1] 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(wèn)題斑點(diǎn)噪聲 外，同時(shí)還存在隨機(jī)出現(xiàn)的亮點(diǎn)高頻噪聲，我們利用低通遞歸濾波方法對(duì)其進(jìn)行預(yù)處理。
[0092] 假設(shè)第η幅微波雷達(dá)圖像中各像素點(diǎn)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
[0093] yn(i, j)=a*yn-i(i, j) + (l-a)*xn(i, j) (4)
[0094] 由式(4)可以得知，當(dāng)前每個(gè)像素點(diǎn)的值只取決于本像素點(diǎn)的輸入及上一次的輸 出，與其他像素的值無(wú)關(guān)，我們借助一維的Z變換方法來(lái)分析它的頻率特性，分析各個(gè)像素 點(diǎn)自身的頻率響應(yīng)，即有：
[0095] y(n) =a*y(n-l) + (l-a)>l<x(n) (5)
[0096] 其傳遞函數(shù)為，
[0097] H(z)=Y(z)/X(z) = (l-a)/(l-az_1) (6)
[0098] 在仿真試驗(yàn)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(diǎn)噪聲越明顯。
[0099] 本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式是:所述微波天線(xiàn)構(gòu)成天線(xiàn)陣列。天線(xiàn)陣列能夠同時(shí)滿(mǎn)足 微波雷達(dá)成像和微波斷層掃描成像的需求，天線(xiàn)陣列整體是呈半球形轉(zhuǎn)向朝向半球中心的 32個(gè)收發(fā)天線(xiàn)單元。天線(xiàn)陣列分為發(fā)送和接收單元，交替等間隔排列，一個(gè)發(fā)送單元對(duì)應(yīng)兩 個(gè)接收單元，交錯(cuò)收發(fā)，由微波控制單元控制天線(xiàn)陣列向被測(cè)目標(biāo)連續(xù)發(fā)射微波雷達(dá)探測(cè) 信號(hào)，控制方式為單刀多擲開(kāi)關(guān)。微波控制單元向微波開(kāi)關(guān)天線(xiàn)陣列提供連續(xù)頻率波，工作 頻率范圍為1到30GHz。
[0100] 本發(fā)明的技術(shù)效果是：構(gòu)建一種基于標(biāo)記法的多模態(tài)微波成像方法及系統(tǒng)，通過(guò) 將所述雷達(dá)探測(cè)圖像和所述斷層掃描圖像中一幅圖像的像素點(diǎn)映射到另一幅圖像中，使兩 幅圖像的相關(guān)像素點(diǎn)在空間位置上達(dá)到一致完成該兩幅圖像的融合。在診斷早期癌癥患者 的過(guò)程中可以通過(guò)使用不同的成像模態(tài)進(jìn)行優(yōu)勢(shì)互補(bǔ)，微波雷達(dá)成像利用超寬帶微波信號(hào) 來(lái)獲取目標(biāo)散射中心在距離上的高分辨率，然后利用多普勒信息，獲得散射中心在橫向距 離上的高分辨率，兩者結(jié)合即可獲得目標(biāo)的二維或三維分辨率，從而使目標(biāo)的多位高分辨 率得以實(shí)現(xiàn)。微波斷層掃描成像是將低功率微波射向被測(cè)物體，在微波的激勵(lì)下被測(cè)物產(chǎn) 生一個(gè)散射場(chǎng)，該散射場(chǎng)與被測(cè)物內(nèi)部的復(fù)介電常數(shù)分布有關(guān)，通過(guò)對(duì)該散射物的測(cè)量，得 到被測(cè)物的相對(duì)介電常數(shù)及電導(dǎo)率的分布，進(jìn)行相應(yīng)的信息處理后即可獲得被測(cè)物內(nèi)部目 標(biāo)的微波斷層成像。本發(fā)明中將這兩種技術(shù)成功融合，構(gòu)成一套多模微波乳腺成像系統(tǒng)，達(dá) 到成像優(yōu)劣互補(bǔ)的目的。
