《超複數描述下的彩色超聲圖像高性能壓縮方法研究》是依託哈爾濱工業大學，由金晶擔任項目負責人的青年科學基金項目。
基本介紹
- 中文名：超複數描述下的彩色超聲圖像高性能壓縮方法研究
- 依託單位：哈爾濱工業大學
- 項目類別：青年科學基金項目
- 項目負責人：金晶
項目摘要,結題摘要,
項目摘要
移動遠程醫療的發展對彩色圖像壓縮問題提出了新的要求。本項目將超複數引入彩色超聲圖像的壓縮中，從彩色圖像三個分量之間的相互關聯入手，對構成彩色超聲圖像的三維RGB矢量同時進行描述與處理。藉助於超複數互相關理論，結合超聲圖像的不同成像類型及不同組織結構特點，研究彩色超聲圖像在時間與空間上的互相關問題，構造出自適應的相關預測模型，使其能夠以最小的誤差接近於真實圖像，同時得到殘差圖像。為了得到壓縮質量與壓縮性能的折中，將殘差圖像分別進行診斷區無損壓縮和背景區有損壓縮。超複數小波變換不僅能夠得到被分析信號的多解析度表達，同時藉助於超複數小波係數的對稱性特點，進一步提高診斷區無損圖像的壓縮比；對背景區殘差圖像採用基於超複數的二維圖像經驗模態分解進行近無損壓縮，利用分解得到的有限個內固模態函式的極點進行壓縮編碼，從而大大提高背景圖像的壓縮效率。該項目的研究會推動超複數理論及其套用向前發展。
結題摘要
移動遠程醫療的發展對醫學彩色圖像壓縮問題提出了新的要求，而超聲由於其實時性的成像特點，對於新型壓縮算法的需求更加強烈。本項目引入超複數代數，用代數中的三個虛部對彩色圖像進行直接表示。從彩色圖像三個分量之間的相互關聯入手，對構成彩色超聲圖像的三維RGB矢量同時進行描述與處理，主要研究以下五個方面問題： （1）超複數相關計算與彩色圖像壓縮研究：研究了超複數域的離散餘弦變換，奇異值分解等基本壓縮方法,並通過仿真分析驗證了將其套用於彩色超聲圖像壓縮的可行性及性能。（2）超複數互相關理論及冗餘字典預測模型研究：藉助於超複數互相關理論，結合超聲圖像的不同成像類型及不同組織結構特點，研究彩色超聲圖像在時間與空間上的互相關問題；同時考慮了冗餘字典壓縮模型，構造出自適應的相關預測模型，使其能夠以最小的誤差逼近於真實圖像。（3）超複數小波理論及壓縮研究：深入分析了超複數小波的構造及係數特點，同時藉助於超複數小波係數的對稱性，進一步提高診斷區無損圖像的壓縮比；（4）經驗模態分解理論及其壓縮研究：對背景區殘差圖像採用二維圖像經驗模態分解進行近無損壓縮，利用形態學操作確定圖像的極值點，並引入極點分布位置的行列非均勻採樣方法對超聲背景區殘差圖像進行壓縮編碼，從而大大提高背景圖像的壓縮效率。（5）超複數小波及經驗模態分解在圖像處理中的套用：研究了二維經驗模態分解理論，同時考慮到超複數小波優異的紋理和相位表示能力，探索了超複數小波係數建模，並將其套用到超聲圖像後處理中，包括斑點噪聲的抑制，超聲圖像的拼接，圖像模糊程度檢測，以及基於模糊檢測運算元的多焦點圖像聚焦區域檢測，為進一步將超複數小波套用到超聲成像的壓縮、診斷奠定基礎。該項目的研究會推動超複數描述下的超聲圖像處理理論向前發展。
