透视视频的降噪方法、装置、终端及计算机可读存储介质

摘要

本发明公开了一种透视视频的降噪方法、装置、终端及计算机可读存储介质，该降噪方法包括：从X光荧光透视所得到的透视视频中、获取以时间顺序排列的多个视频帧，获取每个视频帧的特征图，之后进行配准操作，再进行降噪操作。从而能够对该透视视频进行降噪处理。

说明书

技术领域

本发明涉及X射线图像技术领域，尤其涉及一种透视视频的降噪方法、装置、终端及计算机可读存储介质。

背景技术

X光荧光透视(fluoroscopy)检查是指X射线系统以低剂量和短时间间隔连续地拍摄人体部位的投影图，多张投影图构成透视视频。该技术可以实时显示X光图像，拥有很高的时间分辨率，帧率范围通常在3-60FPS(Frames Per Second，每秒传输帧数)之间。由于平板探测器的广泛使用，该技术成像视野广，空间分辨率高。透视检查在临床上应用广泛，比如，在电生理检查(针对心律失常)期间以及冠状动脉导管插入术期间，用于确定导管是否正确放置在心脏中；使用不透X光造影剂(如钡剂，通常是口服)时，用于评估胃肠道；在肌肉骨骼损伤评估期间，用于观察骨和关节的运动情况。

由于一次透视检查需要连续采集大量的图像(几百张以上)，而X射线会对人体产生电离辐射危害，我们只能采用极低的曝光剂量采集图像，透视检查中每一帧图像的剂量约为X光平片的五百分之一。但是，低剂量拍摄导致图像内噪声很大。时间维度平滑能够很好的恢复出清晰的图像。在介入治疗中，医生需要借助透视图像观察一些精细物体，比如导丝和导管，而在手术过程中，这些物体的运动比较剧烈，传统的降噪方法会引起模糊。

因此，在维持精细结构清晰程度的前提下，如何对透视视频进行降噪就成为一个亟待解决的问题。

发明内容

有鉴于此，本发明的主要目的在于提供一种透视视频的降噪方法、装置、终端及计算机可读存储介质。

为达到上述目的，本发明的技术方案是这样实现的：一种用于X光荧光透视的透视视频的降噪方法，包括以下步骤：从X光荧光透视所得到的透视视频中、获取以时间顺序排列的N个视频帧I

作为本发明实施例的一种改进，所述“获取视频帧I

作为本发明实施例的一种改进，所述“获取视频帧I

作为本发明实施例的一种改进，所述“获取视频帧I

作为本发明实施例的一种改进，预设比例＝90％。

作为本发明实施例的一种改进，所述特征点集P

作为本发明实施例的一种改进，σ

作为本发明实施例的一种改进，所述“从X光荧光透视所得到的透视视频中、获取以时间顺序排列的N个视频帧I

本发明实施例还提供了一种用于X光荧光透视的透视视频的降噪装置，包括以下模块：视频获取模块，用于从X光荧光透视所得到的透视视频中、获取以时间顺序排列的N个视频帧I

本实施例还提供了一种终端，包括：存储器，用于存储计算机程序；处理器，用于执行所述计算机程序时实现如上述的去噪方法的步骤。

本实施例还提供了一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质上存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现上述的去噪方法的步骤。

本发明实施例所提供的透视视频的降噪方法、装置、终端及计算机可读存储介质具有以下优点：本发明实施例公开了一种透视视频的降噪方法、装置、终端及计算机可读存储介质，该降噪方法包括：从X光荧光透视所得到的透视视频中、获取以时间顺序排列的多个视频帧，获取每个视频帧的特征图，之后进行配准操作，再进行降噪操作。从而能够对该透视视频进行降噪处理。

附图说明

图1为本发明实施例提供的去噪方法的流程示意图；

图2A、图2B、图3、图4和图5为去噪方法的实验结果图。

具体实施方式

以下将结合附图所示的实施方式对本发明进行详细描述。但该实施方式并不限制本发明，本领域的普通技术人员根据该实施方式所做出的结构、方法、或功能上的变换均包含在本发明的保护范围内。

以下描述和附图充分地示出本文的具体实施方案，以使本领域的技术人员能够实践它们。一些实施方案的部分和特征可以被包括在或替换其他实施方案的部分和特征。本文的实施方案的范围包括权利要求书的整个范围，以及权利要求书的所有可获得的等同物。本文中，术语“第一”、“第二”等仅被用来将一个元素与另一个元素区分开来，而不要求或者暗示这些元素之间存在任何实际的关系或者顺序。实际上第一元素也能够被称为第二元素，反之亦然。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的结构、装置或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种结构、装置或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的结构、装置或者设备中还存在另外的相同要素。本文中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。

