[發明專利]一種基于迭代相位一致性的裂縫提取方法和應用

有效

• 申請號: 201810068425.4
• 申請日: 2018-01-24
• 公開（公告）號: CN108364285B
• 公開（公告）日: 2021-06-18
• 發明（設計）人: 李宏偉;鄧小娟
• 申請（專利權）人: 首都師范大學
• 主分類號: G06T7/00
• 分類號: G06T7/00;G06T7/136;G06T5/00;G06T5/10
• 代理公司: 天津盛理知識產權代理有限公司 12209
• 代理人: 韓曉梅

1.一種基于迭代相位一致性的裂縫提取方法，其特征在于：具體步驟如下：

(1)結合形態學操作和去噪算法對CT圖像進行預處理，降低背景及噪聲對圖像的影響；

(2)對預處理后圖像做極坐標變換，得到圖像PolarImg；

(3)在極坐標系下迭代計算圖像PolarImg的相位一致性，增強圖像；

(4)對增強后圖像做極坐標逆變換；

(5)根據unimodal thresholding算法對增強后的圖像自動選取閾值，進而由該閾值的1.5倍對增強后圖像進行分割得到圖像中的裂縫；

所述步驟(3)的具體步驟如下：

以PolarImg表示極坐標變換之后的圖像；

計算圖像PolarImg的相位一致性，結果記為PC₁，利用一維形態學操作對PC₁進行濾波，結果記為PC′₁；

去除圖像PC′₁中的強裂縫得到殘差圖像，然后計算殘差圖像的相位一致性，結果記為PC₂，并利用一維形態學操作對PC₂進行濾波，結果記為PC′₂；

去除圖像PC′₂中的強裂縫得到殘差圖像，然后計算殘差圖像的相位一致性，結果記為PC₃，并利用一維形態學操作對PC₃進行濾波，結果記為PC′₃；

……

去除圖像PC′_n-1中的強裂縫得到殘差圖像，然后計算殘差圖像的相位一致性，結果記為PC_n，并利用一維形態學操作對PC_n進行濾波，結果記為PC′_n；

對每一次迭代結果求和，結果記為PC，即PC＝PC′₁+PC′₂+PC′₃+...+PC′_n，其中，PC即為極坐標系下增強后的圖像。

2.根據權利要求1所述的基于迭代相位一致性的裂縫提取方法，其特征在于：所述步驟(1)的具體步驟如下：

使用非局部均值算法對CT圖像原圖進行去噪；

使用5×5的結構元對去噪后圖像進行底帽變換，即得預處理后圖像。

3.根據權利要求1所述的基于迭代相位一致性的裂縫提取方法，其特征在于：所述步驟(2)中極坐標變換的中心坐標選取變換前圖像的中心點，或距離中心點附近不超過50個像素的其他點；

極坐標網格中極徑采樣間隔為dr，取值0.25或0.5；角度采樣間隔為dθ，取值0.25。

4.根據權利要求1所述的基于迭代相位一致性的裂縫提取方法，其特征在于：所述步驟(3)中迭代計算圖像的相位一致性，最后計算的結果對應原圖中的強弱裂縫均被增強到近似相等的灰度值。

5.根據權利要求1所述的基于迭代相位一致性的裂縫提取方法，其特征在于：所述裂縫提取方法拓展到3D情形，具體方法如下：

2D圖像的相位一致性能夠通過monogenic filters快速計算，其中頻率域中濾波器的構造如下：

定義log-normal濾波器

其中，k表示倍頻，ω表示帶寬；結合濾波器H和B，因此，在相位一致性的計算中實際使用的濾波器是以下三個球面正交濾波器SQF：(B，H₁B，H₂B)；圖像f對濾波器SQF的局部響應幅值為：

其中，表示圖像f的傅里葉變換；

并定義3D Log-normal濾波器：

3D圖像f對濾波器SQF：(B，H₁B，H₂B，H₃B)的局部響應幅值為：

6.根據權利要求5所述的基于迭代相位一致性的裂縫提取方法，其特征在于：所述ω取值為0.55或0.41。