[發明專利]一種骨齡X光片RUS骨塊近輪廓點定位方法

有效

• 申請號: 202010036307.2
• 申請日: 2020-01-14
• 公開（公告）號: CN111210424B
• 公開（公告）日: 2023-06-30
• 發明（設計）人: 江翔;何必仕;朱大榮;陳暉;徐哲
• 申請（專利權）人: 杭州電子科技大學
• 主分類號: G06T7/00
• 分類號: G06T7/00;G06T7/12;G06T7/73
• 代理公司: 浙江千克知識產權代理有限公司 33246
• 代理人: 周希良

1.一種骨齡X光片RUS骨塊近輪廓點定位方法，其特征在于該方法包括以下步驟：

S1、收集骨齡X光片數據集、圖像預處理

收集國內外1～19歲青少年所拍攝的骨齡X光片公開數據集，按照年齡和性別分成若干組，由此組成若干訓練樣本集；

圖像預處理采用如下步驟S11～S13：

S11、先以圖像左上角為原點，圖像的列為x軸，行為y軸建立二維平面坐標系；

S12、針對N個骨齡訓練樣本中的每個骨塊，在其骨骼輪廓上選取n個間隔均勻的關鍵點，相同骨塊的關鍵點數目保持一致；

S13、將獲得的n個關鍵點坐標記錄下來，構成初始關鍵點序列X：

X＝(x₁,y₁,x₂,y₂,…,x_n,y_n)^T

其中，(x_k,y_k)表示序列中第k關鍵點在圖像中的坐標，則N個初始關鍵點序列構成的矩陣表示為M_r：

S2、選取樣本基準點，并對齊初始關鍵點序列

從訓練樣本集的每張圖像中選取手骨相同位置的K個點作為基準點，將K個基準點加入到每一類關鍵點序列構成的矩陣M_r中，然后通過旋轉、平移變換使矩陣中所有列向量所表示的關鍵點的相對位置最為接近，得到新位置的關鍵點序列，具體包括如下步驟S21～S24：

S21、針對第l個關鍵點序列，將K個基準點加入到骨塊關鍵點序列中：

S22、計算位于初始位置的N個序列X^l的平均值，稱作對齊前平均序列；

S23、將對齊前平均序列作為標準序列，采用旋轉、平移變換將所有序列對齊到標準序列，優化目標是使得對應關鍵點之間距離之和最小；

S24、計算位于新位置的N個序列的平均值，稱作對齊后平均序列

S3、確定樣本集“參考點”并建立以“參考點”為原點的二維坐標系

根據步驟S2所述，得到對齊后平均序列之后，將其中的K個基準點連接為多邊形，計算此多邊形的幾何重心，將其作為“參考點”，并建立以“參考點”為原點的二維坐標系，具體包括如下步驟S31～S32：

S31、將K個基準點從對齊后平均序列中取出，再計算由此K個點構成的多邊形的重心坐標(x_ah,y_ah)，公式如下：

S32、將重心作為“參考點”，將對齊后平均序列中的絕對坐標轉化為以“參考點”為原點的相對坐標，建立以“參考點”為原點的二維坐標系，得到平均相對序列

S4、對待測圖像的若干RUS骨塊近輪廓點進行快速定位

采用自適應閾值法確定手形區域，按行和列掃描獲取新圖像中的K個基準點，計算“參考點”坐標，將所求RUS骨塊的平均相對序列與“參考點”坐標相加即可還原成圖像中的絕對位置；具體參見步驟S41～S43：

S41、對手骨圖像進行一系列濾波、去噪、增強處理，采用自適應閾值法獲得手形區域二值圖像，進行邊緣平滑、空洞修補后處理操作；

S42、按行和列依次掃描二值圖像，獲得如上所述的K個基準點，并計算“參考點”坐標(x^′_ah,y^′_ah)；

S43、將已保存的各RUS骨塊平均相對序列置于新圖像上，再根據“參考點”坐標還原成原圖像坐標系下的骨塊關鍵點序列，即完成了RUS骨塊近輪廓點的定位；

所述的基準點的選取需要滿足兩點：一是無論拍攝時擺姿如何變化，都可以通過簡單的圖像處理方法找到基準點，進而大致確定手形區域；二是能夠充分利用步驟S1中所述關鍵點，避免重復標注。