本發(fā)明涉及一種圖像的遞歸濾波方法，尤其涉及一種用于動態(tài)成像的遞歸濾波方法，同時涉及實(shí)現(xiàn)該遞歸濾波方法的醫(yī)學(xué)成像設(shè)備，屬于圖像處理技術(shù)領(lǐng)域。

背景技術(shù)：

近年來，基于使用放射線(例如，X射線)的運(yùn)動圖像拍攝的醫(yī)學(xué)診斷和治療正在盛行。在使用放射線的攝像中，必須在低放射線劑量下對人體進(jìn)行拍攝，以減少暴露于放射線。

在介入手術(shù)成像等一些動態(tài)成像的應(yīng)用場合中，由于劑量受限，圖像采集噪聲會影響采集圖像的質(zhì)量，同時由于介入手術(shù)成像等的應(yīng)用場合是動態(tài)成像，幀間連續(xù)運(yùn)動會造成影像模糊。

在這種情況下通常采用遞歸濾波方法來平滑噪聲，由于介入手術(shù)成像場合的實(shí)時性要求，為滿足幀頻要求濾波方法要快速進(jìn)行，通常采用線性滑動平均濾波方法，例如比較常見的高斯濾波方法。高斯濾波方法就是一個對整幅圖像進(jìn)行加權(quán)平均的過程，每一個像素點(diǎn)的值，都由其本身和鄰域內(nèi)的其他像素值經(jīng)過加權(quán)平均后得到。高斯濾波方法的具體操作是：用一個模板(或稱卷積、掩模)掃描圖像中的每一個像素，用模板確定的鄰域內(nèi)像素的加權(quán)平均灰度值去替代模板中心像素點(diǎn)的值。

線性滑動平均濾波方法簡單快速，能夠抑制圖像采集噪聲，可以滿足介入手術(shù)成像的實(shí)時性要求。但該線性滑動平均濾波方法對幀間連續(xù)運(yùn)動造成的影像模糊的抑制無能為力，相反，該濾波方法進(jìn)行的平滑操作，會進(jìn)一步加重影像模糊，不能解決介入手術(shù)成像等動態(tài)成像過程中影像模糊的問題，不能滿足對圖像的過濾要求。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

針對現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明所要解決的首要技術(shù)問題在于提供一種用于動態(tài)成像的遞歸濾波方法。

本發(fā)明所要解決的另一技術(shù)問題在于提供一種實(shí)現(xiàn)用于動態(tài)成像的遞歸濾波方法的醫(yī)學(xué)成像設(shè)備。

為實(shí)現(xiàn)上述發(fā)明目的，本發(fā)明采用下述的技術(shù)方案：

一種用于動態(tài)成像的遞歸濾波方法，包括如下步驟：

S1，將鄰域梯度值作為反饋系數(shù)引入遞歸濾波器結(jié)構(gòu)中，形成遞歸濾波器，所述鄰域梯度值以遞歸濾波器參數(shù)的指數(shù)形式?jīng)Q定所述遞歸濾波器的輸出；

S2，根據(jù)對圖像清晰度的要求，確定濾波層數(shù)t，t＝0，1,2……N，N為正整數(shù)；

S3，采用所述遞歸濾波器在第k層對圖像進(jìn)行遞歸濾波操作，得到第k層遞歸濾波圖像，并將其作為第k+1層的輸入圖像，k＝0,1,2……t；

S4，k從0逐漸遞增，每增加一個整數(shù)值，重復(fù)步驟S3，直至得到t+1層的遞歸濾波圖像，結(jié)合第t層的增益系數(shù)，得到第t層的尺度圖像。

其中較優(yōu)地，在步驟S1中，所述遞歸濾波器采用如下狀態(tài)方程表示：J(n)＝(1-a^d)I(n)+a^dJ(n-1)

其中，J(n)是遞歸濾波器當(dāng)前的輸出狀態(tài)；I(n)是遞歸濾波器當(dāng)前的輸入狀態(tài)，J(n-1)是遞歸濾波器之前的輸出狀態(tài)；a是遞歸濾波器參數(shù)；d是鄰域梯度值。

其中較優(yōu)地，在步驟S1中形成的遞歸濾波器，用于遞歸濾波視頻影像的每一幀內(nèi)的一個像素點(diǎn)或者視頻影像的相鄰前后兩幀圖像的同一個像素點(diǎn)中的一種或兩種。

