[發明專利]一種抑制X線圖像中骨骼影像的方法及處理設備

有效

• 申請號: 201310305019.2
• 申請日: 2013-07-19
• 公開（公告）號: CN103366348A
• 公開（公告）日: 2013-10-23
• 發明（設計）人: 陽維;盧振泰;馮前進;陳武凡
• 申請（專利權）人: 南方醫科大學
• 主分類號: G06T5/00
• 分類號: G06T5/00;G06K9/62
• 代理公司: 北京科億知識產權代理事務所(普通合伙) 11350
• 代理人: 湯東鳳

1.一種抑制X線圖像中骨骼影像的方法，其特征在于：包括，

(1）對待處理X線圖像進行預處理并提取其圖像特征，所提取的圖像特征稱為主體圖像特征；

（2）根據所述主體圖像特征，在雙能減影圖像數據庫中進行檢索，得到與待處理X線圖像最相似的M幅參照X線圖像及與每幅參照X線圖像所對應的骨像、軟組織像和濾波響應信息，其中M為自然數；

所述雙能圖像數據庫預存儲有多幅臨床雙能減影先驗X線圖像及對應的軟組織像、骨像、病變區域位置信息及先驗X線圖像的圖像特征信息，先驗X線圖像的圖像特征稱為參考圖像特征；

（3）根據步驟（2）得到的M幅參照X線圖像集合，將待處理圖像與M幅參照X線圖像一一進行對比，確定待處理圖像中每一圖像塊與每一幅參照X線圖像對應的最相似的圖像塊信息獲得與每一幅參照X線圖像對應的子初始骨像，通過獲得的M個子初始骨像計算初始骨像；

（4）根據步驟（3）得到的初始骨像，對待處理X線圖像進行骨像重建，獲得重建的骨像；

（5）將待處理X線圖像減去重建的骨像，獲得待處理X線圖像的軟組織像。

2.根據權利要求1所述的抑制X線圖像中骨骼影像的方法，其特征在于：所述步驟（1）中對待處理X線圖像進行預處理具體是對圖像的灰度值范圍、空間分辨率、對比度參數進行統一標準化處理。

3.根據權利要求2所述的抑制X線圖像中骨骼影像的方法，其特征在于：所述主體圖像特征包括空間金字塔直方圖和濾波響應；

具體是由碼本對待處理X線圖像中的局部特征進行量化處理，獲得待處理X線圖像的空間金字塔直方圖；其中，碼本由圖像塊局部特征的局部描述子構成的樣本集通過k均值聚類得到的聚類中心構成，圖像塊局部描述子使用原始圖像塊、像素坐標、濾波器組響應、Daisy描述子及多種局部描述子的組合構成；

由濾波器組與待處理X線圖像進行卷積計算獲得濾波響應。

4.根據權利要求3所述的抑制X線圖像中骨骼影像的方法，其特征在于：所述步驟（2）具體是通過所述主體圖像特征與所述參考圖像特征進行圖像檢索，得到與待處理X線圖像最相似的M幅參照X線圖像及與參照X線圖像所對應的骨像、軟組織像和濾波響應信息。

5.根據權利要求4所述的抑制X線圖像中骨骼影像的方法，其特征在于：

所述步驟（2）具體是通過所述主體圖像特征的空間金字塔直方圖與所述參考圖像特征的空間金字塔直方圖進行比較，以直方圖之間的距離度量作為圖像間的相似性標準進行檢索，得到與待處理X線圖像最相似的M幅參照X線圖像及與參照X線圖像所對應的骨像、軟組織像和濾波響應信息。

6.根據權利要求5所述的抑制X線圖像中骨骼影像的方法，其特征在于：所述距離度量具體為歐式距離或者卡方距離。

7.根據權利要求6所述的抑制X線圖像中骨骼影像的方法，其特征在于：所述步驟（3）具體是通過圖像塊逼近近鄰搜索算法確定待處理圖像中每一圖像塊在步驟（2）檢索獲得的M幅參照X線圖像中最相似的圖像塊。

8.根據權利要求7所述的抑制X線圖像中骨骼影像的方法，其特征在于：所述步驟（3）中具體是通過k近鄰回歸方法估計獲得子初始骨像，并對所獲得的M個子初始骨像進行加權組合得到初始骨像。

9.根據權利要求1所述的抑制X線圖像中骨骼影像的方法，其特征在于：步驟（4）具體采用高斯條件隨機場模型對待處理X線圖像進行骨像重建。

10.一種抑制X線圖像中骨骼影像的處理設備，采用如權利要求1至9任意一項所述的抑制X線圖像中骨骼影像的方法進行圖像處理，其特征在于：設置的處理單元包括：

雙能圖像數據庫單元、X線圖像預處理與特征提取單元、X線圖像檢索單元、骨像初始估計單元、骨像重建單元和骨抑制圖像輸出單元；

所述雙能圖像數據庫單元預存儲有多幅臨床雙能減影先驗參考X線圖像及對應的軟組織像、骨像、病變區域位置信息及先驗參考X線圖像的圖像特征信息；

所述X線圖像預處理與特征提取單元對輸入的待處理X線圖像進行預處理并提取其圖像特征，所提取的圖像特征分別輸入至所述雙能圖像數據庫單元的存儲器、所述X線圖像檢索單元、所述骨像初始估計單元和所述骨像重建單元；

所述X線圖像檢索單元根據所述主體圖像特征，在雙能減影圖像數據庫中進行檢索，得到與待處理X線圖像最相似的M幅參照X線圖像及與參照X線圖像所對應的骨像、軟組織像和濾波響應信息；

所述骨像初始估計單元根據所述X線圖像檢索單元輸出的M幅參照X線圖像集合，將待處理圖像與M幅參照X線圖像一一進行對比，確定待處理圖像中每一圖像塊與每一幅參照X線圖像對應的最相似的圖像塊信息獲得與每一幅參照X線圖像對應的子初始骨像，通過獲得的M個子初始骨像計算初始骨像；

所述骨像重建單元根據所述骨像初始估計單元輸出的初始骨像及所述主體圖像特征進行骨像重建，獲得重建后的骨像；

所述骨抑制圖像輸出單元將待處理X線圖像減去重建的骨像，獲得待處理X線圖像的軟組織像進行輸出顯示。