一种核磁共振图像的生成计算方法
一种核磁共振图像的生成计算方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及核磁共振图像处理技术领域，尤其是一种核磁共振图像的生成计算方 法。
【背景技术】
[0002] 磁共振成像已发展成为一种非常强大的医学诊断手段，它特别适应于脑组织、神 经系统以及人体软组织等部位的诊断检测，能够在清晰的解剖影像背景上明确显示出病变 影像。MRI已经被广泛应用于医学临床诊断，成为重要的疾病诊断手段之一。核磁共振的图 像清晰度是与不同的相位编码的核磁共振回波信号的数目和在核磁共振回波信号采集过 程中采样点的数目成正比的。但是，回波信号和采样点越多，图像处理时间越长，所以如果 在较短时间内得到相对较为清晰的图像成为核磁共振领域中的重点研宄问题。
【发明内容】
[0003] 本发明要解决的技术问题是提供一种核磁共振图像的生成计算方法，能够解决现 有技术的不足，在不增加图像处理时间的前提下提高了图像的清晰度。
[0004] 为解决上述技术问题，本发明所采取的技术方案如下。
[0005] -种核磁共振图像的生成计算方法，步骤如下：
[0006] A、采用梯度磁场对检测部位进行扫描，接收线圈接收核磁共振信号，使用模数转 换器对核磁共振信号进行模数转换；
[0007] B、将步骤A得到的数字信号填充入K空间，形成数字点阵；
[0008] C、使用傅里叶变换分解出不同频率、相位、强度的信号，对核磁共振图像进行重 构；
[0009] D、对步骤C中重构出的核磁共振图像进行分块，分块时根据图像的灰度值进行， 将一个连续图像区域内灰度值类似的区域划分为一个灰度块；
[0010] E、求取每个灰度块的灰度平均值，并根据灰度平均值设定每个灰度块的灰度阈 值，对每个灰度块中超出该灰度块的灰度阈值的区域进行标记，对标记出的区域进行高斯 滤波处理，使用的高斯函数为：
[0012] 其中常数C2与灰度块的平均灰度值成正比；
[0013] F、将经过滤波处理的图像区域与其余图像区域进行融合，重新形成核磁共振图 像；
[0014] G、对步骤F中形成的核磁共振图像分成若干个图像层，每个灰度块中的像素平均 分配在各个图像层中，选择图像层中灰度差值最大的一个作为基准图像层，建立其它图像 层到基准图像层的映射函数关系，将各个图像层进行二次融合，形成新的核磁共振图像。
[0015] 作为本发明的一种优选技术方案，步骤D中，同一灰度块的灰度差值小于等于 10%〇
[0016] 作为本发明的一种优选技术方案，步骤D中，相邻两个灰度块的连接边缘设置有 重叠区域。
[0017] 为本发明的一种优选技术方案，所述重叠区域采用步骤E中的高斯函数进行两次 高斯滤波，两次高斯滤波使用的高斯函数分别为相邻两个灰度块所使用的高斯函数，然后 将两次高斯滤波的结果进行加权平均，权重比等于两个灰度块的平均灰度之比。
[0018] 为本发明的一种优选技术方案，步骤F中，对重叠区域的两次滤波结果分别求取 其X、Y方向的边缘函数，由X、Y方向的边缘函数拟合出重叠区域的灰度变化函数，对两个灰 度变化函数进行归一化处理，根据归一化处理的结果得出两个重叠区域的权重值，并进行 加权平均。
[0019] 采用上述技术方案所带来的有益效果在于：本发明首先对原始图像进行分块，然 后对每个图像块的图像内容进行选择性过滤处理，这可以大大降低过滤处理时的时间消 耗。通过在相邻图像块之间设置重叠区域，请进行相应的过渡处理，降低了由于图像分割所 造成的图像失真和图像信息流失。然后对进行过滤的图像进行分层二次融合，降低了噪声 信号在图像中的占比，提高了图像的清晰度。
【具体实施方式】
[0020] 一种核磁共振图像的生成计算方法，步骤如下：