其中較優(yōu)地，采用步驟S1中形成的遞歸濾波器，遞歸濾波視頻影像的每一幀內(nèi)的每一個像素點(diǎn)，包括如下步驟：

S111，獲取影像視頻中的一幀圖像，并獲取所述圖像的像素點(diǎn)集其中，Ai是所述圖像中一個像素點(diǎn)，i是圖像空間中某一特定位置，Ai-1和Ai+1是與Ai前后相鄰的兩個像素點(diǎn)；

S112，采用獲取的遞歸濾波器J(i)＝(1-a^d)I(i)+a^dJ(i-1)對像素點(diǎn)Ai進(jìn)行遞歸濾波操作；

S113，i從1逐漸遞增，每增加一個整數(shù)值，重復(fù)步驟S112，直至所述圖像中的像素點(diǎn)全部進(jìn)行遞歸濾波操作，得到濾波后的輸出圖像。

其中較優(yōu)地，當(dāng)要對整個視頻影像進(jìn)行遞歸濾波操作時，在影像視頻中的每一幀圖像內(nèi)重復(fù)步驟S111～S113，直至視頻影像中的每一幀圖像都處理完成，即可得到進(jìn)行遞歸濾波操作后的輸出圖像組成的視頻。

其中較優(yōu)地，采用步驟S1中形成的遞歸濾波器，遞歸濾波視頻影像的相鄰前后兩幀圖像的同一個像素點(diǎn)，包括如下步驟：

S121，獲取影像視頻中的每一幀圖像，并獲取連續(xù)幀圖像相同位置的目標(biāo)像素點(diǎn)A，組成目標(biāo)像素點(diǎn)集其中，n為時間流上某一特定時刻，An-1為在第n-1幀的目標(biāo)像素點(diǎn)，An為在第n幀的目標(biāo)像素點(diǎn)，An+1為在第n+1幀的目標(biāo)像素點(diǎn)；

S122，采用獲取的遞歸濾波器J(n)＝(1-a^d)I(n)+a^dJ(n-1)對目標(biāo)像素點(diǎn)An進(jìn)行遞歸濾波操作；

S123，n從1逐漸遞增，每增加一個整數(shù)值，重復(fù)步驟S112，直至該影像視頻中的每一幀圖像相同位置的目標(biāo)像素點(diǎn)全部進(jìn)行遞歸濾波操作，得到濾波后的輸出圖像。

其中較優(yōu)地，當(dāng)需要對整個視頻圖像進(jìn)行遞歸濾波操作時，首先，逐一確定當(dāng)前幀圖像上的每一個像素點(diǎn)為目標(biāo)像素點(diǎn)；然后，針對每一目標(biāo)像素點(diǎn)，重復(fù)步驟S121～S123，直至當(dāng)前幀圖像上的像素點(diǎn)全部處理完成，即可得到進(jìn)行遞歸濾波操作后的輸出圖像組成的視頻。

其中較優(yōu)地，在步驟S4中，得到第t層的尺度圖像采用如下公式：

L(t)＝G_t*(RF_t+1(I)-RF_t(I))

其中，t是分層的層數(shù)目；I是原始圖像；RF是遞歸濾波操作；L(t)為第t層尺度圖像；RFt(I)、RFt+1(I)分別對應(yīng)第t層及第t+1層的遞歸濾波圖像；Gt為第t層的增益系數(shù)。

一種醫(yī)學(xué)成像設(shè)備，用于實(shí)現(xiàn)所述的用于動態(tài)成像的遞歸濾波方法，包括控制單元、數(shù)據(jù)獲取單元、影像鏈單元、存儲單元以及DSA單元；

其中，所述控制單元分別與所述數(shù)據(jù)獲取單元、所述影像鏈單元、所述存儲單元以及所述DSA單元相連接。

其中較優(yōu)地，所述控制單元的圖像處理模塊從實(shí)時存儲單元中獲取形成的遞歸濾波器，通過實(shí)時數(shù)據(jù)獲取單元接收經(jīng)所述影像鏈單元和所述DSA單元處理和采集的圖像，通過形成的遞歸濾波器對圖像進(jìn)行遞歸濾波處理，得到最終輸出的遞歸濾波圖像。

