[發明專利]一種針對血管醫學影像的分割方法

有效

• 申請號: 201911304686.2
• 申請日: 2019-12-17
• 公開（公告）號: CN111091578B
• 公開（公告）日: 2023-07-04
• 發明（設計）人: 唐利明;任彥軍;方壯;劉靜漪;陳世強
• 申請（專利權）人: 湖北民族大學
• 主分類號: G06T7/13
• 分類號: G06T7/13;G06T7/149;G06T7/00;G06T7/90;G06T7/41;G06T5/40
• 代理公司: 北京華智則銘知識產權代理有限公司 11573
• 代理人: 孟杰

本發明公開了一種針對血管醫學影像的分割方法，包括：通過計算區域內每個像素點與之對應位置的假設像素點灰度值的歐氏距離得到區域內像素點的相似度，再利用灰度相似性信息G_i·c_k代替傳統變分水平集圖像分割模型中常用的f_i(x)作為圖像的數據保真項；將水平集函數保持為帶符號距離函數；添加正則項懲罰函數來使得水平集函數接近符號距離函數；結合數據項、長度項、正則項和邊界停止項，得到改進的能量泛函的變分活動輪廓模型。本發明通過引入區域內像素點的相似度以及灰度相似性信息構造數據保真項，然后加入邊緣阻止函數控制曲線的演化，最后結合正則項得到改進的變分活動輪廓模型。

技術領域

本發明涉及影像處理技術領域，具體地說，特別涉及一種針對血管醫學影像的分割方法。

背景技術

醫學影像是近年來由工學帶動的發展而興起的一項新興技術，以簡單方便、和高特異性等優勢特性受到了臨床醫學領域的極大關注。并且隨著科技進步和相關影像的快速更新，影像醫學在醫學領域內取得了創新與突破，得到了醫療界的廣泛與認可，如今已經成為臨床醫療工作的重要支柱。因此，研究醫學影像的處理已經成為目前醫學成像領域內的前沿課題。

過去幾十年中，各種新的醫學成像技術的臨床應用使得醫學診斷和治療技術得以迅猛發展。在提高設備獲得圖像分辨力的同時，圖像分割也成為另一個人們關注的焦點。所謂圖像分割就是把圖像分成若干個特定的、具有獨特性質的區域并提出感興趣目標的技術和過程。近年來由于人們生活水平的不斷提高，對健康有了更高的要求，尤其在一些心血管疾病以及腫瘤細胞等病態細胞的提取方面需要很大的突破。因此，為了及時的發現可能存在的疾病以及預防診斷從而更好地造福人類，在未來的時間內，分割技術的研究仍將是一個熱點。未來的分割技術將朝著更快、更準確和更加自動化的方向發展，故對于這些病灶醫學圖像的分割就顯得格外重要。雖然圖像分割在眾多醫學影像處理技術中起步早、發展快，但在許多時候分割所得到的結果仍然不理想。但是，圖像處理技術等研究成果在臨床上也得到了應用，取得了較好的效果。

圖像分割歷來就是圖像處理中的一個熱點、難點。至今為止，還沒有一種通用方法能把血管圖像從各種模式的圖像中準確的分割出來。有的方法是利用了基于信號強度的模式識別技術；有的方法則利用了明確的血管模型來提取血管的輪廓；此外，有些算法要求在分割前依據圖像質量和噪聲的不同對圖像進行預處理；而有些算法在分割后要利用后處理來消除在分割中產生的一些誤差，即圖像后處理。由于人體血管系統各部分都有其特點，所以一般血管圖像又具有強度不均勻、圖像中各個組織間的邊界弱等缺點等較大的差異性；且由于不同組織的信息不同，難以達到較好的分割效果。這些缺陷往往會給醫生的準確診斷帶來很大的麻煩，嚴重影響醫生對疾病的診斷效率。

血管圖像是的分割是醫學中一個重要的工作，由于血管的組成及構造錯綜復雜且有灰度不均勻的特性，故對血管圖像的分割存在一些困難。因此，進一步研究對血管醫學影像的分割具有重要意義。

發明內容

為了解決現有技術的問題，本發明實施例提供了一種針對血管醫學影像的分割方法。所述技術方案如下：

一方面，一種針對血管醫學影像的分割方法，包括以下步驟：

步驟1)：通過計算區域內每個像素點與之對應位置的假設像素點灰度值的歐氏距離得到區域內像素點的相似度，再利用灰度相似性信息G_i·c_k代替傳統變分水平集圖像分割模型中常用的f_i(x)作為圖像的數據保真項；

步驟2)：將水平集函數保持為有符號距離函數；添加正則項懲罰函數來使得水平集函數接近符號距離函數；

步驟3)：結合數據項、長度項、正則項和邊界停止項，得到改進的能量泛函的變分活動輪廓模型。

進一步地，針對血管醫學影像的分割方法還包括：采用顏色特征值的統計直方圖特征對灰度信息描述，定義灰度信息表達式為：