[發明專利]一種解剖與功能醫學圖像融合方法

有效

• 申請號: 201910441629.2
• 申請日: 2019-05-24
• 公開（公告）號: CN110211080B
• 公開（公告）日: 2023-07-07
• 發明（設計）人: 鄢慧斌;李忠民
• 申請（專利權）人: 南昌航空大學
• 主分類號: G06T5/50
• 分類號: G06T5/50
• 代理公司: 南昌豐擇知識產權代理事務所(普通合伙) 36137
• 代理人: 張榮

本發明公開了一種解剖與功能醫學圖像融合方法，方法步驟為，首先利用引導濾波器將解剖圖像分解成基層和細節層，利用顏色空間變換將功能圖像變換到YUV空間，之后利用局部能量最大融合規則對解剖圖像的基層和功能圖像的Y通道進行融合處理得到初步的融合結果，并且將此融合結果與解剖圖像的細節層進一步融合，最后由顏色空間變換重構融合圖像。本發明優點：該方法得到的融合圖像不僅能同時保留解剖圖像中的結構信息及功能圖像中的顏色信息，并且其中的解剖圖像中的結構信息非常明顯。此外，該方法有著非常高的計算效率，能運用于解剖與功能醫學圖像融合系統。

技術領域

本發明涉及圖像融合技術領域，特別是涉及一種解剖與功能醫學圖像融合方法。

背景技術

由于不同的成像機制，具有不同模態的醫學圖像僅能反映某一方面的信息。解剖圖像(計算機斷層掃描(CT)和磁共振(MR)成像)具有更高的分辨率，并且可以更清楚地反映組織或器官的結構信息。功能圖像(正電子發射斷層掃描(PET)和單光子發射CT(SPECT))可以反映有關身體新陳代謝的信息，但分辨率較低。為了使醫生能夠同時在同一圖像中查看不同模態的圖像信息，以便更準確地判斷患者的病情，多模式醫學圖像融合技術應運而生。

一般情況下，圖像融合由低到高分為三個層次：像素級融合、特征級融合、決策級融合。本專利研究的是像素級圖像融合。

當前的解剖與功能醫學圖像融合方法主要可以分為兩大類：變換域融合算法和空間域融合算法。變換域融合算法主要步驟如下：首先將圖像變換到特定的圖像表示域，然后利用融合規則對圖像表示系數進行融合，最后利用逆變換得到融合圖像。變換域融合方法在圖像融合領域通常能獲得較好的效果。在解剖與功能醫學圖像融合中，以下三點非常重要：同時保留解剖圖像中的結構信息及功能圖像中的顏色信息；增強解剖圖像中的結構信息；高的計算效率。然而，當前的變換域融合算法無法兼顧這三個方面?？臻g域融合方法不同于變換域融合方法?？臻g域融合方法在空間域上對源圖像進行融合，通常這類方法的計算復雜度較低。本專利針對變換域融合算法的上述問題在空間域融合算法中提出解決方案。

發明內容

為了解決上述技術問題，本發明提供了一種解剖與功能醫學圖像融合方法。

本發明采用如下技術方案：一種解剖與功能醫學圖像融合方法，方法步驟如下：

一、圖像分解和變換：

利用引導濾波器將解剖圖像A分解為基層圖像A_B和細節層圖像A_D，在引導濾波過程中，我們以解剖圖像A同時作為輸入圖像和引導圖像，利用顏色空間變換(RGB顏色空間到YUV顏色空間)將功能圖像B變換到YUV顏色空間，得到功能圖像B的Y通道B_Y，U通道B_U和V通道B_V；

二、基層與Y通道融合：

利用局部能量最大(LEM)規則對解剖圖像A的基層圖像A_B和功能圖像的Y通道B_Y進行融合得到新的初始Y通道F_IY；

三、細節增強融合：

新的Y通道F_NY由新的初始Y通道F_IY與解剖圖像A的細節層圖像A_D進行細節增強融合得到；

四、圖像重建：

利用顏色空間變換(YUV顏色空間到RGB顏色空間)對得到的通道F_NY，F_U(B_U)和F_V(B_V))進行顏色空間變換重構融合圖像F。