本發(fā)明所提供的用于動態(tài)成像的遞歸濾波方法，將鄰域梯度值作為反饋系數(shù)引入遞歸濾波器結(jié)構(gòu)中，形成遞歸濾波器。鄰域梯度值以遞歸濾波器參數(shù)的指數(shù)形式來影響遞歸濾波器的輸出。然后，通過分層，逐層進(jìn)行遞歸濾波處理。得到最終的輸出圖像。該遞歸濾波方法不僅能滿足介入手術(shù)等動態(tài)成像的實(shí)時性要求，而且可以有效的抑制幀間連續(xù)運(yùn)動造成的影像模糊，能夠在保持圖像對比度的前提下，達(dá)到很好的降噪效果。

附圖說明

圖1為本發(fā)明所提供的用于動態(tài)成像的遞歸濾波方法的流程圖；

圖2為本發(fā)明所提供的遞歸濾波器的結(jié)構(gòu)圖；

圖3為本發(fā)明所提供的一個實(shí)施例中，空間鄰域的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖4為本發(fā)明所提供的一個實(shí)施例中，時間鄰域的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖5為本發(fā)明所提供的多尺度遞歸濾波操作的原理圖；

圖6為本發(fā)明所提供的一個實(shí)施例中，原始的含有采集噪聲的介入圖像的示意圖；

圖7為本發(fā)明所提供的一個實(shí)施例中，采用高斯濾波方法處理之后的結(jié)果圖像的示意圖；

圖8為本發(fā)明所提供的一個實(shí)施例中，采用遞歸濾波方法處理之后的結(jié)果圖像的示意圖。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖和具體實(shí)施例對本發(fā)明的技術(shù)內(nèi)容進(jìn)行詳細(xì)具體的說明。

如圖1所示，本發(fā)明提供的用于動態(tài)成像的遞歸濾波方法，具體包括如下步驟：首先，將鄰域梯度值作為反饋系數(shù)引入遞歸濾波器結(jié)構(gòu)中，形成遞歸濾波器。其次，根據(jù)對圖像清晰度的要求，確定濾波層數(shù)t，t＝0，1,2……N，N為正整數(shù)。分層的層數(shù)目t通常取值范圍是2到5，層數(shù)越多，計算耗費(fèi)的時間越長，在實(shí)時性要求高的介入應(yīng)用場合，層數(shù)t可選擇2到3層。然后，采用形成的遞歸濾波器在第k層對圖像進(jìn)行遞歸濾波操作，得到第k層遞歸濾波圖像，并將其作為第k+1層的輸入圖像，重復(fù)上述步驟，直至得到t+1層的遞歸濾波圖像，結(jié)合第t層的增益系數(shù)，得到第t層的尺度圖像。下面對這一過程做詳細(xì)具體的說明。

S1，將鄰域梯度值作為反饋系數(shù)引入遞歸濾波器結(jié)構(gòu)中，形成遞歸濾波器，該鄰域梯度值以遞歸濾波器參數(shù)的指數(shù)形式?jīng)Q定遞歸濾波器的輸出。

在本發(fā)明所提供的遞歸濾波方法中，可以在噪聲平滑的同時，抑制幀間連續(xù)運(yùn)動造成的影像模糊。該遞歸濾波方法將鄰域梯度值作為反饋系數(shù)引入遞歸濾波器結(jié)構(gòu)中，形成如下遞歸濾波器，該遞歸濾波器的狀態(tài)方程如下：

J(n)＝(1-a^d)I(n)+a^dJ(n-1) (1)

其中，遞歸濾波器當(dāng)前的輸出狀態(tài)J(n)不僅取決于輸入狀態(tài)I(n)，還取決于遞歸濾波器之前的輸出狀態(tài)J(n-1)。遞歸濾波器參數(shù)a范圍在0到1之間，鄰域梯度值d以a的指數(shù)形式來影響遞歸濾波器的輸出，因此該遞歸濾波器是一個非線性濾波器。圖像的鄰域梯度值d越大，遞歸濾波器的輸出J(n)越接近于輸入I(n)，這種情況下對該鄰域進(jìn)行濾波平滑的程度就越小，反之，d越小，遞歸濾波器輸出J(n)越接近于濾波器之前的輸出狀態(tài)J(n-1)，即對該鄰域進(jìn)行平滑操作的程度就越大。

如公式(1)所示，一旦參數(shù)a的數(shù)值確定，就只需建立一個a的指數(shù)函數(shù)查找表即可，獲得鄰域梯度值d之后，通過查表，即可得到輸出狀態(tài)。故可確保遞歸濾波器在實(shí)際應(yīng)用中的實(shí)時性。圖2是該遞歸濾波器的結(jié)構(gòu)圖。