[0101]以上內(nèi)容是結(jié)合具體的優(yōu)選實(shí)施方式對(duì)本發(fā)明所作的進(jìn)一步詳細(xì)說(shuō)明，不能認(rèn)定 本發(fā)明的具體實(shí)施只局限于這些說(shuō)明。對(duì)于本發(fā)明所屬技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來(lái)說(shuō)，在 不脫離本發(fā)明構(gòu)思的前提下，還可以做出若干簡(jiǎn)單推演或替換，都應(yīng)當(dāng)視為屬于本發(fā)明的 保護(hù)范圍。
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種基于標(biāo)記法的多模態(tài)微波成像方法，包括如下步驟： 微波掃描:對(duì)待測(cè)區(qū)域發(fā)生微波寬帶脈沖信號(hào)和微波單頻相干信號(hào)；接收微波寬帶脈 沖回波信號(hào)和微波單頻回波信號(hào)； 分別成像:根據(jù)微波寬帶脈沖回波信號(hào)生成雷達(dá)探測(cè)圖像，根據(jù)微波單頻回波信號(hào)生 成斷層掃描圖像； 圖像融合:將所述斷層掃描圖像作為參考圖像，將所述雷達(dá)探測(cè)圖像作為浮動(dòng)圖像進(jìn) 行配準(zhǔn)，對(duì)所述雷達(dá)探測(cè)圖像的像素進(jìn)行剛體變換，將所述斷層掃描圖像和所述雷達(dá)探測(cè) 圖像的灰度值分別看作兩個(gè)隨機(jī)變量進(jìn)行互信息相關(guān)評(píng)估，當(dāng)兩個(gè)隨機(jī)變量達(dá)到最佳配準(zhǔn) 時(shí)，它們對(duì)應(yīng)像素的灰度互相關(guān)信息值達(dá)到最大，完成圖像的融合。2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述基于標(biāo)記法的多模態(tài)微波成像方法，其特征在于，在所述雷達(dá)探 測(cè)圖像和所述斷層掃描圖像兩者中圖像的特征點(diǎn)處進(jìn)行標(biāo)記，將所述雷達(dá)探測(cè)圖像和所述 斷層掃描圖像的圖像標(biāo)記重合對(duì)所述雷達(dá)探測(cè)圖像和所述斷層掃描圖像進(jìn)行融合。3. 根據(jù)權(quán)利要求2所述基于標(biāo)記法的多模態(tài)微波成像方法，其特征在于，在圖像融合 時(shí)，將所述雷達(dá)探測(cè)圖像和所述斷層掃描圖像的圖像標(biāo)記進(jìn)行識(shí)別，然后將識(shí)別圖像作為 界標(biāo)進(jìn)行圖像融合。4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述基于標(biāo)記法的多模態(tài)微波成像方法，其特征在于，在圖像融合步 驟中，以所述斷層掃描圖像和所述雷達(dá)探測(cè)圖像的相似性側(cè)度來(lái)衡量?jī)煞鶊D像的相似程度 進(jìn)行融合優(yōu)化。5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述基于標(biāo)記法的多模態(tài)微波成像方法，其特征在于，在進(jìn)行圖像融 合之前還包括利用點(diǎn)運(yùn)算來(lái)進(jìn)行對(duì)比度的擴(kuò)展的圖像預(yù)處理。