掃描接收并記錄下所在位置的微波單頻回波信號。微波掃描天線交替實現(xiàn)信號發(fā) 射和接收;或微波發(fā)射天線和微波接收天線呈陣列排列，同時進(jìn)行發(fā)射微波信號和接收微 波回波信號微波信號發(fā)生單元為多個信號發(fā)生器，為系統(tǒng)提供微波寬帶脈沖信號和微波單 頻相干信號。
[0026] 分別成像:根據(jù)微波寬帶脈沖回波信號生成雷達(dá)探測圖像，根據(jù)微波單頻回波信 號生成斷層掃描圖像。
[0027]具體實施過程如下:微波雷達(dá)成像原理利用合成孔徑雷達(dá)原理，以一個小天線作 為單個輻射單元，沿一直線方向不斷移動掃描，在移動中選擇若干位置發(fā)射信號，接收相應(yīng) 的發(fā)射位置的回波信號，存貯接收信號的振幅和相位。通過微波天線記錄接收到微波散射 信號的時間，即可算出時延，而微波天線與病灶的距離固定，故可得到微發(fā)射天線到病灶的 距離，從而進(jìn)行精確的成像。微波斷層成像方法類似于計算機斷層攝影術(shù)，是一種電磁逆散 射方法，通過在散射體外部觀測到的電磁場來反演成像區(qū)域的電磁特征參數(shù)分布，從而判 斷散射體目標(biāo)的位置、形狀和尺寸分布等信息。將接收的微波單頻回波信號，根據(jù)電磁特征 參數(shù)分布及散射體目標(biāo)的位置、形狀和尺寸分布信息生成斷層掃描圖像。
[0028] 圖像融合:將所述雷達(dá)探測圖像和所述斷層掃描圖像中一幅圖像的像素點映射到 另一幅圖像中，使兩幅圖像的相關(guān)像素點在空間位置上達(dá)到一致完成該兩幅圖像的融合。
[0029] 具體實施過程如下：圖像融合包括多種方法:一種方法為標(biāo)記法，在所述雷達(dá)探測 圖像和所述斷層掃描圖像兩者中圖像的特征點處進(jìn)行標(biāo)記，將所述雷達(dá)探測圖像和所述斷 層掃描圖像的圖像標(biāo)記重合對所述雷達(dá)探測圖像和所述斷層掃描圖像進(jìn)行融合，在圖像融 合時，將所述雷達(dá)探測圖像和所述斷層掃描圖像的圖像標(biāo)記進(jìn)行識別，然后將識別圖像作 為界標(biāo)進(jìn)行圖像融合，識別圖像標(biāo)記特征，可以使圖像融合更精確。具體實施例中，在進(jìn)行 標(biāo)記后對圖像進(jìn)行優(yōu)化，分割后，對分割區(qū)域進(jìn)行圖像融合。圖像標(biāo)記軟件設(shè)計成將圖像的 特征點識別作為圖像合成的界標(biāo)。圖像標(biāo)記軟件根據(jù)所述雷達(dá)探測圖像和斷層掃描圖像對 組織識別的標(biāo)記、淋巴結(jié)識別的標(biāo)記以及特征部分的標(biāo)記，在坐標(biāo)軸上形成重合點，完成所 述雷達(dá)探測圖像和斷層掃描圖像的融合，該方法同樣適用于其他方式組合的二維或三維乳 房圖像。還包括了對多模態(tài)微波乳房圖像的顯示，顯示乳房的二維和三維信息，對病灶區(qū)域 的標(biāo)記。
[0030] 具體步驟如下：
[0031] 圖像配準(zhǔn)
[0032] 通過使用匹配、疊加等處理手段，將多幅圖像中的同一對象保持在圖像中的同一 位置，使其具有相同的空間坐標(biāo)的過程。
[0033] 在微波斷層掃描圖像與微波雷達(dá)圖像的配準(zhǔn)中，將相對穩(wěn)定的微波斷層掃描圖像 作為參考圖象I，將微波雷達(dá)圖像作為浮動圖像II，進(jìn)行基于像素的最大互信息法的圖像配 準(zhǔn)，流程圖如圖3所示下：
[0034] 剛體變換包括比例變換，在二維圖像II中，點（X1，yi)經(jīng)過剛性變換到點(X2，y 2)應(yīng) 用公^
[003: (1)
[0036]其中，α為旋轉(zhuǎn)角度，κ為尺度參數(shù).