在本發(fā)明所提供的實(shí)施例中，該遞歸濾波操作不僅可以在視頻影像的每一幀內(nèi)進(jìn)行，還可以在幀間進(jìn)行。在幀內(nèi)進(jìn)行時，式(1)中的I(n)，J(n)逐一對應(yīng)于一幀圖像的每一個像素點(diǎn)，遞歸濾波操作在該像素點(diǎn)空間鄰域內(nèi)進(jìn)行；在幀間進(jìn)行時，式(1)中的I(n)，J(n)對應(yīng)于相鄰前后兩幀圖像的同一個像素點(diǎn)，遞歸濾波操作在該像素點(diǎn)時間鄰域內(nèi)進(jìn)行。圖3是空間鄰域的示意圖。

如圖3所示，對于介入手術(shù)影像視頻中一幀圖像，圖像中一個像素點(diǎn)Ai，i是圖像空間中某一特定位置，與其前后相鄰的兩個像素點(diǎn)分別記為Ai-1和Ai+1，像素點(diǎn)集合為：

像素點(diǎn)集合形成了像素點(diǎn)A在空間位置點(diǎn)i的一個空間鄰域。

采用步驟S1中形成的遞歸濾波器，遞歸濾波視頻影像的每一幀內(nèi)的每一個像素點(diǎn)，具體包括如下步驟：

S111，獲取影像視頻中的一幀圖像，并獲取該幀圖像的像素點(diǎn)集其中，Ai是圖像中一個像素點(diǎn)，i是圖像空間中某一特定位置，Ai-1和Ai+1是與Ai前后相鄰的兩個像素點(diǎn)；

S112，采用獲取的遞歸濾波器J(i)＝(1-a^d)I(i)+a^dJ(i-1)對像素點(diǎn)Ai進(jìn)行遞歸濾波操作。

其中，J(i)是遞歸濾波器當(dāng)前像素點(diǎn)Ai的輸出狀態(tài)；I(i)是當(dāng)前像素點(diǎn)Ai的輸入狀態(tài)I(i)；J(i-1)是遞歸濾波器前一像素點(diǎn)Ai-1的輸出狀態(tài)J(i-1)；a是遞歸濾波器參數(shù)，a范圍在0到1之間；d是鄰域梯度值，鄰域梯度值為當(dāng)前像素點(diǎn)與上一像素點(diǎn)的差值。

S113，i從1逐漸遞增，每增加一個整數(shù)值，重復(fù)步驟S112，直至該幀圖像中的像素點(diǎn)全部進(jìn)行遞歸濾波操作，得到濾波后的輸出圖像。

當(dāng)需要對整個視頻影像進(jìn)行遞歸濾波操作時，在影像視頻中的每一幀圖像內(nèi)重復(fù)步驟S111～S113，直至視頻影像中的每一幀圖像都處理完成，即可得到進(jìn)行遞歸濾波操作后的輸出圖像組成的視頻。

圖4是時間鄰域的示意圖。如圖4所示，對于介入手術(shù)影像視頻中一幀圖像n，n為時間流上某一特定時刻，位于連續(xù)幀圖像相同位置的目標(biāo)像素點(diǎn)A，在第n-1幀的目標(biāo)像素點(diǎn)記為An-1，在第n幀的目標(biāo)像素點(diǎn)記為An，在第n+1幀的目標(biāo)像素點(diǎn)記為An+1，目標(biāo)像素點(diǎn)集合為：

目標(biāo)像素點(diǎn)集合形成了目標(biāo)像素點(diǎn)A在時間點(diǎn)n的一個時間鄰域。

采用步驟S1中形成的遞歸濾波器，遞歸濾波視頻影像的相鄰前后兩幀圖像的同一個像素點(diǎn)，具體包括如下步驟：

S121，獲取影像視頻中的每一幀圖像，并獲取連續(xù)幀圖像相同位置的目標(biāo)像素點(diǎn)A，組成目標(biāo)像素點(diǎn)集其中，n為時間流上某一特定時刻，An-1為在第n-1幀的目標(biāo)像素點(diǎn)，An為在第n幀的目標(biāo)像素點(diǎn)，An+1為在第n+1幀的目標(biāo)像素點(diǎn)。