[0021] A、采用梯度磁场对检测部位进行扫描，接收线圈接收核磁共振信号，使用模数转 换器对核磁共振信号进行模数转换；
[0022]B、将步骤A得到的数字信号填充入K空间，形成数字点阵；
[0023] C、使用傅里叶变换分解出不同频率、相位、强度的信号，对核磁共振图像进行重 构；
[0024]D、对步骤C中重构出的核磁共振图像进行分块，分块时根据图像的灰度值进行， 将一个连续图像区域内灰度值类似的区域划分为一个灰度块；
[0025]E、求取每个灰度块的灰度平均值，并根据灰度平均值设定每个灰度块的灰度阈 值，对每个灰度块中超出该灰度块的灰度阈值的区域进行标记，对标记出的区域进行高斯 滤波处理，使用的高斯函数为：
[0027] 其中常数c2与灰度块的平均灰度值成正比；
[0028]F、将经过滤波处理的图像区域与其余图像区域进行融合，重新形成核磁共振图 像；
[0029]G、对步骤F中形成的核磁共振图像分成若干个图像层，每个灰度块中的像素平均 分配在各个图像层中，选择图像层中灰度差值最大的一个作为基准图像层，建立其它图像 层到基准图像层的映射函数关系，将各个图像层进行二次融合，形成新的核磁共振图像。
[0030] 步骤D中，同一灰度块的灰度差值小于等于10%，相邻两个灰度块的连接边缘设 置有重叠区域。所述重叠区域采用步骤E中的高斯函数进行两次高斯滤波，两次高斯滤波 使用的高斯函数分别为相邻两个灰度块所使用的高斯函数，然后将两次高斯滤波的结果进 行加权平均，权重比等于两个灰度块的平均灰度之比。步骤F中，对重叠区域的两次滤波结 果分别求取其X、Y方向的边缘函数，由X、Y方向的边缘函数拟合出重叠区域的灰度变化函 数，对两个灰度变化函数进行归一化处理，根据归一化处理的结果得出两个重叠区域的权 重值，并进行加权平均。
[0031] 其中，步骤B中，填充K空间的过程中，首先从Ky= 0的区域开始，向外侧的空间 延展。填充时，在Ky= 0的两侧空间对称地选取若干个起始点，以每个起始点为圆心，向外 侧以圆形的形状进行填充。起始点的设置密度与设置位置到Ky= 0的距离成反比。这种 填充方式可以在保证K空间中心区域的信息填充密度的同时避免传统填充方式中由于K空 间周边填充密度不够而导致的图像解析度不高的问题。
[0032] 本发明算法简单，简化了现有技术中的大量冗余操作，可以与核磁共振设备良好 兼容，一站式成像，经过大量的实验，运行良好，图像清晰度高，省去了调试人员繁琐的调试 过程，得到了使用人员的一致好评。
[0033] 上述描述仅作为本发明可实施的技术方案提出，不作为对其技术方案本身的单一 限制条件。
【主权项】
1. 一种核磁共振图像的生成计算方法，其特征在于步骤如下： A、 采用梯度磁场对检测部位进行扫描，接收线圈接收核磁共振信号，使用模数转换器 对核磁共振信号进行模数转换； B、 将步骤A得到的数字信号填充入K空间，形成数字点阵； C、 使用傅里叶变换分解出不同频率、相位、强度的信号，对核磁共振图像进行重构； D、 对步骤C中重构出的核磁共振图像进行分块，分块时根据图像的灰度值进行，将一 个连续图像区域内灰度值类似的区域划分为一个灰度块； E、 求取每个灰度块的灰度平均值，并根据灰度平均值设定每个灰度块的灰度阈值，对 每个灰度块中超出该灰度块的灰度阈值的区域进行标记，对标记出的区域进行高斯滤波处 理，使用的高斯函数为：其中常数C2与灰度块的平均灰度值成正比； F、 将经过滤波处理的图像区域与其余图像区域进行融合，重新形成核磁共振图像； G、 对步骤F中形成的核磁共振图像分成若干个图像层，每个灰度块中的像素平均分配 在各个图像层中，选择图像层中灰度差值最大的一个作为基准图像层，建立其它图像层到 基准图像层的映射函数关系，将各个图像层进行二次融合，形成新的核磁共振图像。