[發(fā)明專利]一種利用符號(hào)壓力函數(shù)改進(jìn)的格子玻爾茲曼圖像分割方法

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• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202010598247.3
• 申請(qǐng)日: 2020-06-28
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN111754529A
• 公開(kāi)（公告）日: 2020-10-09
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 蔣沁;顏標(biāo);張?chǎng)卧?/a>;姚牧笛;李秀苗;陶志富;姚進(jìn)
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 南京醫(yī)科大學(xué)眼科醫(yī)院
• 主分類號(hào): G06T7/11
• 分類號(hào): G06T7/11;G06T7/136;G16H50/20
• 代理公司: 北京金智普華知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11401
• 代理人: 楊采良

1.一種利用符號(hào)壓力函數(shù)改進(jìn)的格子玻爾茲曼圖像分割方法，其特征在于，所述利用符號(hào)壓力函數(shù)改進(jìn)的格子玻爾茲曼圖像分割方法包括：

使用SBGFRLS的符號(hào)壓力函數(shù)構(gòu)造初始流場(chǎng)，優(yōu)化LBM方程模擬流場(chǎng)的演化過(guò)程；

利用符號(hào)壓力函數(shù)作為外力項(xiàng)，進(jìn)行LBM方程曲線模擬演化；

加入迭代停止條件，選擇最佳分割結(jié)果。

2.如權(quán)利要求1所述利用符號(hào)壓力函數(shù)改進(jìn)的格子玻爾茲曼圖像分割方法，其特征在于，所述利用符號(hào)壓力函數(shù)改進(jìn)的格子玻爾茲曼圖像分割方法具體包括以下步驟：

步驟一，定義初始曲線phi，即給定一個(gè)矩形區(qū)域做為初始邊界曲線；

步驟二，確定初始密度、平衡分布函數(shù)以及初始分布函數(shù)；并設(shè)置最大迭代次數(shù)N；

步驟三，判斷當(dāng)前迭代次數(shù)是否達(dá)到最大迭代次數(shù)。若沒(méi)有，則計(jì)算所有像素點(diǎn)、計(jì)算新的分布函數(shù)并演化粒子遷移碰撞，同時(shí)跟新分布函數(shù)以及密度；直至初始密度減當(dāng)前密度的絕對(duì)值小于0.0001時(shí)，停止迭代；

步驟四，找到ρ(x,t)＝0處曲線，即為新的曲線；輸出該曲線，記為圖像目標(biāo)分割結(jié)果。

3.如權(quán)利要求2所述利用符號(hào)壓力函數(shù)改進(jìn)的格子玻爾茲曼圖像分割方法，其特征在于，步驟二中，所述初始密度、平衡分布函數(shù)以及初始分布函數(shù)為：

初始密度ρ＝spf(I)；

平衡分布函數(shù)

初始分布函數(shù)

4.如權(quán)利要求3所述利用符號(hào)壓力函數(shù)改進(jìn)的格子玻爾茲曼圖像分割方法，其特征在于，步驟三中，所述粒子遷移碰撞演化過(guò)程包括：

其中,x為元胞粒子的位置；v_i為速度分量，0≤i≤8；τ為松弛時(shí)間；f_i(x,t)為沿方向i移動(dòng)的元胞粒子密度；

f_i^eq(x,t)為平衡分布函數(shù)，定義為：f_i^eq(x,t)＝w_iρ(x,t)；

spf為符號(hào)壓力函數(shù)，方程為：

spf函數(shù)的值域?yàn)閇-1,1]；c₁和c₂分別表示輪廓內(nèi)和輪廓外圖像亮度的平均值，由下式求得：

其中，i＝1,2；w₁表示輪廓內(nèi)部區(qū)域；w₂表示輪廓外部區(qū)域。

5.一種實(shí)施權(quán)利要求1～4任意一項(xiàng)所述利用符號(hào)壓力函數(shù)改進(jìn)的格子玻爾茲曼圖像分割方法的OCT圖像中水腫區(qū)域分割系統(tǒng)，其特征在于，所述OCT圖像中水腫區(qū)域分割系統(tǒng)包括前后端分離框架，前端與后端獨(dú)立存在；具體包括：

OCT圖像的輸入模塊：采用HTTPs通訊協(xié)議，將前端上傳多源OCT圖像數(shù)據(jù)上傳至后端接口；

數(shù)據(jù)通信模塊，基于HTTPs協(xié)議，負(fù)責(zé)將可視化模塊的HTTP請(qǐng)求傳輸至服務(wù)器，并將后端服務(wù)器的處理結(jié)果返回至可視化模塊，通過(guò)瀏覽器渲染展示；

OCT圖像中水腫區(qū)域的分割模塊：采用Flask后端框架，實(shí)現(xiàn)基于遙感影像的海島識(shí)別，以及基于多源OCT圖像的水腫區(qū)域邊界分割；

水腫區(qū)域的診斷報(bào)告模塊：采用可視化模塊，由HTML+CSS+Vue組合構(gòu)成前端模塊，經(jīng)通信模塊與后端模塊進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸，并將后端處理結(jié)果與數(shù)據(jù)庫(kù)數(shù)據(jù)傳輸至前端模塊，通過(guò)瀏覽器渲染、展示輸出各種形式的診斷報(bào)告。

6.如權(quán)利要求5所述的OCT圖像中水腫區(qū)域分割系統(tǒng)，其特征在于，所述OCT圖像中水腫區(qū)域的分割模塊為后端模塊，提供利用符號(hào)壓力函數(shù)改進(jìn)的格子玻爾茲曼圖像分割方法、歷史數(shù)據(jù)及用戶信息；

后端Web服務(wù)器接收前端模塊通過(guò)通信模塊的發(fā)送的HTTP請(qǐng)求，并根據(jù)請(qǐng)求地址與參數(shù)調(diào)用相關(guān)函數(shù)；

所述后端模塊包括OCT圖像中水腫區(qū)域分割接口和用戶信息增刪改查接口。

7.一種接收用戶輸入程序存儲(chǔ)介質(zhì)，所存儲(chǔ)的計(jì)算機(jī)程序使電子設(shè)備執(zhí)行權(quán)利要求1～4任意一項(xiàng)所述利用符號(hào)壓力函數(shù)改進(jìn)的格子玻爾茲曼圖像分割方法。

8.一種存儲(chǔ)在計(jì)算機(jī)可讀介質(zhì)上的計(jì)算機(jī)程序產(chǎn)品，包括計(jì)算機(jī)可讀程序，供于電子裝置上執(zhí)行時(shí)，提供用戶輸入接口以實(shí)施如權(quán)利要求1～4任意一項(xiàng)所述利用符號(hào)壓力函數(shù)改進(jìn)的格子玻爾茲曼圖像分割方法。