降低图像噪声的方法

摘要

一种降低图像噪声的方法，包括：a)对于在图像中正被检验的每个像素，选择一组检索像素；b)计算每个检索像素的邻域的一个或多个特征的值，并计算正被检验的像素的邻域的对应特征的值；以及c)基于图像的检索像素的原始灰度值或者变换灰度值，计算对于正被检验的每个像素的降低的噪声灰度值，相对于检索像素的一个或多个特征值，正被检验的像素具有更大敏感性的类似特征值；其中，所述计算至少一个特征值的步骤包括：计算在邻域的像素的原始灰度值或变换灰度值的特征性分配，除了计算在该邻域的所有像素的平均灰度值之外。

主权项

一种降低图像噪声的方法，包括以下步骤：（a）对于在图像中正被检验的每个像素，选择一组相关联的检索像素；（b）对于正被检验的每个像素，计算第一特征向量，所述的第一特征向量包括与正被检验的像素相关联的邻域的像素的一个或多个特征的值；（c）对于在所述的每组相关联的检索像素中的每个像素，计算第二特征向量，所述的第二特征向量包括与在所述的相关联的检索像素组中的每个检索像素相关联的像素的邻域的对应特征的值；（d）基于所述的第一特征向量与所述的第二特征向量，计算对于每个检索像素的权重；以及（e）基于所述的对于在所述的相关联的检索像素组中的每个检索像素的权重，产生对于每个正被检验的像素的减少的噪声灰度值；其中，基于评估在所述邻域的图像的变换，或者在所述邻域的在图像上的过滤器的效果，以及基于在像素的邻域内的许多像素与少数像素之间的一定数量的像素，来计算所述一个或多个特征的值的至少一个值；以及所述一个或多个特征的至少一个特征包括原始灰度值或者变换后的灰度值的分布，而不包括在所述邻域内的所有像素的平均灰度值。2．根据权利要求1所述的方法，其特征在于：所述计算对于每个检索像素的权重的步骤是基于在所述第一特征向量与所述第二特征向量的对应特征之间的距离测度来计算的。3．根据权利要求1所述的方法，其特征在于：在所述第一特征向量中的一个或多个特征的值的至少一个值是以在不同相对方向或尺度或两者兼有的邻域，从在所述第二特征向量的所述对应特征的邻域的方向来计算的。4．根据权利要求1所述的方法，其特征在于：所述在邻域内的图像的变换是选择朝向一些方向的结构，优先于朝向其他方向的结构。5．根据权利要求1所述的方法，其特征在于：所述一个或多个特征的值的至少一个值是取决于所述邻域的方向的角，具有对称性，以致如果所述邻域是被旋转至少一个角度时，对于在该邻域的图像像素的任意灰度值，所述的至少一个值是保持不变的。6．根据权利要求1所述的方法，其特征在于：所述的产生对于每个正被检验的像素的减少的噪声灰度值的步骤是基于将所述第一特征向量与对于所述相关联的检索像素组的检索特征向量分类为多个等级，并基于在相同等级内的相关联的检索像素组的每个检索像素的所述权重来产生对于每个正被检验的像素的减少的噪声灰度值。7．根据权利要求1所述的方法，还包括以下步骤：f）产生一个残留图像，该图像表示在原始图像与减噪图像之间的差别；g）识别所述残留图像的具有更高结构值的结构部分；以及h）采用减噪图像与所述结构部分，产生改善的减噪图像。8．根据权利要求1所述的方法，其特征在于，还包括以下步骤：（f）计算在所述的相关联的检索像素的组内的一个或多个检索像素的估计的噪声水平；以及（g）对于一个或多个正被检验的每个像素，产生所述的减少的噪声灰度值；其中，所述的减少的噪声灰度值是与在所述的相关联的检索像素的组内的具有比给出的噪声水平更高的估计噪声水平的检索像素具有低相关性或者不具有相关性。9．根据权利要求1所述的方法，其特征在于：所述一个或多个特征的值的至少一个值是基于所述相关联的检索像素组的灰度值的第二矩分布或更高矩分布来计算的。10．一种降低图像噪声的方法，包括：a）对于在图像中正被检验的每个像素，选择一组检索像素；b）计算每个检索像素的第一邻域的至少第一特征的值，并计算正被检验的像素的相应邻域的对应特征的值； c）计算每个检索像素的第二邻域的至少第二特征的值，与第一邻域相同或者不同，并计算正被检验的像素的相应邻域的对应特征的值；以及d）基于图像的检索像素的原始灰度值或者变换灰度值，计算对于正被检验的每个像素的降低的噪声灰度值，相对于检索像素的一个或多个特征值，正被检验的像素具有更大敏感性的类似特征值；其中，所述计算至少第一特征值的步骤包括：计算在邻域的像素的原始灰度值或变换灰度值的特征性分配，而不计算在该邻域的所有像素的平均灰度值；以及所述计算至少第二特征的步骤包括：评估在所述邻域的图像的变换，或者在所述邻域的在图像上的过滤器的效果，以致优先选取在所述邻域的尺寸与一些像素的尺寸之间的中间尺度范围的结构，或者一些方向而不是其他方向的结构，或者兼有这两种结构。