[發明專利]一種2.5D超聲寬景圖像分割方法

有效

• 申請號: 201810833453.0
• 申請日: 2018-07-26
• 公開（公告）號: CN109064473B
• 公開（公告）日: 2022-03-29
• 發明（設計）人: 黃慶華;鄧其鋒;曾昭崢
• 申請（專利權）人: 華南理工大學
• 主分類號: G06T7/11
• 分類號: G06T7/11;G06T5/00
• 代理公司: 廣州市華學知識產權代理有限公司 44245
• 代理人: 李斌

本發明公開了一種2.5D超聲寬景圖像分割方法，包括如下步驟：使用基于位置信息的曲面超聲寬景成像方法，采集帶有位置信息的2.5D超聲寬景圖像；結合圖像像素點的像素值和三維空間位置信息對2.5D超聲寬景圖像的每個像素進行加權處理，對超聲寬景圖像進行濾波去噪；利用模糊C均值聚類分割(FCM聚類分割)方法對超聲寬景圖像上的每一個像素點的像素值和空間位置信息進行聚類,實現圖像分割；采用形態學處理方法對圖像分割結果進行平滑處理。本發明方法使用基于實際空間位置信息的聚類分割方法，方法簡單，高效快速，具有很高的實用性。

技術領域

本發明涉及醫學超聲圖像分割技術，特別涉及一種2.5D超聲寬景圖像分割方法。

背景技術

2.5D超聲寬景圖像與傳統二維超聲圖像、三維超聲圖像不同，其存在于不規則的曲面，具有非固定的形態結構和鄰域構成。同時，2.5D超聲寬景圖像成像范圍較大，像素點較多，對圖像處理過程中的內存占用和處理時間要求較高。由于2.5D超聲寬景圖像的采集，采用了基于位置信息的2.5D超聲寬景成像方法，所以寬景圖像的每一個像素點除了像素值信息外，還包含了實際空間中位置信息，利用實際空間位置的先驗信息，可以對圖像分割效果進行一定的優化。因此，針對2.5D超聲寬景圖像的特殊性并且利用實際空間位置信息的優勢，發明一種2.5D超聲寬景圖像的分割方法具有較好的實用價值和意義。

發明內容

本發明的目的在于克服現有技術中的缺點與不足，提供一種2.5D超聲寬景圖像分割方法，使用基于實際空間位置信息的聚類分割方法，方法簡單，高效快速，具有很高的實用性。

為實現以上目的，本發明采取如下技術方案：

一種2.5D超聲寬景圖像分割方法，應用超聲探頭，并在超聲探頭上安裝一個定位裝置以記錄探頭移動的位置信息，所述方法包括下述步驟：

(1)使用一種蛇形軌跡超聲寬景成像方法采集帶有位置信息的2.5D超聲寬景圖像；

(2)利用2.5D超聲寬景圖像上每個像素點的像素值和空間位置信息，對圖像進行濾波處理，并對圖像邊緣信息進行銳化，接著利用所要分割的感興趣區域中的先驗信息對2.5D超聲寬景圖像的每個像素進行加權處理；

(3)使用聚類分割方法對步驟(2)處理后的2.5D超聲寬景圖像上的每一個像素點的像素值和空間位置信息進行聚類，將圖像分割成不同互且不相交的子區域；

(4)利用形態學處理方法對聚類分割過程產生的離散像素點進行平滑處理，將最終得到平滑的子區域作為2.5D超聲寬景圖像的分割結果。

作為優選的技術方案，所述步驟(1)中的蛇形軌跡超聲寬景成像方法，具體包括下述步驟：

1)利用安裝有位置傳感器的超聲探頭掃描被檢查對象表面，在掃描過程中系統實時采集超聲圖像數據和位置信息；

2)圖像位置信息通過三維坐標變換確定，通過公式(1)將超聲圖像中的任一點P_image變換到世界坐標系C_w中，

其中T₁表示發射器坐標系C_t到世界坐標系C_w的變換矩陣，T₂表示圖像坐標系C_p到發射器坐標系C_t的變換矩陣；

3)通過上述公式(1)，確定采集到的每一幅超聲圖像的實際位置，根據每幅超聲圖像的三維坐標，有兩種蛇形軌跡超聲寬景成像方法：

方法一，直接成像：圖像按采集順序依次顯示在三維空間中；即探頭平移軌跡是一條曲線，因此相鄰圖像會在軸向形成一定的夾角，系統直接將這些圖像顯示在三維空間中，直接看到這些相互交錯的圖像；