[發明專利]一種適用邊緣破碎臟器造影的臟器實質分割方法及裝置

有效

• 申請號: 202010055593.7
• 申請日: 2020-01-17
• 公開（公告）號: CN111260673B
• 公開（公告）日: 2022-12-06
• 發明（設計）人: 汪昌健;郭凌超;李方召
• 申請（專利權）人: 中國人民解放軍國防科學技術大學
• 主分類號: G06T7/12
• 分類號: G06T7/12;G06T7/13;G06T7/168;G06T7/194
• 代理公司: 中國航天科技專利中心 11009
• 代理人: 楊春穎

1.一種適用邊緣破碎臟器造影的臟器實質分割方法，其特征在于，該方法包括三個階段：臟器實質輪廓勾勒階段、器官孔洞識別階段和臟器實質輪廓收縮階段；其中，

臟器實質輪廓勾勒階段：

S101，輸入臟器CT圖像，利用不同組織CT值的差異，對圖像進行二值化處理，將目標區域縮小到臟器實質邊緣，產生臟器實質二值化圖，其中，臟器實質區域的灰度值設為一致且選自1～255，其他背景區域的灰度值設置為0；

S102，對二值化圖進行平滑濾波處理，得到平滑濾波后圖像；

S103，利用拉普拉斯算子對平滑濾波后圖像進行處理，選擇外側的邊界線作為臟器實質的候選輪廓，得到候選輪廓圖；

S104，判定臟器實質的邊緣碎塊是否包含在候選輪廓中；若未包含在候選輪廓中，則調整S102中平滑濾波參數，至S103中臟器實質的邊緣碎塊能夠包含在候選輪廓中；

器官孔洞識別階段：

S200，判斷候選輪廓圖中是否存在其他臟器造成的孔洞，若存在該孔洞，孔洞區域像素灰度值設置為0，其他區域像素灰度值設置為非0，輸出擬臟器實質掩碼圖后進入臟器實質輪廓收縮階段，若不存在其他臟器造成的孔洞，直接進入臟器實質輪廓收縮階段；

臟器實質輪廓收縮階段：

S301，基于過零檢測算法對S101二值化圖中臟器實質進行過零邊界檢測，輸出臟器實質的過零邊界；

S302，確定臟器實質候選輪廓線與臟器實質主體的過零邊界之間的像素距離；

S303，根據像素距離，對臟器實質候選輪廓進行調整，使調整后的候選輪廓線在臟器實質主體區域與臟器實質主體的過零邊界存在重合，得到臟器實質掩碼圖；

S304，根據臟器實質掩碼圖的背景區域，將原CT圖像相應部分的灰度值設置為0，得到并輸出分割后臟器實質圖。

2.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，S101中，通過閾值法對CT圖像進行二值化處理，得到二值化圖；

臟器實質區域的灰度值設為1，其他背景區域的灰度值設為0。

3.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，S101中，圖像進行二值化處理后，對二值化圖去噪。

4.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，S102中，使用高斯函數對二值化圖進行平滑濾波。

5.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，S103中，對候選輪廓圖進行填充，形成新的二值化圖，候選輪廓內的區域的像素取值與S101二值化圖中臟器實質的灰度值一致，候選輪廓外的區域灰度值設置為0；

S104中，限定未包含入候選輪廓范圍的閾值ε，作為平滑濾波參數調整的終止條件；通過確定二值化圖中灰度值為非0，但填充后候選輪廓圖P₅中灰度值為0的像素點的數量與位置，判斷二值化圖中灰度值為非0的有效區域沒有被包括入候選輪廓范圍的占比，得到閾值ε。

6.根據權利要求5所述的方法，其特征在于，S200通過以下步驟實現：

S201，將候選輪廓圖中臟器實質候選輪廓線的值設置為與S101二值化圖中臟器實質的灰度值一致，其他區域設置為0，產生候選輪廓線圖；

S202，將候選輪廓線圖與填充后的候選輪廓圖疊加，灰度值相同的像素取值為0，灰度值不相同的像素取值為與S103中填充后的候選輪廓圖中像素值一致，獲得準器官孔洞輪廓圖；

S203，將準器官孔洞輪廓圖中最左側和最右側值為非0的兩個像素點作為種子點，利用區域增長法分割灰度值為非0的區域，將分割出的區域的灰度值都設為0，由此產生準器官孔洞圖；

S204，判斷準器官孔洞圖中連通域的面積，如果各連通域面積都小于閾值μ，則跳至S301，否則繼續S205；

S205，保留準器官孔洞圖中面積大于閾值的連通域，將該連通域外的其他區域的灰度值均設置為0，產生器官孔洞圖；

S206，將S103中得到的填充后候選輪廓圖與器官孔洞圖疊加，灰度值相同的像素取值變為0，否則為選自1～255的非0值，得到擬臟器實質掩碼圖。