血管图像的多尺度前后向扩散增强方法及DSP实现

发布时间：2017-12-31 17:19

  本文关键词：血管图像的多尺度前后向扩散增强方法及DSP实现　出处：《中国科学技术大学》2017年硕士论文　论文类型：学位论文

  更多相关文章： DSP 多尺度几何分析 前后向扩散 图像增强

【摘要】：静脉血管穿刺在如今已经成为疾病筛查,治疗的重要途径。在日常静脉穿刺时,当穿刺对象是婴儿,儿童,妇女以及肥胖等人群,由于他们的静脉血管尺寸小或皮肤皮脂丰满,导致静脉分布难以直观清晰精确的被确定,此时进行血管穿刺,失败率高。因此,帮助医护人员快速确定病患的静脉血管分布就非常有意义。因为近红外光能被血管中的血红蛋白吸收,所以使用近红外相机拍摄获取血管分布图像已经成为了主要无创手段,但在实际医疗环境中,拍摄的原始血管分布图像很不清晰,特征区域与背景区域对比度不高,难以直接使用,需要对原始图像进行图像增强。多尺度几何分析技术是图像增强的重要手段;其主要采用对基函数的伸缩和平移等方法对图像进行细化分析,可以检测到在某一尺度下难以检测到的图像信息,是一种快速灵活的图像分析技术,非常适用于图像的去噪,分割和锐化等方面。前后向扩散技术是一种针对图像不同特征区域执行有针对性的处理的方法;其主要是通过判断基函数中的某些参数,来分析信号的特征,探寻感兴趣区域,并针对不同区域分别使用不同滤波器对该区域进行平滑,去噪及锐化等处理。数字信号处理器(DSP)是当前数字信号处理的核心之一,以其高速运算能力和算法密集性著称,极其适合复杂算法的处理及应用。将静脉血管图像增强移植到DSP嵌入式系统中,不仅可以改善系统实时性,还能降低成本,缩减体积,经济便携。论文对多尺几何分析技术,前后向扩散方法在血管图像增强中的应用技术以及增强算法在嵌入式平台的移植和优化展开研究。并主要对DSP及其嵌入式开发平台,多尺度前后向扩散算法的设计及静脉血管图像增强系统优化这三个方面的内容进行研究。首先,分析了 DM642芯片的内核结构和外部资源。介绍了 VMD642嵌入式开发平台的各个功能模块,并介绍部分核心模块的驱动或初始化配置方法,其次,介绍了 DSP/BIOS嵌入式控制系统和CCS3.3软件开发和系统仿真环境。再次,分析了前后向扩散方法,结合多尺度几何分析技术,对前后向扩散方法做了充分的改进,设计了一个多尺度前后向扩散静脉图像增强算法,并取得了良好的增强效果。然后,将多尺度前后向扩散血管图像增强算法移植到以DSP为核心的嵌入式平台,并根据DSP程序编写和代码优化方法,在嵌入式软件开发环境中对程序,并重新配置硬件资源,改变了原来的二级缓存数据读取结构。最后,验证了优化后的系统在实际环境中的性能,验证结果证明了系统的增强效果和实时性和稳定性都得到了很大的改善,能够基本满足实际医疗需求。总之,论文结合紧密结合医疗需求,提供了一种能够实时显示浅层静脉血管分布图像的方法,经过大量的测试,能够提升实际穿刺中对难以判断穿刺血管分布人群的穿刺成功率,具有一定的创新性和实用性。
[Abstract]:In this paper , it is very important to use near - infrared camera to acquire the image information which is difficult to detect . Based on DSP programming and code optimization method , the performance of the optimized system in real environment is verified . Finally , this paper presents a method for real - time displaying superficial venous blood vessel distribution image .

【学位授予单位】：中国科学技术大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2017
【分类号】：R446.8;TP391.41

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本文编号：1360713