S122，采用獲取的遞歸濾波器J(n)＝(1-a^d)I(n)+a^dJ(n-1)對目標(biāo)像素點(diǎn)An進(jìn)行遞歸濾波操作。

其中，J(n)是遞歸濾波器當(dāng)前幀圖像的目標(biāo)像素點(diǎn)An的輸出狀態(tài)；I(n)是當(dāng)前幀圖像的目標(biāo)像素點(diǎn)An的輸入狀態(tài)I(n)；J(n-1)是遞歸濾波器前一幀圖像相同位置的目標(biāo)像素點(diǎn)An-1的輸出狀態(tài)J(n-1)；a是遞歸濾波器參數(shù)，a范圍在0到1之間；d是鄰域梯度值，鄰域梯度值為當(dāng)前幀圖像的目標(biāo)像素點(diǎn)與上一幀圖像相同位置目標(biāo)像素點(diǎn)的差值。

S123，n從1逐漸遞增，每增加一個整數(shù)值，重復(fù)步驟S112，直至該影像視頻中的每一幀圖像相同位置的目標(biāo)像素點(diǎn)全部進(jìn)行遞歸濾波操作，得到濾波后的輸出圖像。

當(dāng)需要對整個視頻圖像進(jìn)行遞歸濾波操作時，首先，逐一確定當(dāng)前幀圖像上的每一個像素點(diǎn)為目標(biāo)像素點(diǎn)；然后，針對每一目標(biāo)像素點(diǎn)，重復(fù)步驟S121～S123，直至當(dāng)前幀圖像上的像素點(diǎn)全部處理完成，即可得到進(jìn)行遞歸濾波操作后的輸出圖像組成的視頻。

S2，根據(jù)對圖像清晰度的要求，確定濾波層數(shù)t，t＝0，1,2……N，N為正整數(shù)。

根據(jù)對圖像清晰度的要求，確定濾波層數(shù)t，t＝0，1,2……N，N為正整數(shù)。分層的層數(shù)目t通常取值范圍是2到5，層數(shù)越多，計算耗費(fèi)的時間越長，在實(shí)時性要求高的介入應(yīng)用場合，層數(shù)t可選擇2到3層。

S3，采用形成的遞歸濾波器在第k層對圖像進(jìn)行遞歸濾波操作，得到第k層遞歸濾波圖像，并將其作為第k+1層的輸入圖像，其中，k＝0,1,2……t。

采用形成的遞歸濾波器在第k層對圖像進(jìn)行遞歸濾波操作，得到第k層遞歸濾波圖像，并將其作為第k+1層的輸入圖像。在本發(fā)明所提供的實(shí)施例中，以確定的濾波層數(shù)t＝3為例進(jìn)行說明。在第k＝0層，以單個像素點(diǎn)為空間單位采用遞歸濾波器進(jìn)行遞歸濾波操作，得到遞歸濾波圖像之后，作為第1層的輸入圖像，然后在第k＝1層，以3*3鄰域為空間單位采用遞歸濾波器進(jìn)行遞歸濾波操作，得到遞歸濾波圖像之后，作為第2層的輸入圖像，然后在第k＝2層，以5*5鄰域為空間單位采用遞歸濾波器進(jìn)行遞歸濾波操作，得到最終的遞歸濾波圖像。

S4，k從0逐漸遞增，每增加一個整數(shù)值，重復(fù)步驟S3，直至得到t+1層的遞歸濾波圖像，結(jié)合第t層的增益系數(shù)，得到第t層的尺度圖像，即為最終輸出的遞歸濾波圖像。

如圖4所示，對于第k層的輸入圖像，經(jīng)過一次遞歸濾波操作后，可以得到第k層遞歸濾波圖像，并將其作為第k+1層的輸入圖像。k從0逐漸遞增，每增加一個整數(shù)值，重復(fù)步驟S3，直至得到t+1層的遞歸濾波圖像，結(jié)合第t層的增益系數(shù)，得到第t層的尺度圖像。其中，對第t層的遞歸濾波圖像和第t+1層的遞歸濾波圖像相減并乘以第k層的增益系數(shù)Gt，就得到了第k層的尺度圖像。即，得到第t層的尺度圖像采用如下公式：

L(t)＝G_t*(RF_t+1(I)-RF_t(I)) (2)

