[發明專利]基于雙灰度因素的三維閾值立體圖形形成方法

有效

• 申請號: 201810097209.2
• 申請日: 2018-01-31
• 公開（公告）號: CN108198245B
• 公開（公告）日: 2021-02-12
• 發明（設計）人: 車暢;包娟;周肖陽;張佳音
• 申請（專利權）人: 哈爾濱學院
• 主分類號: G06T17/10
• 分類號: G06T17/10;G06T7/11;G06T7/41
• 代理公司: 哈爾濱市偉晨專利代理事務所(普通合伙) 23209
• 代理人: 陳潤明

本發明基于雙灰度因素的三維閾值立體圖形形成方法屬于圖像處理技術領域；該方法依次執行以下步驟：統計某像素灰度級的像素個數；統計兩個鄰域灰度級的像素個數；統計某像素灰度級、第一鄰域灰度級、第二鄰域灰度級的像素個數，建立正立方體，將像素個數填入格子中；以像素灰度級容限、兩個鄰域灰度級容限為基礎，建立橢球體；按照規則擺放橢球體；將橢球體運動；將橢球體遍歷空間與正立方體有交集的區域保留，得到三維閾值立體圖形；本發明基于雙灰度因素的三維閾值立體圖形形成方法，能夠將多維閾值及對應像素個數放置在立體圖中進行展示，有利于動態觀察閾值規律變化對于圖像分割效果的影響規律，找到最佳分割閾值。

技術領域

本發明基于雙灰度因素的三維閾值立體圖形形成方法屬于圖像處理技術領域。

背景技術

閾值分割法是一種基于區域的圖像分割技術，原理是把圖像象素點分為若干類。圖像閾值化分割是一種傳統的最常用的圖像分割方法，因其實現簡單、計算量小、性能較穩定而成為圖像分割中最基本和應用最廣泛的分割技術。它特別適用于目標和背景占據不同灰度級范圍的圖像。它不僅可以極大的壓縮數據量，而且也大大簡化了分析和處理步驟，因此在很多情況下，是進行圖像分析、特征提取與模式識別之前的必要的圖像預處理過程。圖像閾值化的目的是要按照灰度級，對像素集合進行一個劃分，得到的每個子集形成一個與現實景物相對應的區域，各個區域內部具有一致的屬性，而相鄰區域不具有這種一致屬性。這樣的劃分可以通過從灰度級出發選取一個或多個閾值來實現。

對于醫學CT圖像，往往器官和其他組織的灰度級有明顯區別，因此多采用一個閾值來對圖像進行分割。為了自動分割閾值，日本學者提出了基于灰度直方圖的Otsu算法，為了提高圖像分割的準確性，還出現了二維Otsu算法，甚至三維Otsu算法，圖像分割越來越準確。

然而，隨著閾值維度的增加，對于閾值的展示就越來越困難，還沒有出現一種能夠很好展示多維閾值的圖形化方法。

發明內容

為了直觀展示多維閾值，本發明公開了一種基于雙灰度因素的三維閾值立體圖形形成方法，即提出了一種全新的三維閾值圖形化展示方法，實現將多維閾值及對應像素個數放置在立體圖中進行展示的發明目的。

本發明的目的是這樣實現的：

基于雙灰度因素的三維閾值立體圖形形成方法，所針對的圖像包括以下參數：分辨率為 M×N，有L個灰度級，分別為0,1,...,L-1；其特征在于，包括以下步驟：

步驟a、統計像素灰度級為i的像素個數為n_i，其中，i＝0,1,...,L-1；

步驟b、按照第一種鄰域灰度級計算方法，統計第一鄰域灰度級為j的像素個數為n_j，其中，j＝0,1,...,L-1；

步驟c、按照第二種鄰域灰度級計算方法，統計第二鄰域灰度級為k的像素個數為n_k，其中，k＝0,1,...,L-1；

步驟d、統計像素灰度級為i，第一鄰域灰度級為j，第二鄰域灰度級為k的像素個數n_ijk；

步驟e、建立分辨率為L×L×L的正立方體，將像素個數n_ijk填入橫坐標方向第i+1，縱坐標方向第j+1，豎坐標方向第k+1個格子中；

步驟f、以像素灰度級容限為a、第一鄰域灰度級容限為b、第二鄰域灰度級容限為c為基礎，建立一個截面半徑分別為a、b、c的橢球體；

步驟g、按照以下規則擺放橢球體：

規則一、橢球體的中心與正立方體橫坐標、縱坐標和豎坐標均為0的點重合，

規則二、半徑為a的方向垂直于正立方體橫坐標，半徑為b的方向垂直于正立方體縱坐標，半徑為c的方向垂直于正立方體豎坐標方向擺放；