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J-GLOBAL ID：201802233632658610   整理番号：18A1008038

超音波画像強調のためのRayleigh最尤両側フィルタ【JST・京大機械翻訳】

Rayleigh-maximum-likelihood bilateral filter for ultrasound image enhancement

著者 (6件)： Li Haiyan (School of Information Science and Engineering, Electronic Engineering, Yunnan University, Kunming, China) ,  Wu Jun (School of Information Science and Engineering, Electronic Engineering, Yunnan University, Kunming, China) ,  Miao Aimin (School of Information Science and Engineering, Electronic Engineering, Yunnan University, Kunming, China) ,  Yu Pengfei (School of Information Science and Engineering, Electronic Engineering, Yunnan University, Kunming, China) ,  Chen Jianhua (School of Information Science and Engineering, Electronic Engineering, Yunnan University, Kunming, China) ,  Zhang Yufeng (School of Information Science and Engineering, Electronic Engineering, Yunnan University, Kunming, China)
資料名： BioMedical Engineering OnLine (Web)  (BioMedical Engineering OnLine (Web))
巻： 16  号： 1  ページ： 46  発行年： 2017年 
JST資料番号： U7351A  ISSN： 1475-925X  資料種別： 逐次刊行物 (A)
記事区分： 原著論文  発行国： イギリス (GBR)  言語： 英語 (EN)

抄録/ポイント： 【背景】超音波イメージングは,非侵襲的で費用対効果が高いので,コンピュータ診断において重要な役割を果たす。しかし,超音波画像は,取得中に雑音とスペックルによって必然的に汚染される。雑音とスペックルは医師に直接影響し,画像を解釈し,臨床診断の精度を低下させる。雑音除去法は,超音波画像の品質を強化するための重要な要素である。しかしながら,いくつかの制約は,現在の雑音除去法がスペックルの統計的特性を無視しながら雑音を除去できるので,結果を無視する。さらに,ほとんどの既存のアルゴリズムは,雑音またはスペックルを除去する前に,雑音,スペックルまたはエッジを同定せず,したがって,それらは,雑音およびスペックルを減少させ,一方,エッジの詳細を減少させる。したがって,エッジの詳細を保存しながら,超音波画像における雑音とスペックルを効果的に除去する従来の方法に対する挑戦的な課題である。【方法】上記の限界を克服するために,2つのステップによって超音波画像を強化するために,Rayleigh最尤スイッチング両側フィルタ(RSBF)と呼ばれる新しい方法を提案した。まず第一に,分類された象限中央値ベクトル方式を利用して,ノイズ,スペックルまたはノイズフリーとしてターゲット画素を分類するために,中心画素と比較してフィルタリングウィンドウにおける基準中央値を計算した。次に,雑音は両側フィルタにより除去され,スペックルはRayleigh最大尤度フィルタにより抑制されるが,雑音のないピクセルは不変に保たれる。提案した方法の性能を定量的に評価するために,スペックルによって汚染された合成超音波画像を,Rayleigh分布を受けるスペックルモデルを用いてシミュレートした。その後,劣化した合成画像を,様々な信号対雑音比(SNR)レベルのRayleigh分布スペックルを伴うオリジナル画像により生成し,Gauss分布雑音を加えた。一方,臨床胸部超音波画像を用いて,この方法の有効性を視覚的に評価した。性能を調べるために,提案したRSBFと超音波スペックル除去のための6つの最先端の方法の間の比較試験を,種々の雑音とスペックルレベルを有する模擬超音波画像に関して実行した。【結果】提案したRSBFの結果は,Gauss雑音とRayleighスペックルが大きく抑制されるので満足できる。提案した方法は,スペックルによって汚染された画像や,様々なSNRレベルの下でスペックルと雑音によって汚染された画像と比較して,増強画像のSNRをほぼ15と13dB改善することができる。RSBFは,臨床超音波画像におけるスペックルと雑音を平滑化しながら,エッジを強化するのに効果的である。比較実験において,提案した方法は,ピーク信号対雑音比,SNRおよび二乗平均誤差のような数値的計量と同様に,視覚的品質に関して様々なレベルの雑音およびスペックルの下での雑音除去およびエッジ保存に対する精度およびロバスト性における優位性を実証した。【結論】実験結果は,提案方法が超音波画像におけるスペックルと背景雑音を取り除くために効果的であることを示した。主な理由は,「検出と代替」二段階機構を実行することである。提案したRBSFの利点は二つの観点にあり,まず第一に,各中心画素をターゲット画素と基準中央値の間の絶対差に従って雑音,スペックルまたは雑音のないテクスチャとして分類した。次に,Rayleigh最大尤度フィルタと両側フィルタを,それぞれスペックルと雑音を除去するためにスイッチした。一方,雑音のない画素は変化しなかった。したがって,それは従来の方法より良い精度とロバスト性で実行される。一般的に,これらの特徴は,提案したRSBFが有意な臨床応用を持つことを示す。Copyright 2018 The Author(s). All rights reserved. Translated from English into Japanese by JST.【JST・京大機械翻訳】

シソーラス用語： SN比 ,  比較試験 ,  正規分布 ,  平滑化 ,  画素 ,  *超音波 ,  ロバスト性 ,  スペックル ,  アルゴリズム ,  *超音波画像 ,  品質 ,  *最尤法 ,  雑音除去 ,  *フィルタ ,  雑音 ,  エッジ検出

著者キーワード (5件)： 超音波画像強調 ,  騒音 ,  スペックル ,  Rayleigh最尤フィルタ ,  バイラテラルフィルタ

分類 (2件)： 図形・画像処理一般  (JE04010I) ,  医用画像処理  (JE04020T)

引用文献 (29件)：

• IEEE Trans Sonic Ultrasound; Speckle in ultrasound b-mode scans; CB Burckhardt; 25; 1978; 1-6; 10.1109/T-SU.1978.30978; CR1;
• IEEE Trans Consum Electron; Efficient removal of impulse noise from digital images; W Luo; 52; 2; 2006; 523-527; 10.1109/TCE.2006.1649674; CR2;
• IEEE Trans Pattern Anal Mach Intell; Digital image enhancement and noise filtering by use of local statistic; JS Lee; 2; 1980; 165-168; 10.1109/TPAMI.1980.4766994; CR3;
• IEEE Trans Pattern Anal Mach Intell; A model for radar images and its application to adaptive digital filtering of multiplicative noise; VS Frost, JA Stiles, KS Shanmugan, JC Holtzman; 4; 1982; 157-166; 10.1109/TPAMI.1982.4767223; CR4;
• IEEE Trans Acoust; Adaptive restoration of images with speckle; DT Kuan, AA Sawchuk, TC Strand, P Chavel; 35; 1987; 373-383; 10.1109/TASSP.1987.1165131; CR5;

タイトルに関連する用語 (2件)： 音波画像 ,  最尤