一種利用數(shù)據(jù)存儲器實現(xiàn)醫(yī)學數(shù)字圖像平滑濾波的方法
【專利摘要】一種利用數(shù)據(jù)存儲器實現(xiàn)醫(yī)學數(shù)字圖像平滑濾波的方法，包括，A、通過數(shù)據(jù)總線與數(shù)據(jù)只讀存儲器低N位地址相連接，其灰度值作為數(shù)據(jù)只讀存儲器低位地址值；B、將數(shù)據(jù)隨機存儲器存儲的前一幀同一位置像素點的平滑濾波值，其平滑濾波值所代表的灰度值作為數(shù)據(jù)只讀存儲器高位地址值；C、在數(shù)據(jù)只讀儲器低位地址值和高位地址值所指向位置存儲的數(shù)據(jù)，即為當前幀待濾波像素點的平滑濾波數(shù)據(jù)；D、把當前幀平滑濾波數(shù)據(jù)輸入到數(shù)據(jù)隨機存儲器中，作為下一幀處理中的前一幀同一位置像素點的平滑濾波值；E、按需要平滑濾波的圖像幀數(shù)，重復步驟A-D，完成所述位置像素點的平滑濾波。該方法不占用系統(tǒng)CPU資源，完全滿足系統(tǒng)對醫(yī)學數(shù)字圖像實時處理的要求。
【專利說明】一種利用數(shù)據(jù)存儲器實現(xiàn)醫(yī)學數(shù)字圖像平滑濾波的方法
【技術領域】
[0001]本發(fā)明涉及一種視頻信號濾波技術，特別涉及一種利用數(shù)據(jù)存儲器實現(xiàn)醫(yī)學數(shù)字圖像平滑濾波的方法。
【背景技術】
[0002]在超聲、X線機、CT等醫(yī)學數(shù)字圖像中，除了外界因素的干擾會帶來噪聲外，成像系統(tǒng)本身也會產生多種類型的噪聲。在醫(yī)學數(shù)字圖像上，這些噪聲表現(xiàn)為隨機的噪聲亮點。由于噪聲亮點的存在，導致醫(yī)學數(shù)字圖像質量下降，嚴重情況會造成診斷醫(yī)生誤診。因此，必須濾除醫(yī)學數(shù)字圖像中的噪聲，提高醫(yī)學數(shù)字圖像成像質量。
[0003]圖像去噪或降噪稱為圖像平滑，現(xiàn)有醫(yī)學數(shù)字圖像平滑濾波的技術主要利用處理器CPU，通過處理器串行運算，實現(xiàn)平滑濾波醫(yī)學數(shù)字圖像中的噪聲。由于處理器參與濾波運算，這樣占用系統(tǒng)中處理器CPU資源，而且在串行運算的情況下，必然會影響到系統(tǒng)對醫(yī)學數(shù)字圖像實時處理的要求。

【發(fā)明內容】

[0004]本發(fā)明的目的在于克服上述缺點，提供一種利用數(shù)據(jù)存儲器實現(xiàn)醫(yī)學數(shù)字圖像平滑濾波的方法，該方法不占用系統(tǒng)CPU資源，完全滿足系統(tǒng)對醫(yī)學數(shù)字圖像實時處理的要求。
[0005]實現(xiàn)本發(fā)明目的的技術方案是:一種利用數(shù)據(jù)存儲器實現(xiàn)醫(yī)學數(shù)字圖像平滑濾波的方法，其特征在于，包括以下步驟:
[0006]A、獲取當前幀待濾波像素點N位醫(yī)學數(shù)字圖像信號，通過N位數(shù)據(jù)總線與數(shù)據(jù)只讀存儲器低N位地址相連接，當前幀待濾波像素點圖像信號灰度值作為數(shù)據(jù)只讀存儲器低位地址值；
[0007]B、將數(shù)據(jù)隨機存儲器存儲的前一幀同一位置像素點的平滑濾波值，通過雙向數(shù)據(jù)鎖存器輸送到單向數(shù)據(jù)鎖存器，再由單向數(shù)據(jù)鎖存器連接到數(shù)據(jù)只讀存儲器高N位地址，所述前一幀同一位置像素點的平滑濾波值所代表的灰度值作為數(shù)據(jù)只讀存儲器高位地址值；
[0008]C、在所述數(shù)據(jù)只讀存儲器低位地址值和高位地址值所指向位置存儲的數(shù)據(jù)，即為當前幀待濾波像素點的平滑濾波數(shù)據(jù)；
