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相对其它成像技术,超声成像技术具有成本低廉、使用方便、无损检测、实时成像等优点,在医学诊断领域获得了广泛应用。然而,超声成像的相干特性导致超声图像具有斑点噪声强和分辨率不高、轮廓模糊等不足,降低了超声图像的质量,尤其是掩盖了超声图像的某些细节信息,不仅影响了临床诊断的准确性,也给图像的边缘检测、特征提取等后续处理带来困难。因此,医学超声图像的去噪和增强处理成为图像处理领域的热门课题。基于偏微分方程(PDE)的图像去噪和增强是图像处理领域的一个重要分支,一致增强性扩散就是其中一类重要的方法。该方法由于方式灵活,可处理大量的图像结构,受到了广泛的关注。随着研究的逐渐深入和结构张量的不断改进,一致增强性扩散越来越多的被用于医学超声图像的处理。大量的实验结果表明,一致增强性扩散对医学超声图像进行处理时,不但能保留原始图像中重要的结构信息,还能对图像进行去噪和增强处理,可大大提高图像的可视化程度,是一种有效的医学超声图像的处理方法。本文主要研究了基于PDE的一致增强性扩散在医学超声图像处理中的应用。首先阐述了本文的研究背景和超声图像的原理和特点;其次介绍了一致增强性滤波器,结合经典结构张量分别对二维和三维一致增强性扩散模型进行了推导,并给出了相应的算法和实验结果;最后提出了一种改进的扩散方法,该方法构建了一种结合二阶方向导数信息的结构张量,并通过与经典结构张量互为补充,利用新定义的转换参数来控制不同阶段的扩散,同时结合医学超声图像对新的转换式扩散方法进行实验。实验结果表明:新的扩散模型对医学超声图像的关节结构处理更加有效,使图像的可视化程度明显提高,在临床诊断和手术指导等医学应用中有着非常广阔的前景。