[發明專利]一種腹部軟組織核磁圖像分割的方法和裝置

有效

• 申請號: 201310400473.6
• 申請日: 2013-09-05
• 公開（公告）號: CN103473768B
• 公開（公告）日: 2018-09-28
• 發明（設計）人: 秦文健;羅清;辜嘉;溫鐵祥
• 申請（專利權）人: 中國科學院深圳先進技術研究院
• 主分類號: G06T7/12
• 分類號: G06T7/12
• 代理公司: 深圳市科進知識產權代理事務所(普通合伙) 44316
• 代理人: 宋鷹武;沈祖鋒

1.一種腹部軟組織核磁圖像分割的方法，其特征在于，包括以下步驟：

(1)在目標輪廓附近初始化一個初始輪廓，所述初始輪廓為采集到的形狀模板中的任意一個模板輪廓；

(2)采用形態學算子對所述初始輪廓進行膨脹和腐蝕操作，在待分割的所述目標輪廓內外形成一個帶狀閉合區域；

(3)對所述采集到的形狀模板進行KPCA訓練，通過統計模型獲得先驗形狀信息；

(4)在核磁圖像分割模型的能量函數的數據項上結合所述先驗形狀信息，建立能量函數；

(5)運用kernel Graph cuts算法，在所述帶狀閉合區域進行分割，得到目標輪廓；

所述步驟(4)包括以下步驟：

(401)令數據項表示為像素歸屬目標和背景的懲罰程度，用P_p(O)，P_p(B)分別表示在像素p處，形狀信息在數據項上屬于前景和背景的懲罰，得到新的數據項，如下所示：

R_p(O)＝(1-η)·J_K(I_p,μ_O)+η·P_p(O)

R_p(B)＝(1-η)·J_K(I_p,μ_B)+η·P_p(B)

其中，η為介于0和1之間的權重系數；

(402)平滑項沿用核磁圖像分割算法原來的項，其能量函數為：

其中，令l只能為O或B，即只能為前景或背景，多區域的kernel graph cuts轉化為二值分割。

2.如權利要求1所述的腹部軟組織核磁圖像分割的方法，其特征在于，所述步驟(3)中的先驗形狀信息，通過以下公式計算得到：

其中，φ(x)為給定點x在高維空間的映射，Pφ(x)為高維特征空間上的投影，S為圖像空間，用來形成先驗的形狀信息，通過特征空間中非線性距離的一系列凸組合來近似估計；由于先驗形狀信息也是介于0和1之間的數，因此直接用的值來表示P_p(O)，則(1-P_p(O))即為P_p(B)的值。

3.如權利要求1或2所述的腹部軟組織核磁圖像分割的方法，其特征在于，所述采集到的形狀模板為配準好的、人體同一位置的同一方向的核磁圖像，不同的模板之間不存在剛性的位置變換和旋轉縮放的聯系。

4.一種用于權利要求1-3任一項所述的腹部軟組織核磁圖像分割的方法的腹部軟組織核磁圖像分割裝置，其特征在于，包括以下部分：

初始化模塊，用于在目標輪廓附近初始化一個初始輪廓，所述初始輪廓為采集到的形狀模板中的任意一個模板輪廓；

膨脹腐蝕模塊，用于采用形態學算子對所述初始輪廓進行膨脹腐蝕操作，在待分割的所述目標輪廓內外形成一個帶狀閉合區域；

KPCA訓練模塊：用于對所述采集到的形狀模板進行KPCA訓練，通過統計模型獲得先驗形狀信息；

能量函數模塊：用于在核磁圖像分割模型的能量函數的數據項上結合所述先驗形狀信息，建立能量函數；

kernel Graph cuts分割模塊：運用kernel Graph cuts算法，在所述帶狀閉合區域進行分割而得到目標輪廓；

所述初始化模塊與膨脹腐蝕模塊連接，能量函數模塊分別與膨脹腐蝕模塊、KPCA訓練模塊、kernel Graph cuts分割模塊連接。