[0009]D、將數(shù)據(jù)只讀存儲器N位數(shù)據(jù)總線與雙向數(shù)據(jù)鎖存器相連接，通過該雙向數(shù)據(jù)鎖存器把步驟C中當前幀濾波像素點的平滑濾波數(shù)據(jù)輸入到數(shù)據(jù)隨機存儲器中，把所存儲的濾波數(shù)據(jù)值作為下一幀平滑濾波處理中的前一幀同一位置像素點的平滑濾波值；
[0010]E、按需要平滑濾波的圖像幀數(shù)，重復步驟A-D，完成醫(yī)學數(shù)字圖像中所述位置像素點的平滑濾波。
[0011]進一步地，本發(fā)明根據(jù)醫(yī)學數(shù)字圖像的灰階數(shù)，選擇數(shù)據(jù)只讀存儲器；如果醫(yī)學數(shù)字圖像的灰階數(shù)為2N-1，則所選擇的數(shù)據(jù)只讀存儲器要求數(shù)據(jù)總線位大于或等于N，地址總線位為大于或等于2N。
[0012]進一步地，本發(fā)明根據(jù)醫(yī)學數(shù)字圖像的大小，選擇數(shù)據(jù)隨機存儲器。具體來說，如果醫(yī)學數(shù)字圖像的大小為nkb，則所選擇的數(shù)據(jù)隨機存儲器容量要求大于或等于2nkb。
[0013]進一步地，本發(fā)明根據(jù)數(shù)據(jù)總線位大小，選擇一個雙向數(shù)據(jù)鎖存器和一個單向雙向數(shù)據(jù)鎖存器。
[0014]進一步地，本發(fā)明對當前幀圖像像素點灰度值求平均，再與前一幀同一位置像素點的平滑濾波值求和，所得和即濾波值作為存入所述步驟C中數(shù)據(jù)只讀存儲器低位地址值和高位地址值所指存儲區(qū)域中的數(shù)據(jù)；平均數(shù)為需要平滑濾波的圖像幀數(shù)。
[0015]本發(fā)明的有益效果是:
[0016]由于本發(fā)明是把待濾波圖像信號的數(shù)值作為數(shù)據(jù)只讀存儲器的地址，該地址存儲的數(shù)據(jù)即為濾波后圖像信號的數(shù)值，輸入待濾波圖像信號就可輸出濾波后圖像信號，回避了利用CPU進行運算求解實現(xiàn)數(shù)字濾波，因而不占用系統(tǒng)CPU資源，完全滿足系統(tǒng)對醫(yī)學數(shù)字圖像實時處理的要求。本發(fā)明可以非?？焖俚耐瓿舍t(yī)學數(shù)字圖像平滑濾波，即可以實現(xiàn)前后相關圖像的平滑濾波，也可以對同一幅圖像實現(xiàn)領域平滑濾波。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0017]圖1是利用數(shù)據(jù)存儲器實現(xiàn)醫(yī)學數(shù)字圖像平滑濾波的原理圖。
【具體實施方式】
[0018]下面結合附圖用實施例對本發(fā)明作進一步說明。
[0019]如果數(shù)字圖像的灰階數(shù)為2n_1，即每個像數(shù)點的灰度值需要N位二進制數(shù)字信號來表示，如圖1中畫的箭頭都為N位數(shù)據(jù)總線，選擇鎖存器是選擇鎖存器的數(shù)據(jù)位數(shù)與數(shù)據(jù)總線的位數(shù)要一致，雙向數(shù)據(jù)鎖存器可以雙向傳輸數(shù)據(jù)，單向數(shù)據(jù)鎖存器只能單向傳輸數(shù)據(jù)。所選擇的數(shù)據(jù)只讀存儲器要求數(shù)據(jù)總線位大于或等于N，地址總線位為大于或等于2N。選擇數(shù)據(jù)隨機存儲器，要根據(jù)醫(yī)學數(shù)字圖像的大小，如果醫(yī)學數(shù)字圖像的大小為nkb，則所選擇的數(shù)據(jù)隨機存儲器容量要求大于或等于2nkb。
[0020]如圖1所示，利用數(shù)據(jù)存儲器實現(xiàn)醫(yī)學數(shù)字圖像平滑濾波方法，對于醫(yī)學數(shù)字圖像f (X，y)，假設灰度值范圍為O?63，則灰階數(shù)為63，傳輸該圖像f (x，y)信號需要大于或等于6位的數(shù)據(jù)總線，可選擇27C256作為只讀存儲器，IS61C1024作為數(shù)據(jù)隨機存儲器，74LV174作為單相鎖存器，74HC640D作為雙向鎖存器?，F(xiàn)選擇對4幀相關圖像做平滑濾波處理，以位置為(i，j)的像素點例，相關4幀該位置像素點的灰度值分別為fk_3(i，j) = d、fk_2(i，j) =LfV1(Lj) =b、fk(i，j) =a，具體平滑濾波處理需四次循環(huán)，處理過程如下:
