[发明专利]基于多张量的磁共振扩散加权图像结构自适应平滑方法

摘要

基于多张量的磁共振扩散加权图像结构自适应平滑方法，涉及磁共振扩散加权图像平滑方法，属于医学图像处理领域。本发明解决了现有方法噪声抑制差，从而使得获得的每个体素的纤维结构信息精确度低的问题。基于多张量的磁共振扩散加权图像结构自适应平滑方法一、选取相关参数，设定初始邻域半径；二、计算每个体素的初始纤维结构信息；三、对于每个体素，根据纤维结构信息计算其邻域半径内的所有体素对该体素的权重，从而对磁共振扩散加权图像进行加权平滑，平滑后重新计算每个体素的纤维结构信息；四、判断是否满足迭代终止条件，如果不满足，则扩大邻域半径并继续进行步骤三，否则计算结束。本发明适用于磁共振扩散加权图像信息处理。

主权项

基于多张量的磁共振扩散加权图像结构自适应平滑方法，实现该方法的步骤如下：步骤一：选取参数λ、参数a和总迭代次数kN的值，设定初始邻域半径h(0)，设定当前迭代次数k＝1，计算h(1)＝ah(0)，λ的取值范围为0.5～5，a的取值范围为1<a≤2，kN的取值范围为5～10，h(0)的取值范围为0.5～1.5；步骤二：计算每个体素p的初始纤维结构信息并设定参数其中表示该体素存在方向为的纤维，其所占比重为表示该体素内的纤维存在多少个不同的走行方向，参数的取值范围为1～2；步骤三：对于每个体素p，记q为以p为中心h(k)为半径的邻域U(p)内的体素，根据每个体素p的纤维结构信息计算其邻域半径内的所有体素对该体素p的权重，并根据获得的所有权重值对磁共振扩散加权图像进行加权平滑处理，然后重新计算每个体素的纤维结构信息；步骤四：判断是否满足迭代终止条件，如果不满足，则扩大邻域半径并继续进行步骤三，即如果k≤kN，则另k＝k+1，h(k)＝ah(k‑1)，返回步骤三，其中k为迭代次数，kN表示迭代终止次数；否则，完成基于多张量的磁共振扩散加权图像结构自适应平滑；其特征在于，所述步骤三所述的根据每个体素p的纤维结构信息计算其邻域半径内的所有体素对该体素的权重，从而对磁共振扩散加权图像进行加权平滑，平滑后重新计算每个体素的纤维结构信息的方法为：计算其中ρ(p,q)为体素p到体素q的欧氏距离；计算其中函数表示体素p与体素q之间纤维结构信息的差别；计算权重其中核函数Kloc(·)和Kst(·)为两个定义域为[0,∞)的单调递减函数，且满足Kloc(0)＝Kst(0)＝1，当x≥1时Kloc(x)＝Kst(x)＝0；计算邻域U(p)内所有体素对p的权重之和计算及其中表示未加扩散梯度场时体素p的磁共振信号经第k次迭代平滑计算的结果，表示未加扩散梯度场时体素q的磁共振信号经第k‑1次迭代平滑计算的结果，表示扩散梯度方向为gi时体素p的磁共振信号经第k次迭代平滑计算的结果，表示扩散梯度方向为gi时体素q的磁共振信号经第k‑1次迭代平滑计算的结果，M为所加不同扩散梯度方向的个数，根据迭代平滑计算后的和重新计算体素p的纤维结构信息