基于线性广义模糊算子图像快速增强算法

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1、基于线性广义模糊算子图像快速增强算法【关键词】模糊增强Afastimageenhancementalgorithmbasedonlineargeneralfuzzyoperator　　【Abstract】AIM:TostudytheimageenhancementprincipleofPalfuzzyalgorithmsandtoproposeafastfuzzyenhancementalgorithmfittingforCT/MRimage.METHODS:Theregionofinterest(ROI)theregionofbackg

2、roundbyanovellinearmappingfunctionandfurtherenhancedbythelineargeneralfuzzyoperator.RESULTS:FiftyCT/MRimagesplementedinIDLonaPC42.4GHz,512MRAMand128MRAMDAC,stoenhanceeachimageusingthealgorithmproposed.CONCLUSION:Thealgorithmpresentedbythispaperreducestheputationloadandspe

3、edsuptheprocess.　　【Keyage;regionofinterest;fuzzyenhancement;lineargeneralfuzzyoperator　　【摘要】目的：研究Pal类模糊算法的图像增强原理，提出适合CT/MR图像的快速增强算法.方法：首先，通过定义一个线性映射函数，将感兴趣区域(ROI)从背景区域分离出来；其次，用线性的广义模糊算子(LGFO)单独对ROI进行增强.结果：在P42.4G/512M/128M微机上，用IDL对50幅CT/MR图像处理速度进行测试，本文算法平均每幅增强处理用时约0.8ms.结

4、论：本文算法减少了运算量、提高了处理速度.　　【关键词】CT/MR图像；感兴趣区域；模糊增强；线性的广义模糊算子　　0引言　　针对图像的模糊性和不均匀性问题,1983年Pal等［1］提出模糊增强算法，后来陆续又出现了一些改进算法［2,3］；这些算法对整幅图像的ROI与背景区域统一进行处理，同时所采用的GFO又是非线性的，造成运算开销大、处理速度低下.针对这种问题，我们提出了一种适合CT/MR图像的快速模糊增强算法，通过定义一个新的线性映射函数，将图像的ROI从背景区域分离出来，并采用线性的广义模糊算子(LGFO)只对ROI进行处理，从而减

5、少了运算量、提高了处理速度.　　1模型与算法　　1.1传统基于模糊集理论的Pal类图像增强算法根据模糊集理论，一个M×N个像素的L级灰度图像X，可表示为M×N的模糊矩阵：X=UM〖〗i=1UN〖〗j=1Pij/xij(1)式(1)中元素Pij/xij表示图像中像素（i，j）的灰度xij相对于最大灰度(L-1)的某种亮度程度.这是一个求模糊分布的问题，　　显然,式(9)是线性连续的，广义模糊集合A在其作用下生成的模糊集合A'已成为普通意义上的模糊集，且LGFO的作用是降低了广义模糊集A的模糊度.式(3)、式(7)不但是非线性的，而且对图像进

6、行模糊增强处理一般需迭代才可得到满意的结果，运算时间较长；该LGFO是线性连续的，提高了处理速度；实验结果表明，式(9)所示算法的增强效果和运算复杂度均优于式(3)和式(6)所示算法.　　1.2.2线性映射函数的定义及ROI的分离为了克服传统算法运算效率低的缺陷，我们提出了线性映射函数xijT(g)Pij，即：pij=T(xij)=-xij-D〖〗D(10)经过式(10)变换，P=｛Pij｝并不符合广义模糊集合的定义，不能够用定义2的LGFO进行增强；因此，必须构造符合定义1条件的广义模糊集合.　　由于CT/MR图像从结构上可分为ROI和

7、背景区两部分［6］，在背景区图像像素的灰度值较低而且变化缓慢，在ROI图像灰度值较高；但两者之间没有明确的分界.为此，我们将ROI定义为一个模糊集合，其中每一个像素都有其隶属度，隶属度值越大，说明其越属于ROI；反之则不属于ROI，这样定义的ROI集合具有模糊性.经实验研究，该定义符合CT/MR图像的实际情况.通过式(10)映射函数的变换，ROI的信息主要集中在广义模糊集合P1中，令P1=｛pij｜-1≤pij≤1｝,且pij∈P(11)则背景区的信息集中在P-P1中.将P1=｛Pij｝用上述LGFO变换到普通模糊集合P1'=｛pij'｝

8、,pij'∈［0,1］.通过这一变换，ROI的对比度得到了增强；而对集合P-P1不予进行增强处理.令P'=(P-P1)∪P1'=｛pij'｝(12)通过映射函数T(xij)的逆变换T-1(xi