[發明專利]一種基于改進的harris角點檢測拼接超聲圖像方法

在審

• 申請號: 201811246341.1
• 申請日: 2018-10-25
• 公開（公告）號: CN109345458A
• 公開（公告）日: 2019-02-15
• 發明（設計）人: 倪昕曄;孫鴻飛;林濤;高留剛;謝凱;眭建鋒
• 申請（專利權）人: 常州市第二人民醫院
• 主分類號: G06T3/40
• 分類號: G06T3/40;G06T5/00;G06T7/11;G06T7/136;G06T7/33
• 代理公司: 六安市新圖匠心專利代理事務所(普通合伙) 34139
• 代理人: 陳斌

本發明公開了一種基于自適應閾值T選取的Harris算子超聲圖像拼接方法，包括以下步驟：S1.圖像獲?。涸贑T模擬定位室及治療室中，先后采集CT及超聲圖像，本研究所有的圖像數據來自三名腹部術后腫瘤患者掃描所獲取的體數據，每位患者選取10個超聲及CBCT的層面圖像,S2.對S1中獲取的圖像進行預處理：在做超聲圖像拼接之前首先將400×400的二維超聲圖像分割成無重疊的4×4子圖，計算子圖中角點響應函數R值分布，為獲取自適應閾值做準備,實現了兩幅超聲拼接圖像間的平滑過渡，消除了拼接縫隙，圖像拼接的準確性優于傳統的Harris角點檢測的方法。

方法領域

本發明涉及一種超聲圖像拼接方法，具體涉及一種基于改進的 harris角點檢測拼接超聲圖像方法。

背景方法

在臨床放療中，錐形束CT(CBCT)作為常用的圖像引導設備，已普遍應用于圖像引導放射治療和自適應放射治療。然而CBCT軟組織分辨率低，且射術硬化效應、電子散射導致的偽影現象使得重建后的圖像質量較差。相比于傳統的CBCT引導放療技術，超聲聯合CBCT進行擺位驗證的圖像引導技術可以降低腹部腫瘤的擺位誤差。但利用超聲引導放療的成像設備所獲取的圖像為窄束成像，相比CBCT圖像僅為其局部成像區域，對于盆腔及腹部腫瘤，不能將腫瘤靶區及危及器官完全包括在成像范圍內，造成以腫瘤靶區GTV為基準的CBCT與超聲兩種模態的圖像進行配準時產生配準誤差，進而影響患者最終擺位驗證的準確程度。因此，增加超聲圖像的成像范圍是提高超聲聯合 CBCT引導擺位驗證精度的解決方法。

圖像拼接技術是指將一組具有重疊部分的圖像，經過圖像配準、圖像融合，組合成一幅大視角的新圖像，新圖像內包括拼接前圖像內的所有像素信息。角點檢測作為圖像拼接技術常用的方法，可分為以下兩類：一，基于圖像邊緣的角點檢測，此類方法主要根據檢測出的邊緣交叉點來確定角點，主要依賴于圖像分割及邊緣提取，計算量大且容錯率較小，使用范圍較局限，邊緣檢測算子主要包括LOG算子、 Canny算子及Sobel算子等；二，基于圖像灰度的角點檢測，通過搜尋圖像中局部灰度變化的極大值處的像素點作為角點，基于灰度檢測算子主要包括Moravec算子、Harris算子及Susan算子等。其中 Harris算子作為基于圖像灰度檢測角點的常用方法，對圖像旋轉、灰度變化及噪聲的變化不敏感，且計算相對簡單，可在復雜的人體組織結構圖像中提取的大量的特征點。但傳統的Harris角點檢測算法在提取角點時需手動設定閾值，不具有尺度不變性，若閾值設定過大，會導致部分角點的缺失，若閾值設定過小，會導致產生大量偽角點。

因此，我們設計一種基于改進的harris角點檢測拼接超聲圖像方法。

發明內容

本發明的目的是為了解決現有拼接方法中存在的缺點，而提出的一種基于改進的harris角點檢測拼接超聲圖像方法。

為了實現上述目的，本發明采用了如下方法方案：

一種基于改進的harris角點檢測拼接超聲圖像方法，包括以下步驟：

S1.圖像獲?。涸贑T模擬定位室及治療室中，先后采集CT及超聲圖像。

S2.對S1中獲取的圖像進行預處理：在做超聲圖像拼接之前首先將400×400的二維超聲圖像分割成無重疊的4×4子圖，計算子圖中角點響應函數R值分布，為獲取自適應閾值做準備。

S3.利用改進的基于自適應閾值選取的Harris角點圖像拼接算法對S2中預處理的圖像進行篩選：采用OTUS分割原理，通過最優T 值來確定檢測的角點數并拼接兩幅超聲圖像。

優選的，所述的S3中對傳統的基于Harris角點特征配準算法進行改進，設R值為i的像素點的個數為n_i，像素總數為N，p_i表示4×4 子圖內i出現的概率，其具體算法為：