图像的后处理.docxVIP

. v . 图象后处理技术 DSP 的重要功能在于发展数字图象处理。本装置的图象处理功能包括前处理 和后处理，其中前处理分为采样处理〔最大值采样、峰值偏差采样、点采样〕 ， 失径平滑，图象的数字勾边及帧相关处理。而后处理包括有线性插值， H 平滑， 灰度窗口处理及 校正。 〔图象处理功能示意图〕 图象的前处理是沿着失径扫描线对数据发展处理的， 它不可防止的要受到扫 描方式的限制， 于是处理功能比较简单。 而图象后处理是在经过扫描变换以后的 具有标准电视扫描方式的图象上发展处理， 于是处理的功能就比较强。 可参加的 数字图象的内容也比较繁多， 它可以将图象送往计算机中发展各种图象运算和处 理， 但对于实时动态显示的图象， 为了满足实时的需要， 目前本装置只参加了比 较实用的对图象具有一定效果的处理功能。 1． 图象的线性插补处理 目前在实时超声扇形扫描仪中数字扫描变换〔 DSC〕已成为不可缺少的局 部。这是由于它既可以使用标准显示和记录装置，也可以在图象上叠加别的信 息，发展各种冻结方式的处理，并能灵便地，实时地显示多幅图象。然而经过 数字扫描变换以后使图象产生了失真， 这是将图象由原来的失径扫描经数字扫 描变换转换成直角扫描所具有的固有缺陷，最具有代表性的是“云纹斑〞 〔Morie〕畸变的浮现，显示过密或者浮现空缺。 1) 云纹斑浮现的机理 数字扫描转换的像素地址逻辑单元将每一点的极坐标转换成直角坐标，仔 细地考虑这一坐标转换过程不难发现， 每一采样点在空间的实际位置普通说来 . v . 不会和显示点准确对应起来。由于在写入存储器时这种地址必须首先发展转 换，将其空间地址转换到与实际位置最接近的存储单元。即像素地址首先由极 坐标转换直角坐标，此时的直角坐标为地址数字化到最接近的一个像素地址， 于是使得扇形图象的进场区域在两条相邻的扫描线上的局部数据采样点会被 写在一样的像素地址单元中，即发生重写而造成显示过密。其次随着两条相邻 扫描线离探头距离的增加此间隙也所之变大， 这样两条扫描线之间某些像素不 会被采样，从而形成“黑洞〞，云纹斑正是这种预料中未采样的“黑洞〞云集而 成的。 许多黑洞云集成的云纹斑使图象质量下降， 其对图象所产生的影响如以下图 所示 云纹斑的浮现与以下因素有关：原扇形扫描线矢径数〔 M〕，超声脉冲重复 频率〔RATE〕，探测深度〔D〕，最大视角〔9 〕，角度间隔〔 9 〕和帧频〔FR〕 max 等参数。这些参数满足方程 式中 N =9 / 9， V 为超声波在人体中的平均传播速度。 MAX 理论上，为了彻底消除失真，需要无数的极坐标和直角坐标像素，但实际的 扇形扫描仪仅有有限的数据和像素。由文献可知，适宜的取样要满足条件 9 = arctan(1/ M ) 。显然，角度间隔越小，失真也越小。但是，从 5.1 式可知， 扫描线数是有限的， 是根据实时应用时的最大视角和帧数决定的。 然而， 极坐标 数据的增加要求 DSC 有较高的采样速率。为了减小采样数据和显示数据间的位 置误差造成的云纹斑， DSC 的像素必须增加。 但为了和标准的显示和记录装置相 配， DSC 也仅能有有限像素。 从以上讨论比较可知， 用原始的数据和像素来直接 改善云纹状失真， 至今未有满意的方法。 从图 5-2 可见， 我们可以在原有像素数 . v . 据的根抵上发展像素的插补处理来消除这种图象重建误差。 2) 图象的线性插补处理 对于图象的插补技术最简单的一种方法是平均插补处理， 它是在两根邻近的 扫描线间插入一根或者几根扫描线像素数据，使得直角坐标的整个扫描上弥漫数 据，用这种方法“云纹状〞失真象对地减少了，然而图象近场区域写入过密的问 题变得更加严重了。 R 9 插补法是目前最复杂和最好的方法。在这种插补方法中，每一个直角坐标 数据是从周围的极坐标数据按线性插补发展插值的。 采用这种方法， 为了减少重建误差， 必然要发展高次插补。 由于需要复杂的 硬件， 甚至仅做一阶插补也需要很复杂和快速的数字电路。 这在实时