[發(fā)明專利]使用空間截面投影的腦腫瘤MRI圖像分割方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201510577886.0
• 申請(qǐng)日: 2015-09-11
• 公開（公告）號(hào): CN105139410B
• 公開（公告）日: 2017-11-10
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 湯旭翔;傅均;陳賽;陳柳柳;曹海洋
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 浙江工商大學(xué)
• 主分類號(hào): G06T7/00
• 分類號(hào): G06T7/00;G06T7/11
• 代理公司: 寧波奧圣專利代理事務(wù)所(普通合伙)33226
• 代理人: 謝瀟

1.使用空間截面投影的腦腫瘤MRI圖像分割方法，其特征在于，包括以下步驟：

(1)獲取一幅來源于腦部的MRI掃描設(shè)備的待分割的腦腫瘤MRI掃描圖像，然后將該待分割的腦腫瘤MRI掃描圖像轉(zhuǎn)換成灰度圖像，再采用基于截面投影的三維Otsu法對(duì)灰度圖像進(jìn)行分析，得到初始感興趣的輪廓{A1,A2,A3,…,An}，其中A1,A2,A3,…,An定義為構(gòu)成初始感興趣的輪廓的所有輪廓點(diǎn)；

(2)根據(jù)初始感興趣的輪廓{A1,A2,A3,…,An}經(jīng)包絡(luò)得到灰度圖像中的感興趣區(qū)域，根據(jù)該感興趣區(qū)域的外形選取一個(gè)能夠?qū)⒃摳信d趣區(qū)域包含在內(nèi)的方形區(qū)域，定義該方形區(qū)域的寬度為W、高度為H，如果W×H能夠被u×u整除，則將該方形區(qū)域定義為當(dāng)前灰度圖像，然后直接將當(dāng)前灰度圖像劃分成個(gè)互不重疊的尺寸大小為u×u的子塊；如果W×H不能夠被u×u整除，則擴(kuò)展該方形區(qū)域使其尺寸大小能夠被u×u整除，將擴(kuò)展后的方形區(qū)域定義為當(dāng)前灰度圖像，然后將當(dāng)前灰度圖像劃分成個(gè)互不重疊的尺寸大小為u×u的子塊，其中，W'和H'對(duì)應(yīng)表示擴(kuò)展后的方形區(qū)域的寬度和高度，W'＝＝W且H'>H或W'>W且H'＝＝H或W'>W且H'>H，u取4、5或6；

(3)采用區(qū)域生長法對(duì)當(dāng)前灰度圖像進(jìn)行分割，得到當(dāng)前灰度圖像中的多個(gè)初步病灶區(qū)域；

(4)將當(dāng)前灰度圖像中當(dāng)前待處理的初步病灶區(qū)域定義為當(dāng)前初步病灶區(qū)域；

(5)從當(dāng)前灰度圖像中提取出與當(dāng)前初步病灶區(qū)域?qū)?yīng)的所有尺寸大小為u×u的子塊，按序?qū)Ξ?dāng)前初步病灶區(qū)域?qū)?yīng)的每個(gè)尺寸大小為u×u的子塊進(jìn)行處理，將當(dāng)前待處理的尺寸大小為u×u的子塊定義為當(dāng)前子塊；

(6)將當(dāng)前子塊中的所有像素點(diǎn)各自的像素值作為輸入?yún)?shù)輸入非線性優(yōu)化模型中進(jìn)行優(yōu)化，該非線性優(yōu)化模型為：

dsdt=A×sin(2π×f0×t+ψ)+m×g(t)+n×s-m×s3+2α×ξ(t)]]>

其中：表示非線性優(yōu)化模型輸出的信噪比，A為固定周期信號(hào)的幅度，f₀為固定周期信號(hào)的頻率，t為布朗粒子的運(yùn)動(dòng)時(shí)間，ψ為固定周期信號(hào)的初相位，m、n均為雙穩(wěn)態(tài)勢壘實(shí)參數(shù)，g(t)表示非線性優(yōu)化模型的輸入?yún)?shù)，s為布朗粒子的運(yùn)動(dòng)坐標(biāo)，α為噪聲強(qiáng)度，ξ(t)為均值為0的高斯白噪聲；

將當(dāng)前子塊中的所有像素點(diǎn)各自的像素值作為輸入?yún)?shù)輸入非線性優(yōu)化模型中進(jìn)行優(yōu)化后，非線性優(yōu)化模型輸出當(dāng)前子塊中的所有像素點(diǎn)各自的信噪比，如果當(dāng)前子塊中的每個(gè)像素點(diǎn)的信噪比與事先存儲(chǔ)于數(shù)據(jù)庫中的腦腫瘤MRI掃描圖像的灰度圖像中對(duì)應(yīng)像素點(diǎn)的信噪比的誤差小于10％，則確定當(dāng)前子塊優(yōu)化成功，其中，事先存儲(chǔ)于數(shù)據(jù)庫中的腦腫瘤MRI掃描圖像的灰度圖像的尺寸大小與當(dāng)前灰度圖像的尺寸大小相同；

(7)將下一個(gè)待處理的尺寸大小為u×u的子塊作為當(dāng)前子塊，然后返回步驟(6)繼續(xù)執(zhí)行，直至當(dāng)前初步病灶區(qū)域?qū)?yīng)的所有尺寸大小為u×u的子塊處理完畢，得到對(duì)應(yīng)的最終病灶區(qū)域；

(8)將當(dāng)前灰度圖像中下一個(gè)待處理的初步病灶區(qū)域作為當(dāng)前初步病灶區(qū)域，然后返回步驟(5)繼續(xù)執(zhí)行，直至當(dāng)前灰度圖像中的所有初步病灶區(qū)域處理完畢，得到當(dāng)前灰度圖像中的多個(gè)最終病灶區(qū)域，至此完成腦腫瘤MRI掃描圖像的分割。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的使用空間截面投影的腦腫瘤MRI圖像分割方法，其特征在于：步驟(6)中事先存儲(chǔ)于數(shù)據(jù)庫中的腦腫瘤MRI掃描圖像的灰度圖像中的每個(gè)像素點(diǎn)的信噪比的具體獲取過程為：

(6.1)選取一幅具有明顯病灶的腦腫瘤MRI掃描圖像，然后將該具有明顯病灶的腦腫瘤MRI掃描圖像轉(zhuǎn)換為灰度圖像；

(6.2)定義該灰度圖像的寬度為W、高度為H，如果W×H能夠被u×u整除，則將該灰度圖像作為待處理灰度圖像，然后直接將待處理灰度圖像劃分成個(gè)互不重疊的尺寸大小為u×u的子塊；如果W×H不能夠被u×u整除，則擴(kuò)展該灰度圖像使其尺寸大小能夠被u×u整除，將擴(kuò)展后的灰度圖像作為待處理灰度圖像，然后將待處理灰度圖像劃分成個(gè)互不重疊的尺寸大小為u×u的子塊，其中，W'和H'對(duì)應(yīng)表示擴(kuò)展后的灰度圖像的寬度和高度，W'＝＝W且H'>H或W'>W且H'＝＝H或W'>W且H'>H；

(6.3)手動(dòng)圈定待處理灰度圖像中的每個(gè)病灶區(qū)域；

(6.4)計(jì)算待處理灰度圖像中的每個(gè)病灶區(qū)域?qū)?yīng)的每個(gè)尺寸大小為u×u的子塊中的每個(gè)像素點(diǎn)的信噪比。