[發明專利]一種曲線狀目標半自動提取方法及系統

有效

• 申請號: 202110136187.8
• 申請日: 2021-02-01
• 公開（公告）號: CN112950665B
• 公開（公告）日: 2022-09-02
• 發明（設計）人: 黃玉春;楊東晨;李哲;王浩宇
• 申請（專利權）人: 武漢大學
• 主分類號: G06T7/187
• 分類號: G06T7/187;G06T5/00;G06T5/30
• 代理公司: 武漢科皓知識產權代理事務所(特殊普通合伙) 42222
• 代理人: 王琪

1.一種曲線狀目標半自動提取方法，其特征在于，包括如下步驟：

步驟1，對待提取圖像進行預處理，并與原圖進行差分；

步驟2，基于曲率的圖像增強；

步驟3，結合用戶的點擊點信息通過最短路徑算法進行曲線狀區域內單像素線路徑提取；

步驟3.1，根據步驟2的曲率增強結果圖像的灰度值，計算出以用戶點擊點P為中心、邊長為N的正方形區域內所有點到點P的最小灰度距離路徑，將此正方形區域記為Back；

步驟3.2，以用戶下一次點擊點P₂為終點，P₂需要在矩形區域Back內，回溯出到點P的最小灰度距離路徑，保存這段單像素路徑，這條路徑就是從點P到點P₂的曲線狀區域的位置；

步驟4，對步驟3中得到的路徑進行檢查，剔除路徑中的非曲線狀區域點，并以屬于曲線狀區域的路徑點為種子點進行曲線狀區域填充，對填充結果進行閉運算，得到曲線狀目標區域；

步驟4的具體實現方式如下；

步驟4.1，對步驟3中得到的路徑進行檢查，剔除路徑中的非曲線狀區域點，檢查包含基于路徑灰度的檢查和基于種子填充的檢查兩個部分；

步驟4.2，基于路徑灰度的檢查：首先將路徑灰度值作為一個一維向量，對此一維向量進行濾波，再求取其梯度，使用路徑上梯度高于閾值T且高于相鄰點的梯度的點對路徑進行分段，再對路徑段進行檢查，將Back的灰度均值與閾值T的差作為新的閾值，若路徑段的灰度均值大于新的閾值，則認為其在非曲線狀區域內，并將其剔除，再根據路徑段的灰度特征對相應的路徑點進行檢查，得到屬于曲線狀區域的路徑點；

步驟4.3，對步驟4.2中得到的路徑點進行基于種子填充的檢查，對于每一個路徑點，將路徑點灰度值記為S，取S+T與B-T較小的一個作為新的閾值進行種子填充，這里的B為Back的灰度均值，其結果區域中所有點與曲線狀區域間的距離不應該大于d，出現大于d的點認為該路徑點不屬于曲線狀區域；

步驟4.4，以步驟4.3中所有屬于曲線狀區域路徑點為種子點，使用與步驟4.3相同方式確定閾值進行種子填充，對填充結果進行閉運算，得到曲線狀目標區域；

步驟5，曲線狀目標區域的量化。

2.如權利要求1所述的一種曲線狀目標半自動提取方法，其特征在于：步驟1的具體實現方式如下；

步驟1.1，使用雙邊濾波對原圖像進行預處理，去掉圖像中的噪聲，并能夠很好地保留曲線狀目標的邊緣；

步驟1.2，設原圖像為I，濾波后的圖像為I_b，計算I的灰度積分圖，根據灰度積分圖，計算I的像素點(x,y)對應的以(x,y)為中心的大小為W*W的窗口范圍內的像素的灰度均值，然后I_b減去對應位置的灰度均值得到差分圖像。

3.如權利要求1所述的一種曲線狀目標半自動提取方法，其特征在于：步驟2的具體實現方式如下；

步驟2.1，利用0°，60°，120°三種方向的高斯卷積核的二階導來近似計算差分圖像上所有像素點的最大曲率方向，在曲線狀目標處的最大曲率方向即曲線的正交方向；

步驟2.2，根據像素點的最大曲率方向計算出相應的高斯卷積核的一階導和二階導，將兩者作為此像素點處的一階導和二階導代入曲率計算公式得到該點的曲率，取使用不同大小的高斯卷積核時得到的曲率中的最大值作為最終結果，實現對圖像的增強。