[0021]1、第一次循環(huán)。
[0022]A、當前第一幀像素點的灰度值為fk_3(i，j) = d，獲取當前幀待濾波像素點6位醫(yī)學數(shù)字圖像信號，通過數(shù)據(jù)總線與數(shù)據(jù)只讀存儲器的Atl?A5低六位地址相連接，當前第一幀待濾波像素點圖像信號灰度值d作為數(shù)據(jù)只讀存儲器低位地址值；
[0023]B、將數(shù)據(jù)隨機存儲器存儲的前一幀同一位置像素點的平滑濾波值，通過雙向數(shù)據(jù)鎖存器輸送到單向數(shù)據(jù)鎖存器，再由單向數(shù)據(jù)鎖存器連接到數(shù)據(jù)只讀存儲器的A6?A11高六位地址；因第一幀平滑濾波前需清零，由數(shù)據(jù)隨機存儲器輸送到A6?A11高六位地址的值為O，
[0024]C、在數(shù)據(jù)只讀存儲器低位地址值和高位地址值所指指存儲區(qū)域中存儲的數(shù)據(jù)，SP為當前第一幀待濾波像素點的平滑濾波數(shù)據(jù)；對當前幀圖像像素點灰度值求平均，再與前一幀同一位置像素點的平滑濾波值求和，所得和即濾波值作為存入所述數(shù)據(jù)只讀存儲器低位地址值和高位地址值所指存儲區(qū)域中的數(shù)據(jù)，平均數(shù)為需要平滑濾波的圖像幀數(shù)；即低位地址為d和高位地址為O指向的位置存儲的數(shù)值為d/4 ；
[0025]D、將數(shù)據(jù)只讀存儲器數(shù)據(jù)總線與雙向數(shù)據(jù)鎖存器相連接，通過該雙向數(shù)據(jù)鎖存器把步驟C中當前第一幀濾波像素點的平滑濾波數(shù)據(jù)值d/4輸入到數(shù)據(jù)隨機存儲器中，并把所存儲的濾波數(shù)據(jù)值d/4作為第二幀平滑濾波處理中的前一幀同一位置像素點的平滑濾波值。
[0026]2、第二次循環(huán)，重復第一次循環(huán)的過程，不同在于:
[0027]當前第二幀像素點的灰度值為fk_2 (i, j) = C，數(shù)據(jù)只讀存儲器的A0?A5低六位地址值為c，第一次循環(huán)存儲的d/4輸送到數(shù)據(jù)只讀存儲器的A6?A11高六位地址，則低地址為c，高位地址為d/4所指向的位置存儲數(shù)值為(d+c)/4，把該值讀出后第二次存到數(shù)據(jù)隨機存儲器中，作為第三幀平滑濾波處理中的前一幀同一位置像素點的平滑濾波值。
[0028]3、第三次循環(huán)，重復第一次循環(huán)的過程，不同在于:
[0029]當前第三幀像素點的灰度值為(i, j) = b，數(shù)據(jù)只讀存儲器的A0?A5低六位地址值為b，第二次循環(huán)存儲的(d+c)/4輸送到數(shù)據(jù)只讀存儲器的A6?A11高六位地址，則高低地址分別為(d+c)/4和b指向的位置存儲數(shù)值為(d+c+b)/4，把該值讀出后第三次存到數(shù)據(jù)隨機存儲器中；作為第四幀平滑濾波處理中的前一幀同一位置像素點的平滑濾波值。
[0030]4、第四次循環(huán)，重復第一次循環(huán)的過程，不同在于:
[0031]當前第四幀像素點的灰度值為fk(i，j) = a，數(shù)據(jù)只讀存儲器的A0?A5低六位地址值為a，第三次循環(huán)存儲的(d+c+b) /4輸送到數(shù)據(jù)只讀存儲器的A6?A11高六位地址，則高低地址分別(d+c+b)/4為和a指向的地方存儲數(shù)值為(d+c+b+a)/4，把該值讀出后第四次存到數(shù)據(jù)隨機存儲器中。
[0032]5、經(jīng)過四次循環(huán)，完成對位置為(i，j)的像素點的平滑濾波。