2. 根据权利要求1所述的核磁共振图像的生成计算方法，其特征在于：步骤D中，同一 灰度块的灰度差值小于等于10%。3. 根据权利要求1所述的核磁共振图像的生成计算方法，其特征在于：步骤D中，相邻 两个灰度块的连接边缘设置有重叠区域。4. 根据权利要求3所述的核磁共振图像的生成计算方法，其特征在于：所述重叠区域 采用步骤E中的高斯函数进行两次高斯滤波，两次高斯滤波使用的高斯函数分别为相邻两 个灰度块所使用的高斯函数，然后将两次高斯滤波的结果进行加权平均，权重比等于两个 灰度块的平均灰度之比。5. 根据权利要求4所述的核磁共振图像的生成计算方法，其特征在于：步骤F中，对重 叠区域的两次滤波结果分别求取其X、Y方向的边缘函数，由X、Y方向的边缘函数拟合出重 叠区域的灰度变化函数，对两个灰度变化函数进行归一化处理，根据归一化处理的结果得 出两个重叠区域的权重值，并进行加权平均。
【专利摘要】本发明公开了一种核磁共振图像的生成计算方法，包括以下步骤：A、对检测部位进行扫描，对核磁共振信号进行模数转换；B、将数字信号填充入K空间；C、使用傅里叶变换分解出不同频率、相位、强度的信号，对核磁共振图像进行重构；D、对步骤C中重构出的核磁共振图像进行分块；E、选取特定区域进行高斯滤波处理；F、将经过滤波处理的图像区域与其余图像区域进行融合，重新形成核磁共振图像；G、对步骤F中形成的核磁共振图像分成若干个图像层，将各个图像层进行二次融合，形成新的核磁共振图像。本发明能够解决现有技术的不足，在不增加图像处理时间的前提下提高了图像的清晰度。
【IPC分类】G06T5/00
【公开号】CN104899841
【申请号】CN201510325957
【发明人】陈亮, 王天峰, 李玉华, 张进军, 王保光, 袁广峰
【申请人】惠仁望都医疗设备科技有限公司
【公开日】2015年9月9日
【申请日】2015年6月15日
【技术领域】
[0001] 本发明涉及核磁共振图像处理技术领域，尤其是一种核磁共振图像的生成计算方 法。
【背景技术】
[0002] 磁共振成像已发展成为一种非常强大的医学诊断手段，它特别适应于脑组织、神 经系统以及人体软组织等部位的诊断检测，能够在清晰的解剖影像背景上明确显示出病变 影像。MRI已经被广泛应用于医学临床诊断，成为重要的疾病诊断手段之一。核磁共振的图 像清晰度是与不同的相位编码的核磁共振回波信号的数目和在核磁共振回波信号采集过 程中采样点的数目成正比的。但是，回波信号和采样点越多，图像处理时间越长，所以如果 在较短时间内得到相对较为清晰的图像成为核磁共振领域中的重点研宄问题。
【发明内容】
[0003] 本发明要解决的技术问题是提供一种核磁共振图像的生成计算方法，能够解决现 有技术的不足，在不增加图像处理时间的前提下提高了图像的清晰度。
[0004] 为解决上述技术问题，本发明所采取的技术方案如下。
[0005] -种核磁共振图像的生成计算方法，步骤如下：
[0006] A、采用梯度磁场对检测部位进行扫描，接收线圈接收核磁共振信号，使用模数转 换器对核磁共振信号进行模数转换；
[0007] B、将步骤A得到的数字信号填充入K空间，形成数字点阵；
[0008] C、使用傅里叶变换分解出不同频率、相位、强度的信号，对核磁共振图像进行重 构；
[0009] D、对步骤C中重构出的核磁共振图像进行分块，分块时根据图像的灰度值进行， 将一个连续图像区域内灰度值类似的区域划分为一个灰度块；
[0010] E、求取每个灰度块的灰度平均值，并根据灰度平均值设定每个灰度块的灰度阈 值，对每个灰度块中超出该灰度块的灰度阈值的区域进行标记，对标记出的区域进行高斯 滤波处理，使用的高斯函数为：
[0012] 其中常数C2与灰度块的平均灰度值成正比；
