2、超声医学图像去噪技术全解析

超声医学图像去噪技术全解析

1. 超声图像形成原理

超声由压力密度、传播和粒子位移等波参数描述，是一种频率高于 20 kHz 的脉动压力波，能传输能量并通过多种方式传播。超声成像有多种模态，其中 B 模式（亮度模式）在医学超声成像中应用最为广泛。

B 模式图像由呈直线排列的小型换能器阵列生成，常见的换能器类型有线性、凸面和扇形。换能器置于患者皮肤上，发射脉冲沿波束进入组织，反射回波经放大形成信号，相干求和后形成二维图像。通常，完整图像在 1/30 秒内即可形成，延迟可忽略不计。线性换能器的扫描线与换能器元件线垂直，适合对浅表结构成像，其波束呈矩形。

然而，超声扫描中存在斑点噪声。它是由医学超声系统空间分辨率以下的小结构产生的随机相位和幅度的声学回波叠加形成的颗粒状结构。斑点噪声是医学超声成像的固有特性，会降低图像分辨率和对比度，模糊图像细节，从而降低成像的诊断价值。因此，减少斑点噪声的图像处理方法对于提高图像质量和增强医学超声的诊断潜力至关重要。

2. 斑点噪声模型

斑点噪声可表示为乘法噪声模型：
[g = f n + v]
其中，(g) 是含噪图像，(f) 是无噪图像，(n(m, n)) 和 (v) 分别是图像中的乘法和加法噪声分量。当加法噪声的影响远小于乘法噪声时，上述公式可简化为：
[g \approx f n]

3. 去斑滤波方法

为了减少超声图像中的斑点噪声，同时不模糊边缘，人们提出了多种去斑滤波技术。这些技术直接应用于原始图像域，以下是几种常见的滤波方法：

3.1 中值滤波

中值滤波是一种非线性图像处理技术，