Rician噪声水平场的估计及其在MR图像去噪中的应用

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Ｒｉｃｉａｎ噪声水平场的估计及其在ＭＲ图像去噪中的应用
余丽玲阳维ｈ冯衍秋刘闽冯前进陈武凡
（南方医科大学生物医学工程学院，广州５１０５１５）
（深圳出入境检验检疫局工业品检测技术中心，深圳
可提高２ｄＢ；采用真实乳腺ＭＲ图像进行去噪实验，利用自适应方差稳定变换可得到较高的Ｑ度量。结果表明，所提出的方法能有效估计Ｒｉｃｉａｎ噪声水平场，并用于抑制ＭＲ图像中空间变化的噪声。关键词：Ｒｉｃｉａｎ噪声；噪声水平场；方差稳定变换；ＢＭ３Ｄ中图分类号ＴＰ３９１文献标志码Ａ文章编号０２５８－８０２１（２０１３）０５－０５３２・０７
Ａｂｓｔｒａｃｔ：ＴｈｅｌｅｖｅｌｓｏｆＲｉｃｉａｎｎｏｉｓｅｉｎＭＲｉｍａｇｅｓｖａｒｙｓｐａｔｉａｌｌｙ．Ａｍｅｔｈｏｄｔｏｅｓｔｉｍａｔｅｔｈｅｎｏｉｓｅｌｅｖｅｌｉｅｆｌｄ
５１８０６７）
摘要：针对ＭＲ图像中空间变化Ｒｉｃｉａｎ噪声的抑制问题，提出了一种噪声水平场的估计方法，同时结合方差稳定变换和ＢＭ３Ｄ算法实现ＭＲ图像的去噪。噪声水平场通过Ｒｉｃｉａｎ噪声水平的局部估计和稀疏性约束模型进行估计，利用噪声水平场对噪声图像幅值进行空间自适应方差稳定变换，使得噪声与信号幅值和空间位置无关，采用ＢＭ３Ｄ算法即可实现对噪声的抑制，最后通过方差稳定逆变换得到无偏的去噪图像。仿真实验中，噪声水平场估计的平均相对误差小于０．２％，利用空间自适应方差稳定变换进行去噪，相比方差稳定变换，去噪图像的峰值信噪比
ＥｓｔｉｍａｔｉｏｎｏｆＳｐａｔｉａｌｌｙＶａｒｉａｂｌｅＬｅｖｅｌＦｉｅｌｄｏｆＲｉｃｉａｎＮｏｉｓｅａｎｄｉｔｓ
ＡｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｔｏＭＲＩｍａｇｅＤｅｎｏｉｓｉｎｇ
ｅｓｔｉｍａｔｉｏｎｓｏｆｌｏｃａｌｎｏｉｓｅｌｅｖｅｌｓａｎｄａＮＬＦｍｏｄｅｌｗｉｔｈｔｈｅｓｐａｒｓｉｔｙｃｏｎｓｔｒａｉｎｔ．Ｔｈｅｎ，ｔｈｅｎｏｉｓｙＭＲｉｍａｇｅｓｗｅｒｅｍａｄｅｔｏｂｅｈｏｍｏｓｃｅｄａｓｔｉｃｂｙｔｈｅｓｐａｔｉａｌｌｙａｄａｐｔｉｖｅｖａｒｉａｎｃｅ．ｓｔａｂｉｌｉｚａｔｉｏｎｔｒａｎｓｏｒｆｍａｔｉｏｎｓｗｉｔｈｔｈｅｅｓｔｉｍａｔｅｄＮＬＦ．Ｔｈｕｓ，ＢＭ３Ｄａｌｇｏｒｉｔｈｍｗａｓａｄｏｐｔｅｄｔｏｓｕｐｐｒｅｓｓｔｈｅｎｏｉｓｅｉｎｔｈｅｔｒａｎｓｆｏｒｍｅｄｉｍａｇｅｓ．ＥｘｐｅｒｉｍｅｎｔａｌｒｅｓｕｌｔｓｏｎｔｈｅｓｙｎｔｈｅｔｉｃａｎｄｒｅａｌｉｍａｇｅｓｄｅｍｏｎｓｔｒａｔｅｔｈａｔｔｈｅｐｒｏｐｏｓｅｄｍｅｔｈｏｄｅｆｆｅｃｔｉｖｅｌｙｅｓｔｉｍａｔｅｓｔｈｅＮＬＦａｎｄｔｈｅｅｓｔｉｍａｔｅｄＮＬＦｉｓｕｓｅｆｕｌｆｏｒｄｅｎｏｉｓｉｎｇｔｈｅｓｐａｔｉａｌｌｙｖａｒｉａｂｌｅＲｉｃｉａｎｎｏｉｓｅ．Ｔｈｅｍｅａｎｒｅｌａｔｉｖｅｅｒｒｏｒｏｆｔｈｅｅｓｔｉｍａｔｅｄｎｏｉｓｅｌｅｖｅｌｓｗａｓｌｅｓｓｔｈａｎ０．２％．ＣｏｍｐａｒｅｄｗｉｔｈｏｔｈｅｒｄｅｎｏｉｓｉｎｇｍｅｔｈｏｄｓｏｒｆＭＲｉｍａｇｅｓｔｈｅｍｅｔｈｏｄ
（ＮＬＦ）ｗａｓｐｒｏｐｏｓｅｄｉｎｔｈｉｓｐａｐｅｒｆｏｒｄｅｎｏｉｓｉｎｇｔｈｅｓｐａｔｉａｌｌｙｖａｒｉａｂｌｅｎｏｉｓｅ．ＴｈｅＮＬＦｗａｓｉｆｔｔｅｄｕｓｉｎｇｔｈｅ
ＹｕＬｉ．ＬｉｎｇＹＡＮＧＷｅｉ
ＦＥＮＧＹａｎ — ＱｉｕＬＩＵＭｉｎ wenku.baidu.com ＦＥＮＧＱｉａｎ。ＪｉｎＣＨＥＮＷｕ．Ｆａｎ
（ＳｃｈｏｏｌｏｆＢｉｏｍｅｄｉｃａｌＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，ＳｏｕｔｈｅｒｎＭｅｄｉｃａｌＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｇｕａｎｇｚｈｏｕ５１０５１５，Ｃｈｉｎａ）（ＳｈｅｎｚｈｅｎＥｎｔｒｙ — ｅｘｉｔＩｎｓｐｅｃｔｉｏｎａｎｄＱｕａｒａｎｔｉｎｅＩｎｄｕｓｔｒｉａｌＤｅｔｅｃｔｉｏｎＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙＣｅｎｔｅｒ，Ｓｈｅｎｚｈｅｎ５１８０６７，Ｃｈｉｎａ）
３２卷５期
２０１３年１０月
中国生
物医
学
工
程
学
报
ＣｈｉｎｅｓｅＪｏｕｒｎａｌｏｆＢｉｏｍｅｄｉｃａｌＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ
Ｖ０１．３２ＮＯ．５Ｏｃｔｏｂｅｒ２Ｏ１３