利要求2所述的基于频域变分的医学图像增强方法，其特征在于，所述步骤2包括：

在频域中构建满足需求的滤波函数h(t)，来处理不同时间尺度的局部频域特征φ(t，x，y)，频域中的滤波响应φ_h(t，x，y)定义为：

φ_h(t，x，y)＝φ(t，x，y)·h(t) (14)

其中，所述滤波器h(t)为：

其中，t表示演变时间。

4.根据权利要求3所述的基于频域变分的医学图像增强方法，其特征在于，所述步骤3包括：

改写等式(7)可得滤波后的空域响应

其中，h(∞)为控制平均值放大的系数，根据有限时间重建等式(8)可得滤波后的空域响应，即增强之后图像：