[發明專利]基于用戶交互和體繪制相結合的CT掃描數據分割方法

有效

• 申請號: 201410568890.6
• 申請日: 2014-10-22
• 公開（公告）號: CN104361581B
• 公開（公告）日: 2017-07-21
• 發明（設計）人: 李帥;李向陽;郝愛民;秦洪
• 申請（專利權）人: 北京航空航天大學
• 主分類號: G06T7/136
• 分類號: G06T7/136
• 代理公司: 北京科迪生專利代理有限責任公司11251
• 代理人: 楊學明,李新華

1.基于用戶交互和體繪制相結合的CT掃描數據分割方法，包括步驟：圖像平滑，用來模糊細節，增強邊界；重構體數據，將上一步處理過的圖像數據，重組成體數據的格式，方便后續操作；繪制上一步得到的體數據，并根據繪制結果調整參數，盡量去除體數據中噪聲；將得到的數據進行SuperVoxel劃分；設定條件進行SuperVoxel合并，最終得到分割結果，具體各個步驟如下:

步驟(1)、圖像平滑：針對CT掃描數據噪音大，邊界模糊的缺點，采用了基于相對總變差的從紋理中提取結構的方法，對圖像細節進行了模糊，但是增強了圖像的結構，使邊界更加清晰；

步驟(2)、重構體數據：為了便于后續處理，將步驟(1)中平滑后的圖像，按照一定的規則，組成體數據，并進行體數據的雙邊濾波增強邊界；

步驟(3)、體數據的處理：首先對體數據進行雙邊濾波處理，然后再交互選擇目標物體；對于交互選擇目標函數，通過調節體繪制中的Transfer Function參數，控制體素的可見性來實現的；體繪制顯示步驟(2)中得到的體數據，調整繪制參數，根據繪制效果，調整所需的繪制參數，最終去除掉體數據中多余的數據；

步驟(4)、SuperVoxel劃分：超體素是對體數據進行過度分割，在既定的區域周圍，將體數據中同質的內容歸為一類，即為一超體素；為了便于操作并加快處理速度，將步驟(3)得到的體數據進行基于SLIC的SuperVoxel劃分，然后根據繪制效果，提取出表示物體的SuperVoxel，并對其進行編號，便于后續處理；

步驟(5)、SuperVoxel聚類：聚類過程分為3個部分，第一部分選取目標中心；第二部分聚類前一步選中的SuperVoxel；第三部分將第一部分剩余的SuperVoxel聚類到第二部分得到的類中；

在SuperVoxel的基礎上，設計兩個參數a、b，a表示當前塊與周圍某種塊的鄰接程度，b表示當前塊與某種塊共有的邊界占自身總邊界的比例；實時通過合并效果，調整這兩個參數，從而得到較好的結果；具體過程為：若結果中的分類數多于目標數，或為了加快合并速度，則減小參數a和b；當總的分類數到達一定程度時，應該及時增大a和b，避免不相關的塊合并到一起；根據參數的意義，調整的范圍在0.2-0.4之間；

所述步驟(3)：由于CT數據中包含了大量的噪聲，會嚴重影響的影響分割效果，為了提高分割質量，根據體繪制的效果，調整繪制參數，只保留待分割的目標數據，從而去除包 括噪音在內的非目標數據；

所述步驟(4)：將相似的數據點提前進行合并為SuperVoxel，能顯著減少待處理數據的規模；

所述步驟(5)參數a和b描述了當前標號塊與周圍鄰居的狀態，通過上一步的合并效果，交互地調整參數，控制合并結果。

2.根據權利要求1所述的基于用戶交互和體繪制相結合的CT掃描數據分割方法，其特征在于步驟(1)：使用基于相對總變差的從紋理中提取結構的方法，增強圖像，這種方法能夠較好地從復雜的環境中提取圖像的結構特征。

3.根據權利要求1所述的基于用戶交互和體繪制相結合的CT掃描數據分割方法，其特征在于步驟(2)：對于CT數據的分割，按照按CT掃描順序，逐張提取數據，按照物體的方位，將數據按照統一的格式對齊，組成體數據；為了進一步增強邊界特征，采用體數據的雙邊濾波。