[0013] F、将经过滤波处理的图像区域与其余图像区域进行融合，重新形成核磁共振图 像；
[0014] G、对步骤F中形成的核磁共振图像分成若干个图像层，每个灰度块中的像素平均 分配在各个图像层中，选择图像层中灰度差值最大的一个作为基准图像层，建立其它图像 层到基准图像层的映射函数关系，将各个图像层进行二次融合，形成新的核磁共振图像。
[0015] 作为本发明的一种优选技术方案，步骤D中，同一灰度块的灰度差值小于等于 10%〇
[0016] 作为本发明的一种优选技术方案，步骤D中，相邻两个灰度块的连接边缘设置有 重叠区域。
[0017] 为本发明的一种优选技术方案，所述重叠区域采用步骤E中的高斯函数进行两次 高斯滤波，两次高斯滤波使用的高斯函数分别为相邻两个灰度块所使用的高斯函数，然后 将两次高斯滤波的结果进行加权平均，权重比等于两个灰度块的平均灰度之比。
[0018] 为本发明的一种优选技术方案，步骤F中，对重叠区域的两次滤波结果分别求取 其X、Y方向的边缘函数，由X、Y方向的边缘函数拟合出重叠区域的灰度变化函数，对两个灰 度变化函数进行归一化处理，根据归一化处理的结果得出两个重叠区域的权重值，并进行 加权平均。
[0019] 采用上述技术方案所带来的有益效果在于：本发明首先对原始图像进行分块，然 后对每个图像块的图像内容进行选择性过滤处理，这可以大大降低过滤处理时的时间消 耗。通过在相邻图像块之间设置重叠区域，请进行相应的过渡处理，降低了由于图像分割所 造成的图像失真和图像信息流失。然后对进行过滤的图像进行分层二次融合，降低了噪声 信号在图像中的占比，提高了图像的清晰度。
【具体实施方式】
[0020] 一种核磁共振图像的生成计算方法，步骤如下：
[0021] A、采用梯度磁场对检测部位进行扫描，接收线圈接收核磁共振信号，使用模数转 换器对核磁共振信号进行模数转换；
[0022]B、将步骤A得到的数字信号填充入K空间，形成数字点阵；
[0023] C、使用傅里叶变换分解出不同频率、相位、强度的信号，对核磁共振图像进行重 构；
[0024]D、对步骤C中重构出的核磁共振图像进行分块，分块时根据图像的灰度值进行， 将一个连续图像区域内灰度值类似的区域划分为一个灰度块；
[0025]E、求取每个灰度块的灰度平均值，并根据灰度平均值设定每个灰度块的灰度阈 值，对每个灰度块中超出该灰度块的灰度阈值的区域进行标记，对标记出的区域进行高斯 滤波处理，使用的高斯函数为：
[0027] 其中常数c2与灰度块的平均灰度值成正比；
[0028]F、将经过滤波处理的图像区域与其余图像区域进行融合，重新形成核磁共振图 像；
[0029]G、对步骤F中形成的核磁共振图像分成若干个图像层，每个灰度块中的像素平均 分配在各个图像层中，选择图像层中灰度差值最大的一个作为基准图像层，建立其它图像 层到基准图像层的映射函数关系，将各个图像层进行二次融合，形成新的核磁共振图像。
[0030] 步骤D中，同一灰度块的灰度差值小于等于10%，相邻两个灰度块的连接边缘设 置有重叠区域。所述重叠区域采用步骤E中的高斯函数进行两次高斯滤波，两次高斯滤波 使用的高斯函数分别为相邻两个灰度块所使用的高斯函数，然后将两次高斯滤波的结果进 行加权平均，权重比等于两个灰度块的平均灰度之比。步骤F中，对重叠区域的两次滤波结 果分别求取其X、Y方向的边缘函数，由X、Y方向的边缘函数拟合出重叠区域的灰度变化函 数，对两个灰度变化函数进行归一化处理，根据归一化处理的结果得出两个重叠区域的权 重值，并进行加权平均。
[0031] 其中，步骤B中，填充K空间的过程中，首先从Ky= 0的区域开始，向外侧的空间 延展。填充时，在Ky= 0的两侧空间对称地选取若干个起始点，以每个起始点为圆心，向外 侧以圆形的形状进行填充。起始点的设置密度与设置位置到Ky= 0的距离成反比。这种 填充方式可以在保证K空间中心区域的信息填充密度的同时避免传统填充方式中由于K空 间周边填充密度不够而导致的图像解析度不高的问题。