本文中的术语“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本文和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。在本文的描述中，除非另有规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是机械连接或电连接，也可以是两个元件内部的连通，可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语的具体含义。

本发明实施例提供了一种用于X光荧光透视的透视视频的降噪方法，如图1所示，包括以下步骤：

步骤101：从X光荧光透视所得到的透视视频中、获取以时间顺序排列的N个视频帧I

步骤102：获取视频帧I

这里，可以理解的是，在透视视频中，导丝和导管都呈现低强度特征、且都为线状结构，因此，可以基于此特征，可以提取出视频帧I

这里，如图2A示出了一个视频帧，图2A中竖直方向上有一个弯曲的导管，横向上也有一段导管，同时有一根更细的导丝从导管内伸出。图2B为对应的特征图，与导丝导管相关的像素响应很高，而对于其他信息的响应很小。

步骤103：获取视频帧I

将视频帧I

I′

…，

I′

…，

I′

计算得到配准到目标帧I

F′

…，

F′

…，

F′

这里，图3是图像配准的过程，在图3中，左右两幅图像分别为一个透视视频中的第105视频帧和第106视频帧，图中展示了从这两幅图上提取的匹配的特征点，圆圈为特征点的位置，横线线段连接一个特征点对。可以看出，不同的匹配点对在左右两幅图中的位置偏移是一致的，因此根据这些点对计算的空间变换是有效的。

步骤104：计算I′

步骤105：视频帧I

计算视频帧I

每幅图像相对于参考帧的权重图像w

图4中展示了不使用特征信息和使用特征信息的降噪效果图，在图4中，上下两行分别展示了第44视频帧和第45视频帧的效果图，观察未降噪的透视图，发现中间横向的导丝存在自下向上的运动。从总体上来看，未使用和使用特征信息的降噪图都有一定的降噪效果，脊柱等解剖结构的噪声减小，对比度提升。在不使用特征信息的降噪效果图中，第45视频帧的横向导丝模糊，同时，从图像上观测到很淡的两条导丝的影子，其中有一个为第44视频帧导丝的残影。而在使用了特征信息的降噪图中，依然可以清晰地观测到横向导丝的存在。这是由于，第44视频帧和第45视频帧横向导丝的位置不同，导丝所在像素在不同帧内的特征响应差异大，计算得到的第二距离图变大，降低了加权平均中的相应像素的融合权重，使得图像中保留了第45视频帧的导丝并且不引入第44视频帧导丝的残影。

图5展示了不使用运动补偿和使用运动补偿的降噪效果图，在图5中，上下两行分别展示了第21视频帧和第22视频帧的效果图，观察未降噪的透视图，第22视频帧的成像内容相对于21视频帧向左平移了一段距离。中间列展示了不使用运动补偿的效果图，可以看出，由于前后帧相同位置处的信息没有对齐，降噪图中出现大范围的模糊的现象。而使用运动补偿之后，模糊的现象消失。

本实施例中，所述“获取视频帧I

本实施例中，所述“获取视频帧I

本实施例中，所述“获取视频帧I

步骤1：基于ORB(Oriented Fast and Rotated Brief，面向对象的Fast算法和旋转的brief算法)算法，从视频帧I

(4)现在，如果在这个大小为16个像素的圆上有n个连续的像素点，它们的像素值要么都比I

步骤2：获取特征点集P

步骤3：将特征点集P

本实施例中，预设比例＝90％。

本实施例中，所述特征点集P

本实施例中，σ

本实施例中，所述“从X光荧光透视所得到的透视视频中、获取以时间顺序排列的N个视频帧I

本发明实施例二提供了一种用于X光荧光透视的透视视频的降噪装置，包括以下模块：

视频获取模块，用于从X光荧光透视所得到的透视视频中、获取以时间顺序排列的N个视频帧I

特征获取模块，用于获取视频帧I

配准模块，用于获取视频帧I

去噪模块，用于计算I′

处理模块，用于视频帧I

本发明实施例三提供了一种终端，包括：存储器，用于存储计算机程序；处理器，用于执行所述计算机程序时实现实施例一中的去噪方法的步骤。

本发明实施例四提供了一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质上存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现实施例一中的去噪方法的步骤。

应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施方式中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。

上文所列出的一系列的详细说明仅仅是针对本发明的可行性实施方式的具体说明，它们并非用以限制本发明的保护范围，凡未脱离本发明技艺精神所作的等效实施方式或变更均应包含在本发明的保护范围之内。