[發明專利]一種針對肺CT圖像閾值分割結果的肺膜粘連結節區域精確修復方法

有效

• 申請號: 201910307293.0
• 申請日: 2019-04-17
• 公開（公告）號: CN110047085B
• 公開（公告）日: 2023-03-31
• 發明（設計）人: 馮昌利;魏海燕;楊德運;馬召貴;喬賽;李鑫
• 申請（專利權）人: 泰山學院
• 主分類號: G06T7/11
• 分類號: G06T7/11;G16H30/40
• 代理公司: 泰安市誠岳專利代理事務所(特殊普通合伙) 37267
• 代理人: 姚艷梅

1.一種針對肺CT圖像閾值分割結果的肺膜粘連結節區域修復方法，其特征在于，包括以下步驟：

S1、獲取肺部區域二值圖像；

S2、對上述二值圖像進行SIFT特征檢測獲得圖像中的特征點，并對上述獲得的非邊界特征點計算其最近鄰替代點，并使用計算出的替代點替換原非邊界特征點后，獲得對應的邊界特征點集合；

S3、針對邊界特征點集合中的每一個邊界特征點，基于特定的規則提取支撐邊界并根據支撐邊界；并根據計算得到的支撐邊界圖像中各支撐邊界的聯通性對其分段，獲得圖中彼此獨立的支撐邊界；

S4、對上述每一段支撐邊界計算其最小外接矩形并基于綜合碼、差值碼、連續碼、彎曲度編碼對待修復的邊界進行識別；

S5、對待修復的邊界進行修復；

所述步驟S3具體包括：

S31、對于步驟S2中獲得的每個邊界特征點，比較一定范圍內普通邊界點與當前特征點的歐氏距離，并比較該距離與給定距離閾值R的關系，根據大小關系確定該邊界點是否為支撐邊界點，遍歷該范圍內所有邊界點后獲得當前特征點的支撐邊界；

S32、遍歷所有的邊界特征點，并將其各自的支撐邊界像素點在空白圖中標出，待所有支撐點都標出后即獲得僅包含支撐邊界的二值圖像；

S33、對上述步驟中獲得的二值圖像進行連通性分析，將所有支撐邊界分為彼此不連通的多個邊界分段。

2.根據權利要求1所述的針對肺CT圖像閾值分割結果的肺膜粘連結節區域修復方法，其特征在于：所述步驟S5中，對識別為凹陷區域的部分使用基于GVF-Snake的方法驅動光滑輪廓曲線以修復凹陷區域以及相關邊界。

3.根據權利要求2所述的針對肺CT圖像閾值分割結果的肺膜粘連結節區域修復方法，其特征在于：所述步驟S1中，輸入經過閾值方法從CT圖像中直接提取到的肺部區域二值圖像。

4.根據權利要求3所述的針對肺CT圖像閾值分割結果的肺膜粘連結節區域修復方法，其特征在于：步驟S2具體包括：

S21、首先基于特征點檢測、特征點描述、特征點匹配和消除錯配點的SIFT特征點檢測步驟后，得到二值圖像中的特征點位置；

S22、對上述檢測到的每一個SIFT特征點，若其不在肺部邊界上則尋找距離該特征點最近的邊界點作為其替代點，從而將特征點集合轉變為邊界特征點集合。

5.根據權利要求1所述的針對肺CT圖像閾值分割結果的肺膜粘連結節區域修復方法，其特征在于，所述步驟S4具體包括：

S41、根據每一條支撐邊界上所有像素點的位置確定當前支撐邊界的最小外接矩形，使用該外接矩形獲取原肺分割圖像中對應局部范圍內的小塊圖像；

S42、使用二值圖像邊界檢測算法檢測出該小塊圖像對應的封閉邊界；

S43、對封閉邊界進行方向數計算得到其初始的Freeman邊界鏈碼，并基于公式計算封閉邊界的綜合碼，在得到綜合碼后，通過對相鄰的兩個綜合碼求差得到對應的差值碼；

S44、針對得到的差值碼，基于一定的噪聲篩選規則移除其中的噪聲點；

S45、對去噪后的差值碼重新編碼得到R碼，分別對R碼前后相鄰的兩個碼值分別相乘得到連續碼，對連續碼取最小值后得到彎曲度碼；

S46、比較彎曲度碼中最小碼值和給定閾值的關系，從而判斷當前外界矩形塊是否需要被修復；

計算當前局部區域塊的綜合碼，其計算方式如下：

其中，i＝2，3，…，P-3。

6.根據權利要求5所述的針對肺CT圖像閾值分割結果的肺膜粘連結節區域修復方法，其特征在于，所述步驟S5具體包括：

S51、對于需要修復的矩形塊進行尺寸擴張，在小塊圖像的上下左右四個方向擴張出一定寬度的白色背景；

S51、將未擴張前小塊圖像的四條邊框線設定為初始曲線輪廓，基于移除氣球力和終端能量的梯度矢量流-蛇模型確定演化方程；

S53、進行迭代計算，其中根據演化方程更新坐標位置以驅動光滑曲線運動；

S54、待輪廓曲線演化結束，提取輪廓曲線包圍的區域作為修復后的區域；

S55、使用上述修復區域替換原肺分割圖像中對應的區域后，肺二值圖像即被修復。