[0032] 本发明算法简单，简化了现有技术中的大量冗余操作，可以与核磁共振设备良好 兼容，一站式成像，经过大量的实验，运行良好，图像清晰度高，省去了调试人员繁琐的调试 过程，得到了使用人员的一致好评。
[0033] 上述描述仅作为本发明可实施的技术方案提出，不作为对其技术方案本身的单一 限制条件。
【主权项】
1. 一种核磁共振图像的生成计算方法，其特征在于步骤如下： A、 采用梯度磁场对检测部位进行扫描，接收线圈接收核磁共振信号，使用模数转换器 对核磁共振信号进行模数转换； B、 将步骤A得到的数字信号填充入K空间，形成数字点阵； C、 使用傅里叶变换分解出不同频率、相位、强度的信号，对核磁共振图像进行重构； D、 对步骤C中重构出的核磁共振图像进行分块，分块时根据图像的灰度值进行，将一 个连续图像区域内灰度值类似的区域划分为一个灰度块； E、 求取每个灰度块的灰度平均值，并根据灰度平均值设定每个灰度块的灰度阈值，对 每个灰度块中超出该灰度块的灰度阈值的区域进行标记，对标记出的区域进行高斯滤波处 理，使用的高斯函数为：其中常数C2与灰度块的平均灰度值成正比； F、 将经过滤波处理的图像区域与其余图像区域进行融合，重新形成核磁共振图像； G、 对步骤F中形成的核磁共振图像分成若干个图像层，每个灰度块中的像素平均分配 在各个图像层中，选择图像层中灰度差值最大的一个作为基准图像层，建立其它图像层到 基准图像层的映射函数关系，将各个图像层进行二次融合，形成新的核磁共振图像。2. 根据权利要求1所述的核磁共振图像的生成计算方法，其特征在于：步骤D中，同一 灰度块的灰度差值小于等于10%。3. 根据权利要求1所述的核磁共振图像的生成计算方法，其特征在于：步骤D中，相邻 两个灰度块的连接边缘设置有重叠区域。4. 根据权利要求3所述的核磁共振图像的生成计算方法，其特征在于：所述重叠区域 采用步骤E中的高斯函数进行两次高斯滤波，两次高斯滤波使用的高斯函数分别为相邻两 个灰度块所使用的高斯函数，然后将两次高斯滤波的结果进行加权平均，权重比等于两个 灰度块的平均灰度之比。5. 根据权利要求4所述的核磁共振图像的生成计算方法，其特征在于：步骤F中，对重 叠区域的两次滤波结果分别求取其X、Y方向的边缘函数，由X、Y方向的边缘函数拟合出重 叠区域的灰度变化函数，对两个灰度变化函数进行归一化处理，根据归一化处理的结果得 出两个重叠区域的权重值，并进行加权平均。
【专利摘要】本发明公开了一种核磁共振图像的生成计算方法，包括以下步骤：A、对检测部位进行扫描，对核磁共振信号进行模数转换；B、将数字信号填充入K空间；C、使用傅里叶变换分解出不同频率、相位、强度的信号，对核磁共振图像进行重构；D、对步骤C中重构出的核磁共振图像进行分块；E、选取特定区域进行高斯滤波处理；F、将经过滤波处理的图像区域与其余图像区域进行融合，重新形成核磁共振图像；G、对步骤F中形成的核磁共振图像分成若干个图像层，将各个图像层进行二次融合，形成新的核磁共振图像。本发明能够解决现有技术的不足，在不增加图像处理时间的前提下提高了图像的清晰度。
【IPC分类】G06T5/00
【公开号】CN104899841
【申请号】CN201510325957
【发明人】陈亮, 王天峰, 李玉华, 张进军, 王保光, 袁广峰
【申请人】惠仁望都医疗设备科技有限公司
【公开日】2015年9月9日
【申请日】2015年6月15日
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