式(2)中，t是分層的層數(shù)目，I是原始圖像，RF是遞歸濾波操作，L(t)對應(yīng)第t層尺度圖像，RFt(I)，RFt+1(I)分別對應(yīng)第t層及第t+1層的遞歸濾波圖像，Gt對應(yīng)于第t層的增益系數(shù)，通常取值范圍是0到20。分層的層數(shù)目t通常取值范圍是2到5，層數(shù)越多，計算耗費(fèi)的時間越長，在實(shí)時性要求高的介入應(yīng)用場合，層數(shù)t可選擇2到3層。

對于t層的每一層都可以通過公式(2)得到該層的尺度圖像，詳細(xì)計算公式如公式(3)所示：

L(0)＝G₀*(RF₁(I)-RF₀(I))

L(1)＝G₁*(RF₂(I)-RF₁(I))

L(t)＝G_t*(RF_t+1(I)-RF_t(I))

(3)

式(3)中，t是分層的層數(shù)目，I是原始圖像，RF是遞歸濾波操作，L(0)，L(1)，L(t)分別對應(yīng)第0層，第1層及第t層尺度圖像，RF0(I)，RF1(I)，RF2(I)，RFt(I)，RFt+1(I)分別對應(yīng)第0層，第1層，第2層，第t層及第t+1層的遞歸濾波圖像，G0，G1，Gt分別對應(yīng)于第0層，第1層及第t層的增益系數(shù)。

為了對本發(fā)明所提供的用于動態(tài)成像的遞歸濾波方法的濾波效果進(jìn)行驗證，進(jìn)行了進(jìn)一步的實(shí)驗。試驗中，首先獲取了一副含有采集噪聲的介入圖像，如圖6所示，計算器噪聲方差為3.366。

經(jīng)過傳統(tǒng)的高斯濾波后的圖像與經(jīng)過遞歸濾波后的圖像結(jié)果分別如圖7及圖8所示。采用高斯濾波方法與本發(fā)明提供的遞歸濾波方法處理圖像時，在圖像的對比度保持一致的情況下，采用高斯濾波方法處理圖像的結(jié)果是噪聲方差為3.119，而采用本發(fā)明所提供的遞歸濾波方法處理圖像的結(jié)果是噪聲方差為2.868。由此可見，本發(fā)明所提供的遞歸濾波方法能夠在保持圖像對比度的前提下，達(dá)到比傳統(tǒng)的高斯濾波方法更好的降噪效果。

在本發(fā)明中，除了公開上述用于動態(tài)成像的遞歸濾波方法之外，還進(jìn)一步公開了一種實(shí)現(xiàn)上述用于動態(tài)成像的遞歸濾波方法的醫(yī)學(xué)成像設(shè)備。該醫(yī)學(xué)成像設(shè)備包括控制單元、數(shù)據(jù)獲取單元、影像鏈單元、存儲單元以及DSA(數(shù)字減影血管造影)單元。其中，控制單元分別與數(shù)據(jù)獲取單元、影像鏈單元、存儲單元以及DSA單元相連接。在本發(fā)明中，控制單元可以為CPU，是數(shù)據(jù)處理中執(zhí)行算術(shù)/邏輯運(yùn)算的部分。現(xiàn)代的DSA計算機(jī)具有快速處理能力，圖像處理模塊一般采用多個并行CPU和快速緩沖內(nèi)存。對于操作控制模塊，亦采用功能強(qiáng)大的CPU，并有專用模塊用于控制、處理和協(xié)調(diào)DSA設(shè)備內(nèi)部和外部設(shè)備的操作。

影像鏈單元由影像增強(qiáng)器、光學(xué)透鏡、攝像機(jī)和控制部分組成。影像增強(qiáng)器是X線電視的關(guān)鍵器件，其主要作用為：

①將不可見的X線圖像轉(zhuǎn)換成為可見光圖像；

②將圖像亮度提高到近萬倍。

光學(xué)透鏡的作用是投射和聚焦。攝像機(jī)由攝像管、光學(xué)鏡頭、偏轉(zhuǎn)系統(tǒng)、掃描電路、補(bǔ)償電路、校正電路、前置放大器等組成。主要任務(wù)是把增強(qiáng)器輸出的可見光信號轉(zhuǎn)換成為電視信號。

