[发明专利]一种全参考电阻抗成像图像质量评价方法

说明书

本发明为一种全参考电阻抗成像图像质量评价方法。该图像质量评价方法将电阻抗成像场域的真实电阻率分布图像作为参考图像，将电阻抗成像结果图像作为评价对象，通过计算成像结果与参考图像对应像素点像素值归一化后的像素均方误差(Pixel Mean Squared Error,PMSE)和对比度均方误差(Contrast Mean Squared Error,CMSE)，将两种误差作为图像的分辨率和对比度评价指标，并纵向比较两种误差的大小来实现对电阻抗成像图像质量的评价，从而实现对电阻抗成像的算法和成像能力的优劣进行评判。整个评价方法数学过程简单、合理，能实现对电阻抗成像图像质量的快速和准确的评价。

技术领域

本发明属于成像图像质量评价方法，尤其是涉及电阻抗成像的图像质量评价方法。

背景技术

生物组织包含着丰富的电学信息。不同的生物组织处于不同的生命状态时具有不同的电阻率，通过生物组织电阻率分布图像可以对其结构和功能进行医学判定，具有重要的医学价值。电阻抗成像技术是一种对场域的电阻率分布进行成像的新型成像技术，其主要应用于医疗成像领域，具有非侵入、设备简单和造价低的特点。电阻抗成像通过电极在场域边界施加电流激励，测量电极上的边界电位，运用测量数据对场域的电阻率分布进行重建，并进行图像处理得到电阻率分布图像。

电阻抗成像是一个电磁场逆问题，具有“软场”特点，算法中体现出严重病态性。运用不同的算法得到的成像效果有所不同，在考察成像的图像质量时，目前多是通过肉眼直接辨别，少有数学上的客观指标对成像质量进行评价。运用现有的图像质量评价标准对电阻抗成像的图像进行评价，其算法比较复杂，评价过程不够直观。因此，需要建立一种简单直观的评价指标来对电阻抗成像的图像质量进行客观评价，甄别不同算法的成像能力优劣。

发明内容

本发明旨在解决以上现有技术的问题。提出了一种评价方法理论简单，评价过程直观，实现了电阻抗成像图像质量的客观评价的全参考电阻抗成像图像质量评价方法。本发明的技术方案如下：

一种全参考电阻抗成像图像质量评价方法，其包括步骤：

1)、获取需要电阻抗成像的场域，并将电阻抗成像的场域通过有限元软件剖分成若干个单元，将进行有限元剖分的单元作为像素点，每一个单元的实际电导率作为所述像素点的像素值，形成图像质量评价的参考图像；

2)、对步骤1)参考图像的场域通过电阻抗成像算法进行成像，得到成像结果图像；

3)、提取步骤1)参考图像的像素点和像素值，以及提取电阻抗成像图像的像素点和像素值，计算电阻抗成像结果相对于参考图像的像素均方误差和对比度均方误差，将不同成像结果图像的像素均方误差和对比度均方误差进行分别比较作为图像质量评价指标对图像质量进行判定。

进一步的，所述步骤3还包括对参考图像中的像素值进行归一化处理的步骤。

进一步的，所述步骤3还包括计算场域中每个目标对应的区域的像素平均值和剩余的场域背景的像素平均值，作为成像对比度评价中的每个目标的像素值和背景像素值。

进一步的，所述步骤3将不同成像结果图像的像素均方误差和对比度均方误差进行分别比较作为图像质量评价指标对图像质量进行判定。

所述像素均方误差为

对比度均方误差为

式中u是场域剖分的单元数即像素点数，ρ_i、ρ′_i分别为第i个单元设置的电阻率和电阻抗成像后得到的电阻率；(2)式中t是场域中关注的成像目标个数，ρ_j、ρ′_j分别为第j个成像目标成像前后的平均电阻率；ρ_b、ρ′_b分别为场域背景成像前后的平均电阻率。