[0037] 互信息相關(guān)性評估。將兩幅待配準(zhǔn)的圖像的灰度值分別看作兩個隨機變量Α和Β， 范圍0到255,邊緣概率分布分別為PA(a)和PB(b)，聯(lián)合概率分布為PAB(a，b)，則可以得到A與 B的邊緣熵和聯(lián)合熵分別為:H(A)，H(B)和H(A，B)。則有：
[0038] I a b
[0039] 隨機變量A和B的歸一化互信息相關(guān)評估函數(shù)I(A，B)，為：
[0040]
(3)
[0041 ] 當(dāng)兩幅基于共問解剖結(jié)構(gòu)的圖像達(dá)到最佳配準(zhǔn)時，它們對應(yīng)像素的灰度互相關(guān)信 息值I(A，B)應(yīng)該達(dá)到最大。
[0042] 還包括圖像優(yōu)化模塊，所述圖像優(yōu)化模塊以所述斷層掃描圖像和所述雷達(dá)探測圖 像的相似性側(cè)度來衡量兩幅圖像的相似程度進(jìn)行融合優(yōu)化。剛體變換完成后，圖像優(yōu)化模 塊需進(jìn)一步找到一種相似性側(cè)度來衡量兩幅圖像的相似程度，需要不斷的變換參數(shù)α和K， 使得相似側(cè)度達(dá)到最優(yōu)，其中尺度參數(shù)Κ變化范圍為0到1，旋轉(zhuǎn)角度范圍為0到180度。
[0043] ①將α與Κ變換范圍集合為坐標(biāo)軸的單位向量:Ci = e(i = l，2,…，N);
[0044] ②記錄初始值位置向量為Ρ〇= (α〇，Κο);
[0045] ③對1 = 1，2，一，叱將？^移至目標(biāo)函數(shù)1以，8)延^方向的極大值位置，記下此點 Pi;
[0046] ④對i = 1，2，…，N，將ci+1 賦給ci，并置 cN = P『P0;
[0047] ⑤將Pn移至目標(biāo)函數(shù)I(A，B)在CN方向上的極大值點，并記錄此點的Po;
[0048] ⑥重復(fù)步驟②到⑤，直至函數(shù)值I (A，B)不再增大。
[0049] 本發(fā)明的優(yōu)選實施方式為:在進(jìn)行圖像融合之前還包括進(jìn)行圖像預(yù)處理。
[0050] 微波斷層掃描圖像預(yù)處理方法如下：基于微波斷層掃描成像受外界干擾因素大， 圖像預(yù)處理我們利用點運算來進(jìn)行對比度的擴(kuò)展，使圖像清晰，特征明顯，假定原圖像f(x， y)的灰度范圍為[a，b]，變換后的圖像g(x，y)的灰度范圍線性的擴(kuò)展至[c，d]，則存在灰度 線性變換表達(dá)式為：
[0051]
[0052] 當(dāng)圖像中大部分像素的灰度級分布在區(qū)間[a，b]內(nèi)，fmax為原圖的最大灰度級，只 有很小一部分的灰度級超過了此區(qū)間，則為了改善增強效果，我們令
[0053]
[0054]通過對圖像的線性拉伸，可以有效改善圖像對比度效果。
[0055] 微波雷達(dá)圖像預(yù)處理方法如下：由于微波雷達(dá)成像除了存在的固有問題斑點噪聲 外，同時還存在隨機出現(xiàn)的亮點高頻噪聲，我們利用低通遞歸濾波方法對其進(jìn)行預(yù)處理。
[0056] 假設(shè)第η幅微波雷達(dá)圖像中各像素點的灰階值用Xn(i，j)表示，α為相關(guān)系數(shù)，則處 理后的圖像y n(i，j)為
[0057] yn(i, j)=a*yn-i(i, j) + (l-a)*xn(i, j) (4)
[0058] 由式(4)可以得知，當(dāng)前每個像素點的值只取決于本像素點的輸入及上一次的輸 出，與其他像素的值無關(guān)，我們借助一維的Z變換方法來分析它的頻率特性，分析各個像素 點自身的頻率響應(yīng)，即有：
[0059] y(n) =a*y(n-l) + (l_a)*x(n) (5)
[0060] 其傳遞函數(shù)為，
[0061] H(z)=Y(z)/X(z) = (l-a)/(l-az_1) (6)
[0062] 在仿真試驗中，取值a為〇. 2，0.6以及0.8的幅頻特性，a值越大，高頻成分被抑制的 越厲害，削弱斑點噪聲越明顯。
[0063] 如圖1、圖2所示，本發(fā)明的【具體實施方式】是：本發(fā)明構(gòu)建一種多模態(tài)微波成像系 統(tǒng)，包括微波信號發(fā)生單元1、微波信號接收單元2、雷達(dá)成像單元3、斷層掃描成像單元4、融 合處理單元5,所述微波信號發(fā)生單元1對待測區(qū)域發(fā)生微波寬帶脈沖信號和微波單頻相干 信號，所述微波信號接收單元2接收微波寬帶脈沖回波信號和微波單