[發明專利]眼底圖像中血管的分割方法、裝置及存儲介質

有效

• 申請號: 201711422567.8
• 申請日: 2017-12-25
• 公開（公告）號: CN108154519B
• 公開（公告）日: 2020-04-24
• 發明（設計）人: 王欣;黃卓彥
• 申請（專利權）人: 吉林大學
• 主分類號: G06T7/194
• 分類號: G06T7/194;G06T7/155;G06T7/136;G06T5/40;G06T5/30;G06T5/00
• 代理公司: 北京晉德允升知識產權代理有限公司 11623
• 代理人: 王戈

1.一種眼底圖像中血管的分割方法，包括如下步驟：

Hessian矩陣增強血管步驟S110：對彩色眼底圖像進行灰度化，選取G通道作為處理對象，使用Hessian矩陣眼底灰度圖像進行處理，選取尺度范圍[σ_min,σ_max]，將其平均分為N個尺度，并取每一點在其中的最大值作為圖像在該點的響應值，得到多尺度增強圖；

第一閾值分割步驟S120：對所述多尺度增強圖，選取第一閾值以分割出血管，得到第一血管二值圖；

多方向形態學增強主血管S130：首先對彩色眼底圖像進行灰度化，選取G通道作為處理對象并進行反轉得到G通道反轉圖，利用多方向的線性結構元對所述G通道反轉圖在每個方向進行形態學開運算，取多方向形態學結果在各點的響應輸出的最大值作為該點最終的響應得到多方向形態學增強眼底圖像，以所述多方向形態學增強眼底圖像為標記圖像，以G通道反轉圖為模板圖像，進行膨脹形態學重構，得到形態學重構圖像，然后再次利用G通道反轉圖，利用多方向的線性結構元對所述G通道反轉圖在每個方向進行形態學開運算，取多方向形態學結果在各點的響應輸出的最小值作為該點最終的響應得到背景圖，將所述形態學重構圖像減去所述背景圖得到最終的多方向形態學增強圖；

多方向濾波增強微血管步驟S140：首先對所述最終的多方向形態學增強圖進行多方向的高斯平滑濾波以降低血管周圍的噪聲，構造1*9的高斯卷積核并保持角度與形態學操作一致，然后對噪聲減除后的圖像執行高斯—拉普拉斯濾波處理來增強微血管，其中高斯—拉普拉斯濾波的方向與高斯濾波的方向正交，取多個方向上在某點的響應的最大值作為該點的輸出，完成在多個方向上微血管的增強，得到微血管增強圖，最后對所述微血管增強圖使用多方向的線性結構元的形態學開運算來匹配和增強血管線段，取各點的多方向最大響應作為該點輸出，繼續對輸出圖像使用膨脹形態學重構恢復部分損失的血管像素得到多方向濾波最終增強圖；

第二閾值分割血管步驟S150：使用直方圖統計的方法提取所述多方向濾波最終增強圖中的第二閾值亮度的灰度值作為血管分割的自適應閾值，完成血管分割，得到第二血管二值圖；

血管最終分割步驟S160：將所述第一血管二值圖與所述第二血管二值圖合并，獲得最終血管二值圖。

2.根據權利要求1所述的血管的分割方法，其特征在于：

在所述Hessian矩陣增強血管步驟S110中，尺度范圍是[0.5，6]，迭代步長設置為0.4。

3.根據權利要求1所述的血管的分割方法，其特征在于：

在所述第一閾值分割步驟S120中，所述第一閾值為3。

4.根據權利要求1所述的血管的分割方法，其特征在于：

在多方向形態學增強主血管S130中，所述多方向為12個方向上進行開運算，將180度分成12等份，即分別在沿水平軸0度、15度、30度、……、150度和165度方向上匹配多方向走向的血管。

5.根據權利要求1所述的血管的分割方法，其特征在于：

在多方向濾波增強微血管步驟S140中，所述多方向為12個方向，將180度分成12等份，即分別在沿水平軸0度、15度、30度、……、150度和165度方向上。

6.根據權利要求1所述的血管的分割方法，其特征在于：

在所述第二閾值分割血管步驟S150中，所述第二閾值為專家分割的樣本集的血管二值圖結果中血管像素占眼底像素的比例。

7.根據權利要求6所述的血管的分割方法，其特征在于：

所述第二閾值還受到實際的彩色眼底圖像的影響。

8.根據權利要求1所述的血管的分割方法，其特征在于：

在所述第二閾值分割血管步驟S150中，對閾值分割之后的第二血管二值圖，清除小的孤立像素區域，并填充血管內的小孔洞以對第二血管二值圖進行改進。