[發明專利]對CT圖像采用概率圖譜與水平集進行肝臟分割的系統

在審

• 申請號: 201811341017.8
• 申請日: 2018-11-12
• 公開（公告）號: CN109493351A
• 公開（公告）日: 2019-03-19
• 發明（設計）人: 王進科;楊博韜;祖宏亮;孫艷霞;程遠志
• 申請（專利權）人: 哈爾濱理工大學
• 主分類號: G06T7/11
• 分類號: G06T7/11;G06T7/136;G06T15/00
• 代理公司: 北京竹辰知識產權代理事務所(普通合伙) 11706
• 代理人: 陳龍

1.一種對CT圖像采用概率圖譜與水平集進行肝臟分割的系統，其特征在于，包括：

三維圖像預處理模塊，完成圖像的旋轉對齊、降噪以及三維重構操作；

肝臟粗分割模塊，用于生成概率圖譜，通過概率圖譜預測最可能肝臟區域，通過基于直方圖統計的后驗概率分類的最大映射實現肝臟粗分割；

肝臟細分割模塊，利用形狀-灰度先驗模型約束的水平集技術進一步提高分割精度，完成對肝臟的精確分割。

2.根據權利要求1所述的系統，其特征在于，所述三維圖像預處理模塊還用于：

基于姿勢旋轉糾正算法傾斜圖像旋轉對齊，完成旋轉校準處理；

使用閾值處理從CT圖像中提取隸屬于骨部分分析病人的姿勢；

采用三維非線性各向異性擴散濾波的進行降噪，同時最大限度地保留圖像的邊緣信息；

采用圖像三線性插值的重采樣技術進行預處理，來重構均勻的三維體，完成三維圖像預處理。

3.根據權利要求2所述的系統，其特征在于：

所述的三維圖像預處理通過對CT原始圖像的旋轉對齊、濾波降噪、三維重構為下一步粗分割做準備。

4.根據權利要求2所述的系統，其特征在于：

使用閾值處理從CT圖像中提取隸屬于骨部分的體素，通過對所有骨體素使用主成分分析產生第一主成分使用圖像姿勢糾正算法。

5.根據權利要求1所述的系統，其特征在于，所述肝臟粗分割模塊，還用于：

形狀-灰度先驗模型約束的水平集技術進一步提高分割精度，彌補概率圖譜構建過程中的因病變異常導致的誤差；

將特定的測試圖像與已知的多張訓練圖譜進行相似性比較，并依據不同的相似度設置不同的權重，從而構造基于特定權重的概率圖譜；

將肝臟區域劃分為心臟、肝臟、右腎臟、脾和骨5大類，每一類對應的可能性函數通過高斯核卷積灰度直方圖進行評估；

借助于歸一化互相關分析計算該圖像的相似度；

使用Parzen窗方法對直方圖進行平滑；

通過形態學填孔洞操作實現圖像孔洞填充；

借助連接成分分析算法確定最大腹部連接成分，移除大多數不屬于肝臟的區域，并最大限度地保留肝臟區域。

6.根據權利要求5所述的系統，其特征在于：

所述的肝臟粗分割對已經完成預處理的原始的CT圖像進行分割，在可能存在肝臟的五大區域進行評估，對圖像進行孔洞填充。

7.根據權利要求5所述的系統，其特征在于：

對于分割算法上的量化分析，采用了比較已提出算法的分割結果與真實的分割金標準之間相似系數的方法。

8.根據權利要求5所述的系統，其特征在于：

本系統提出不需要大量的訓練集，來獲取很好的分割結果。因為基于權重的概率圖譜被用于獲取粗分割的肝臟區域，同時使用一個帶約束的主動輪廓模型來進行優化分割。

9.根據權利要求1所述的系統，其特征在于，所述肝臟細分割模塊，還用于：

借助水平集分割技術來實現細化分割，提高形狀-灰度先驗模型的分割精度；

構造目標區域的最大后驗概率框架；

構造形狀-灰度先驗模型；

水平集的形成與演化。

10.根據權利要求9所述的系統，其特征在于：

將目標圖像和感興趣的區域通過圖像的形狀-灰度信息構造的最大后驗概率框架，用來實現圖像分割。