控制器的作用主要是對視頻信號加以處理，完成攝像機(jī)和監(jiān)視器的同步工作。同時，還產(chǎn)生整機(jī)所需要的各種電源和各種控制信號。

數(shù)據(jù)獲取單元為X線機(jī)和DSA計算機(jī)之間的接口和橋梁，它接收來自增強(qiáng)器的模擬信號，通過模/數(shù)轉(zhuǎn)換器把它轉(zhuǎn)換成適用于計算機(jī)處理的數(shù)字信號，并送到中央處理器(CPU)。

DSA單元主要有：①采樣模塊：包括各種實(shí)時采樣方式和減影方式，透視監(jiān)示和引導(dǎo)監(jiān)示等；②回放模塊：包括不同顯示方式下的自動回放和手動回放，原像同放和減影回放等；③管理模塊：包括病人信息記錄登記、修改、圖像存取等；④處理模塊：包括各種處理方法的實(shí)現(xiàn)；⑤其他模塊：包括機(jī)器系統(tǒng)狀態(tài)調(diào)整、數(shù)據(jù)開放接口等。

存儲單元包括暫存器和永久存貯器。

暫存器簡稱內(nèi)存，特點(diǎn)是速度快，用來接受大量數(shù)據(jù)作為緩沖器和CPU實(shí)時和多任務(wù)處理數(shù)據(jù)的存放等。

永久存貯器有硬盤、磁帶機(jī)、CD—ROM和DVD—ROM等。硬盤為主存儲器，其存儲速度快，主要用于存儲系統(tǒng)軟件、應(yīng)用軟件和近期的圖像資料。其他的為輔助存貯器主要用于存儲備份圖像資料。

數(shù)字減影血管造影是利用影像增強(qiáng)器將透過人體后已衰減的未造影圖像的X線信號增強(qiáng)，再用高分辨率的攝像機(jī)對增強(qiáng)后的圖像作一系列掃描。掃描本身就是把整個圖像按一定的矩陣分成許多小方塊，即像素。所得到的各種不同的信息經(jīng)模/數(shù)(A/D)轉(zhuǎn)換成不同值的數(shù)字信號，然后存儲起來。再把造影圖像的數(shù)字信息與未造影圖像的數(shù)字信息相減，所獲得的不同數(shù)值的差值信號，經(jīng)數(shù)/模(D/A)轉(zhuǎn)制成各種不同的灰度等級，在監(jiān)視器上構(gòu)成圖像。由此，骨骼和軟組織的影像被消除，僅留下含有造影劑的血管影像。

其中，在控制單元的圖像處理模塊中采用上述用于動態(tài)成像的遞歸濾波方法。圖像處理模塊從存儲單元中獲取形成的遞歸濾波器，通過數(shù)據(jù)獲取單元接收經(jīng)影像鏈單元和DSA單元處理和采集的圖像，通過遞歸濾波器對圖像進(jìn)行遞歸濾波處理，得到最終輸出的遞歸濾波圖像。

綜上所述，本發(fā)明所提供的用于動態(tài)成像的遞歸濾波方法，將鄰域梯度值作為反饋系數(shù)引入遞歸濾波器結(jié)構(gòu)中，形成遞歸濾波器。鄰域梯度值以遞歸濾波器參數(shù)的指數(shù)形式來影響遞歸濾波器的輸出。然后，根據(jù)對圖像清晰度的要求，確定濾波層數(shù)t，采用形成的遞歸濾波器在第k層對圖像進(jìn)行遞歸濾波操作，得到第k層遞歸濾波圖像，并將其作為第k+1層的輸入圖像，k從0逐漸遞增，每增加一個整數(shù)值，重復(fù)上述步驟，直至得到t+1層的遞歸濾波圖像，結(jié)合第t層的增益系數(shù)，得到第t層的尺度圖像。該遞歸濾波方法不僅能滿足介入手術(shù)等動態(tài)成像的實(shí)時性要求，而且可以有效的抑制幀間連續(xù)運(yùn)動造成的影像模糊。

上面對本發(fā)明所提供的用于動態(tài)成像的遞歸濾波方法及相應(yīng)的醫(yī)學(xué)成像設(shè)備進(jìn)行了詳細(xì)的說明。對本領(lǐng)域的一般技術(shù)人員而言，在不背離本發(fā)明實(shí)質(zhì)精神的前提下對它所做的任何顯而易見的改動，都將構(gòu)成對本發(fā)明專利權(quán)的侵犯，將承擔(dān)相應(yīng)的法律責(zé)任。