[發明專利]X光造影圖像序列中管狀結構的跟蹤方法及裝置

在審

• 申請號: 201910182030.1
• 申請日: 2019-03-11
• 公開（公告）號: CN109978915A
• 公開（公告）日: 2019-07-05
• 發明（設計）人: 楊健;艾丹妮;方慧卉;王涌天;范敬凡
• 申請（專利權）人: 北京理工大學
• 主分類號: G06T7/246
• 分類號: G06T7/246;G06T7/40
• 代理公司: 北京路浩知識產權代理有限公司 11002
• 代理人: 王慶龍;苗曉靜

1.一種X光造影圖像序列中管狀結構的跟蹤方法，其特征在于，包括：

將參考圖像中的參考分支映射至目標圖像中，在所述目標圖像中以映射后的參考分支確定搜索范圍，對所述搜索范圍內的管狀結構進行分割并提取中心線段，根據所述中心線段構建無向無環圖；

在所述無向無環圖中搜索與所述映射后的參考分支可能匹配的分支路徑，作為候選分支，通過動態時間規整算法從所述候選分支中確定與所述參考分支匹配度最高的分支，作為目標分支；

利用拓撲連接優化方法對各目標分支的連接區域進行間斷修補，得到目標圖像中的目標管狀結構；

其中，所述參考圖像和目標圖像分別為相鄰的前、后兩幀X光造影圖像，所述參考分支為參考圖像中目標管狀結構的分支，所述無向無環圖的邊對應各中心線段，節點對應中心線段的分叉點和端點。

2.根據權利要求1所述的跟蹤方法，其特征在于，所述將參考圖像中的參考分支映射至目標圖像中，具體為：

根據圖配準技術求出參考圖像到目標圖像的映射參數，利用所述映射參數將參考圖像中的參考分支映射至目標圖像中。

3.根據權利要求1所述的跟蹤方法，其特征在于，所述在所述無向無環圖中搜索與所述映射后參考分支可能匹配的分支路徑，作為候選分支，具體為：

在所述無向無環圖中搜索與所述映射后的參考分支的首、尾端點相近的頂點，分別構成候選首節點集合和候選尾節點集合；

利用深度優先搜索算法，在所述無向無環圖中以候選的首、尾節點為起、止點找出所有非環狀路徑，將所述非環狀路徑在無向無環圖中對應的分支作為候選分支。

4.根據權利要求1所述的跟蹤方法，其特征在于，所述通過動態時間規整算法從所述候選分支中確定與所述參考分支匹配度最高的分支，作為目標分支，具體為：

根據動態時間規整算法，采用規整路徑距離衡量參考分支與候選分支之間的差異性，將差異性最小的候選分支作為目標分支。

5.根據權利要求2所述的跟蹤方法，其特征在于，所述利用深度優先搜索算法，在所述無向無環圖中以候選的首、尾節點為起、止點找出所有非環狀路徑，具體為：

在所述無向無環圖中搜索開始于所述候選首節點集合中的節點，作為起始節點，根據連接矩陣訪問并存儲與所述起始節點相連的一個節點，作為當前節點，根據連接矩陣訪問并存儲與所述當前節點相連的一個節點，并將訪問到的節點更新為新的當前節點；若當前節點不再有連接節點，那么當前節點所處的路徑搜索結束；若當前節點屬于所述候選尾節點集合，則將所述路徑作為一條候選分支；

其中，所述連接矩陣表示為：

6.根據權利要求4所述的跟蹤方法，其特征在于，所述根據動態時間規整算法，采用規整路徑距離衡量參考分支與候選分支之間的差異性，具體為：

構建代價矩陣D，D(i,j)的計算公式為：

其中，D(i,j)代表參考分支上前i個點構成的線段和候選分支上前j個點構成的線段共同對應的最優規整路徑的累計代價；d(i,j)代表參考分支中第i個點的圖像紋理特征和候選分支中第j個點的圖像紋理特征的差異值；F(i)表示參考分支中第i個點的圖像紋理特征，F(j)表示候選分支中第j個點的圖像紋理特征，||F(i)||表示參考分支中第i個點的圖像紋理特征的模值，||F(j)||表示候選分支中第j個點的圖像紋理特征的模值。

7.根據權利要求6所述的跟蹤方法，其特征在于，所述圖像紋理特征具體為DAISY特征。