血管圖像的多尺度前后向擴(kuò)散增強(qiáng)方法及DSP實現(xiàn).pdf

1、靜脈血管穿刺在如今已經(jīng)成為疾病篩查，治療的重要途徑。在日常靜脈穿刺時，當(dāng)穿刺對象是嬰兒，兒童，婦女以及肥胖等人群，由于他們的靜脈血管尺寸小或皮膚皮脂豐滿，導(dǎo)致靜脈分布難以直觀清晰精確的被確定，此時進(jìn)行血管穿刺，失敗率高。因此，幫助醫(yī)護(hù)人員快速確定病患的靜脈血管分布就非常有意義。因為近紅外光能被血管中的血紅蛋白吸收，所以使用近紅外相機(jī)拍攝獲取血管分布圖像已經(jīng)成為了主要無創(chuàng)手段，但在實際醫(yī)療環(huán)境中,拍攝的原始血管分布圖像很不清晰，特征區(qū)域與

2、背景區(qū)域?qū)Ρ榷炔桓撸y以直接使用，需要對原始圖像進(jìn)行圖像增強(qiáng)。
　　多尺度幾何分析技術(shù)是圖像增強(qiáng)的重要手段;其主要采用對基函數(shù)的伸縮和平移等方法對圖像進(jìn)行細(xì)化分析，可以檢測到在某一尺度下難以檢測到的圖像信息，是一種快速靈活的圖像分析技術(shù)，非常適用于圖像的去噪，分割和銳化等方面。前后向擴(kuò)散技術(shù)是一種針對圖像不同特征區(qū)域執(zhí)行有針對性的處理的方法;其主要是通過判斷基函數(shù)中的某些參數(shù)，來分析信號的特征，探尋感興趣區(qū)域，并針對不同區(qū)域分別使

3、用不同濾波器對該區(qū)域進(jìn)行平滑，去噪及銳化等處理。數(shù)字信號處理器(DSP)是當(dāng)前數(shù)字信號處理的核心之一，以其高速運算能力和算法密集性著稱，極其適合復(fù)雜算法的處理及應(yīng)用。將靜脈血管圖像增強(qiáng)移植到DSP嵌入式系統(tǒng)中，不僅可以改善系統(tǒng)實時性，還能降低成本，縮減體積，經(jīng)濟(jì)便攜。
　　論文對多尺幾何分析技術(shù)，前后向擴(kuò)散方法在血管圖像增強(qiáng)中的應(yīng)用技術(shù)以及增強(qiáng)算法在嵌入式平臺的移植和優(yōu)化展開研究。并主要對DSP及其嵌入式開發(fā)平臺，多尺度前后向擴(kuò)散

4、算法的設(shè)計及靜脈血管圖像增強(qiáng)系統(tǒng)優(yōu)化這三個方面的內(nèi)容進(jìn)行研究。首先，分析了DM642芯片的內(nèi)核結(jié)構(gòu)和外部資源。介紹了VMD642嵌入式開發(fā)平臺的各個功能模塊，并介紹部分核心模塊的驅(qū)動或初始化配置方法，其次，介紹了DSP/BIOS嵌入式控制系統(tǒng)和CCS3.3軟件開發(fā)和系統(tǒng)仿真環(huán)境。再次，分析了前后向擴(kuò)散方法，結(jié)合多尺度兒何分析技術(shù)，對前后向擴(kuò)散方法做了充分的改進(jìn)，設(shè)計了一個多尺度前后向擴(kuò)散靜脈圖像增強(qiáng)算法，并取得了良好的增強(qiáng)效果。然后，將

5、多尺度前后向擴(kuò)散血管圖像增強(qiáng)算法移植到以DSP為核心的嵌入式平臺，并根據(jù)DSP程序編寫和代碼優(yōu)化方法，在嵌入式軟件開發(fā)環(huán)境中對程序，并重新配置硬件資源，改變了原來的二級緩存數(shù)據(jù)讀取結(jié)構(gòu)。最后，驗證了優(yōu)化后的系統(tǒng)在實際環(huán)境中的性能，驗證結(jié)果證明了系統(tǒng)的增強(qiáng)效果和實時性和穩(wěn)定性都得到了很大的改善，能夠基本滿足實際醫(yī)療需求。
　　總之，論文結(jié)合緊密結(jié)合醫(yī)療需求，提供了一種能夠?qū)崟r顯示淺層靜脈血管分布圖像的方法，經(jīng)過大量的測試，能夠提升實