[0033]那對于整個圖像來說，如包含有1024x1024的像素，把所有的像素都是按上面的過程重復處理，可以根據(jù)各像素點的灰度值計算出整個醫(yī)學圖像中各像素點平滑濾波數(shù)值表，并按地址的要求保存在數(shù)據(jù)只讀存儲器中。輸入待濾波圖像信號按照平滑濾波數(shù)值表就可輸出濾波后圖像信號，即可完成一個圖像的濾波，無需處理器CPU去算，大大的簡化了濾波的運算。
[0034]上述實施例僅為本發(fā)明的較佳實施例，并非用來限定本發(fā)明的實施范圍。即凡依本
【發(fā)明內容】
所作的均等變化與修飾，都為本發(fā)明權利要求所要求保護的范圍所涵蓋。
【權利要求】
1.一種利用數(shù)據(jù)存儲器實現(xiàn)醫(yī)學數(shù)字圖像平滑濾波的方法，其特征在于，包括以下步驟: A、獲取當前幀待濾波像素點N位醫(yī)學數(shù)字圖像信號，通過N位數(shù)據(jù)總線與數(shù)據(jù)只讀存儲器低N位地址相連接，當前幀待濾波像素點圖像信號灰度值作為數(shù)據(jù)只讀存儲器低位地址值； B、將數(shù)據(jù)隨機存儲器存儲的前一幀同一位置像素點的平滑濾波值，通過雙向數(shù)據(jù)鎖存器輸送到單向數(shù)據(jù)鎖存器，再由單向數(shù)據(jù)鎖存器連接到數(shù)據(jù)只讀存儲器高N位地址，所述前一幀同一位置像素點的平滑濾波值所代表的灰度值作為數(shù)據(jù)只讀存儲器高位地址值； C、在所述數(shù)據(jù)只讀存儲器低位地址值和高位地址值所指存儲區(qū)域中存儲的數(shù)據(jù)，即為當前幀待濾波像素點的平滑濾波數(shù)據(jù)； D、將數(shù)據(jù)只讀存儲器N位數(shù)據(jù)總線與雙向數(shù)據(jù)鎖存器相連接，通過該雙向數(shù)據(jù)鎖存器把步驟C中當前幀濾波像素點的平滑濾波數(shù)據(jù)輸入到數(shù)據(jù)隨機存儲器中，把所存儲的濾波數(shù)據(jù)值作為下一幀平滑濾波處理中的前一幀同一位置像素點的平滑濾波值； E、按需要平滑濾波的圖像幀數(shù)，重復步驟A-D，完成醫(yī)學數(shù)字圖像中所述位置像素點的平滑濾波。
2.根據(jù)權利要求1所述的利用數(shù)據(jù)存儲器實現(xiàn)醫(yī)學數(shù)字圖像平滑濾波的方法，其特征在于，根據(jù)醫(yī)學數(shù)字圖像的灰階數(shù)，選擇數(shù)據(jù)只讀存儲器；如果醫(yī)學數(shù)字圖像的灰階數(shù)為2N_1，則所選擇的數(shù)據(jù)只讀存儲器要求數(shù)據(jù)總線位大于或等于N，地址總線位為大于或等于2N。
3.根據(jù)權利要求1所述的利用數(shù)據(jù)存儲器實現(xiàn)醫(yī)學數(shù)字圖像平滑濾波的方法，其特征在于，根據(jù)醫(yī)學數(shù)字圖像的大小，選擇數(shù)據(jù)隨機存儲器；具體來說，如果醫(yī)學數(shù)字圖像的大小為nkb，則所選擇的數(shù)據(jù)隨機存儲器容量要求大于或等于2nkb。
4.根據(jù)權利要求1所述的利用數(shù)據(jù)存儲器實現(xiàn)醫(yī)學數(shù)字圖像平滑濾波的方法，其特征在于，根據(jù)數(shù)據(jù)總線位大小，選擇一個雙向數(shù)據(jù)鎖存器和一個單向數(shù)據(jù)鎖存器。
5.根據(jù)權利要求1所述的利用數(shù)據(jù)存儲器實現(xiàn)醫(yī)學數(shù)字圖像平滑濾波的方法，其特征在于，對當前幀圖像像素點灰度值求平均，再與前一幀同一位置像素點的平滑濾波值求和，所得和即濾波值作為存入所述步驟C中數(shù)據(jù)只讀存儲器低位地址值和高位地址值所指存儲區(qū)域中的數(shù)據(jù)。
【文檔編號】G06T5/00GK103440621SQ201310300615
【公開日】2013年12月11日 申請日期:2013年7月17日 優(yōu)先權日:2013年7月17日
【發(fā)明者】葉丙剛, 郭周義, 黃漢傳, 楊煕承 申請人:華南師范大學