6. -種基于標(biāo)記法的多模態(tài)微波成像系統(tǒng)，其特征在于，包括微波信號(hào)發(fā)生單元、微波 信號(hào)接收單元、雷達(dá)成像單元、斷層掃描成像單元、融合處理單元，所述微波信號(hào)發(fā)生單元 對(duì)待測(cè)區(qū)域發(fā)生微波寬帶脈沖信號(hào)和微波單頻相干信號(hào)，所述微波信號(hào)接收單元接收微波 寬帶脈沖回波信號(hào)和微波單頻回波信號(hào)，所述雷達(dá)成像單元根據(jù)微波寬帶脈沖回波信號(hào)生 成雷達(dá)探測(cè)圖像，所述斷層掃描成像單元根據(jù)微波單頻回波信號(hào)生成斷層掃描圖像，所述 融合處理單元將所述斷層掃描圖像作為參考圖像，將所述雷達(dá)探測(cè)圖像作為浮動(dòng)圖像進(jìn)行 配準(zhǔn)，所述融合處理單元對(duì)所述雷達(dá)探測(cè)圖像的像素進(jìn)行剛體變換，所述融合處理單元將 所述斷層掃描圖像和所述雷達(dá)探測(cè)圖像的灰度值分別看作兩個(gè)隨機(jī)變量進(jìn)行互信息相關(guān) 評(píng)估，當(dāng)兩個(gè)隨機(jī)變量達(dá)到最佳配準(zhǔn)時(shí)，它們對(duì)應(yīng)像素的灰度互相關(guān)信息值達(dá)到最大，完成 圖像的融合。7. 根據(jù)權(quán)利要求6所述基于標(biāo)記法的多模態(tài)微波成像系統(tǒng)，其特征在于，所述融合處理 單元還包括圖像標(biāo)記模塊，所述圖像標(biāo)記模塊在所述雷達(dá)探測(cè)圖像和所述斷層掃描圖像兩 者中圖像的特征點(diǎn)處進(jìn)行標(biāo)記，將所述雷達(dá)探測(cè)圖像和所述斷層掃描圖像的圖像標(biāo)記重合 對(duì)所述雷達(dá)探測(cè)圖像和所述斷層掃描圖像進(jìn)行融合。8. 根據(jù)權(quán)利要求7所述基于標(biāo)記法的多模態(tài)微波成像系統(tǒng)，其特征在于，所述融合處理 單元還包括圖像標(biāo)記識(shí)別模塊，所述圖像標(biāo)記識(shí)別模塊將所述雷達(dá)探測(cè)圖像和所述斷層掃 描圖像的圖像標(biāo)記進(jìn)行識(shí)別。9. 根據(jù)權(quán)利要求7所述基于標(biāo)記法的多模態(tài)微波成像系統(tǒng)，其特征在于，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(cè)圖像的相似性側(cè)度來(lái)衡量 兩幅圖像的相似程度進(jìn)行融合優(yōu)化。10.根據(jù)權(quán)利要求6所述基于標(biāo)記法的多模態(tài)微波成像系統(tǒng)，其特征在于，所述微波信 號(hào)處理單元包括微波雷達(dá)信號(hào)處理單元和微波斷層信號(hào)處理單元。
【專(zhuān)利摘要】本發(fā)明涉及一種基于標(biāo)記法的多模態(tài)微波成像方法及系統(tǒng)，通過(guò)將所述雷達(dá)探測(cè)圖像和所述斷層掃描圖像中一幅圖像的像素點(diǎn)映射到另一幅圖像中，使兩幅圖像的相關(guān)像素點(diǎn)在空間位置上達(dá)到一致完成該兩幅圖像的融合。在診斷早期癌癥患者的過(guò)程中可以通過(guò)使用不同的成像模態(tài)進(jìn)行優(yōu)勢(shì)互補(bǔ)，本發(fā)明中將這兩種技術(shù)成功融合，構(gòu)成一套多模微波乳腺成像系統(tǒng)，達(dá)到成像優(yōu)劣互補(bǔ)的目的。
【IPC分類(lèi)】G06T5/50, G06T3/40, G06T7/00
【公開(kāi)號(hào)】CN105678726
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201511020196
【發(fā)明人】羅林
【申請(qǐng)人】深圳市一體醫(yī)療科技有限公司
【公開(kāi)日】2016年6月15日
【申請(qǐng)日】2015年12月31日