11．根据权利要求10所述的方法，其特征在于，所述计算第一特征值的步骤包括：计算第二矩分布或更高矩分布。12．根据权利要求10所述的方法，其特征在于：对于第一特征值的计算，在所述邻域中的像素的灰度值是选自以下组：所述图像对于那些像素的原始灰度值；以及由过滤器变换的图像的灰度值。13．根据权利要求10所述的方法，其特征在于：对于计算第二特征值，所述图像的变换或者所述过滤器在所述图像上的效果优先选取了在所述邻域的尺寸与一些像素的尺寸之间的中间尺度范围的结构，以及一些方向而不是其他方向的结构。14．根据权利要求10所述的方法，其特征在于，所述计算第二特征值的步骤还包括：评估线性过滤器对于所述图像的响应，或者评估在所述邻域的图像的非线性形态变换。15．根据权利要求10所述的方法，其特征在于：在所述邻域的方向的角上所述第二特征的值的相关性具有对称性，以致如果所述邻域是旋转至少一个角度时，对于在该邻域的图像像素的任意灰度值，所述第二特征值是不变的。16．根据权利要求10所述的方法，其特征在于：对于至少第二特征，正被检验的像素的特征值与检索像素的对应特征值是以它们在不同相对方向或尺度或两者兼有的邻域来计算的。17．根据权利要求10所述的方法，其特征在于：所述降低的噪声灰度值是基于所述检索像素的加权平均灰度值。18．根据权利要求17所述的方法，其特征在于：所述加权平均灰度值采用的权重取决于在检索像素的特征值与正被检验的像素的对应的特征值之间的差异的测算。19．根据权利要求10所述的方法，还包括以下步骤：e）识别残留图像的相对更多结构部分，表示从原始图像到减噪图像的变化；以及f）存储所述结构部分到减噪图像，以产生一个改善的减噪图像。20．根据权利要求10所述的方法，还包括：估计一个或多个检索像素的噪声水平，其中，所降低的噪声灰度值是低相关性或不相关于具有更高的估计噪声水平的检索像素。21．根据权利要求10所述的方法，还包括以下步骤：e）在图像中分配像素的一个补丁到在这些补丁的向量空间内的复数个簇之一，该补丁表示为灰度的向量；f）近似所述补丁作为所降低的一组非相关参数的函数，参数量少于在所述补丁内的像素量，与所述簇关联；以及g）根据在所述补丁的实际灰度与作为所降低的一组非相关参数的函数的所述补丁的近似之间的差，校正所述补丁的像素的灰度。22．一种获得带有改变的图像采集参数的医学图像的方法，包括：a）确定一组一个或多个图像采集参数，这些参数会在图像降噪后达到想要的噪声水平；b）获得带有所述采集参数的图像；以及c）根据前述任意权利要求所述的方法降低该图像的噪声。23．根据权利要求22所述的方法，其特征在于：所述图像是通过计算机断层扫描技术CT、CAT来获得的，以及确定的一组一个或多个图像采集参数包括减少的X‑射线剂量，相比于在所述图像中的典型噪声的情况。24．根据权利要求22所述的方法，其特征在于：所述图像是通过核磁共振成像技术获得的，以及确定的一组一个或多个图像采集参数包括减少的静态磁场或者减少的获得时间，相比于在所述图像中的典型噪声的情况。25．一种降低图像噪声的方法，包括以下步骤：a）对于在图像中正被检验的每个像素，选择一组检索像素；b）计算每个检索像素的邻域的一个或多个特征的值，并计算正被检验的像素的邻域的对应特征的值；c）计算对于正被检验的每个像素的降低的噪声灰度值，基于它的检索像素的原始灰度值或者变换灰度值，检索像素的一个或多个特征值比正被检验的像素的类似特征值具有更大的敏感性；其中，所述计算至少一个特征的值的步骤包括：计算在所述邻域内像素的原始灰度值或变换灰度值的特征性分配，而不计算在该邻域的所有像素的平均灰度值或者灰度值的标准偏差。26．一种降低图像噪声的方法，包括以下步骤：a）对于在图像中正被检验的每个像素，选择一组检索像素；b）计算每个检索像素的邻域的一个或多个特征的值，并计算正被检验的像素的邻域的对应特征的值；c）计算对于正被检验的每个像素的降低的噪声灰度值，基于它的检索像素的原始灰度值或者变换灰度值，检索像素的一个或多个特征值比正被检验的像素的类似特征值具有更大的敏感性；其中，所述计算至少一个特征的值的步骤包括：评估在所述邻域的图像的变换，或者在所述邻域的在图像上的过滤器的效果，以致优先选取在所述邻域的尺寸与一些像素的尺寸之间的中间尺度范围的结构，或者一些方向而不是其他方向的结构，或者兼有这两种结构，但是计算所述特征的值的步骤不包括：找到对于所述邻域的灰度值的平均梯度的方向。