一種乳房三維圖像感興趣區(qū)域的提取方法
【專(zhuān)利摘要】本發(fā)明公開(kāi)了一種乳房三維圖像感興趣區(qū)域的提取方法，包括：對(duì)所述乳房三維圖像進(jìn)行降噪處理，將所述乳房三維圖像在Z軸方向上分割為k個(gè)橫斷面，選取所述橫斷面上的二維圖像Ixy；通過(guò)所述二維圖像Ixy的灰度信息，分別確定所述感興趣區(qū)域在X軸方向上的內(nèi)邊界和外邊界，以及在Y軸方向上的外邊界；選取所述乳房矢狀面上的二維圖像Iyz，并通過(guò)其分別確定所述感興趣區(qū)域在Z軸方向上的邊界。本發(fā)明結(jié)合乳房三維圖像的灰度特征，準(zhǔn)確且有效地實(shí)現(xiàn)了對(duì)感興趣區(qū)域的全自動(dòng)提取。
【專(zhuān)利說(shuō)明】一種乳房三維圖像感興趣區(qū)域的提取方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及圖像處理領(lǐng)域，尤其涉及一種乳房三維圖像感興趣區(qū)域的提取方法?！颈尘凹夹g(shù)】
[0002]乳腺癌是中老年婦女中最常見(jiàn)的疾病，并且發(fā)病率和死亡率正在逐年上升，而對(duì)乳腺癌的早期檢測(cè)與診斷可以有效地提高乳腺癌的治愈率。在臨床中，磁共振圖像已經(jīng)被廣泛用于乳腺癌的風(fēng)險(xiǎn)預(yù)測(cè)和早期診斷。而計(jì)算機(jī)輔助診斷系統(tǒng)有助于提高放射科醫(yī)師對(duì)三維磁共振圖像的準(zhǔn)確性和效率。在基于三維磁共振圖像的計(jì)算機(jī)輔助診斷系統(tǒng)中，乳房的自動(dòng)分割及配準(zhǔn)是兩項(xiàng)最基本的任務(wù)，而包含乳房的感興趣區(qū)域(ROI)自動(dòng)提取在很大程度上可以提高自動(dòng)分割和配準(zhǔn)的精度及效率。
[0003]在乳房三維圖像中，背景(包括空氣及胸腔)、噪聲以及偽影，是圖像分割和配準(zhǔn)的主要障礙。在現(xiàn)有技術(shù)中，針對(duì)醫(yī)學(xué)圖像中感興趣區(qū)域的確定方法有手動(dòng)、自動(dòng)以及兩種方法相結(jié)合的半自動(dòng)方法。手動(dòng)方法包括顯示圖像和用戶(hù)使用鼠標(biāo)、鍵盤(pán)等描繪圖像。目前主要基于分割以確定乳房感興趣區(qū)域?；谌S磁共振圖像手動(dòng)和用戶(hù)輔助的交互式分害I]，繁復(fù)、效率低且可重復(fù)性差。全自動(dòng)提取乳房感興趣區(qū)域的方法依然很少?；诨叶然蛱荻鹊淖詣?dòng)分割方法由于灰度或梯度的多樣性及可能的低對(duì)比度，分割結(jié)果準(zhǔn)確度不高。而基于模型的分割方法要獲得較好的結(jié)果需要大量的訓(xùn)練樣本，而這些訓(xùn)練樣本的獲取則是一項(xiàng)更艱巨和繁復(fù)的任務(wù)。
[0004]綜上所述，如何自動(dòng)將所需的乳房感興趣區(qū)域準(zhǔn)確地提取出來(lái)，是本領(lǐng)域技術(shù)人員迫切需要解決的技術(shù)問(wèn)題。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明所要解決的問(wèn)題是提供一種乳房三維圖像感興趣區(qū)域的提取方法，能夠結(jié)合乳房三維圖像的特征，準(zhǔn)確且有效地實(shí)現(xiàn)對(duì)感興趣區(qū)域的全自動(dòng)提取。
[0006]為了解決上述問(wèn)題，本發(fā)明提供了一種乳房三維圖像感興趣區(qū)域的提取方法，所述三維圖像在人體坐標(biāo)系以左右方向的冠狀軸為X軸，前后方向的矢狀軸為Y軸，及上下方向的垂直軸為Z軸，包括如下步驟:(I)對(duì)所述乳房三維圖像進(jìn)行降噪處理，將所述乳房三維圖像在Z軸方向上分割為k個(gè)橫斷面，選取所述橫斷面上的二維圖像Ixy ; (2)通過(guò)所述二維圖像Ixy的灰度信息，分別確定所述感興趣區(qū)域在X軸方向上的內(nèi)邊界和外邊界，以及在
Y軸方向上的外邊界；(3)選取所述乳房矢狀面上的二維圖像Iyz，分別確定所述感興趣區(qū)域在Z軸方向上的邊界。
[0007]上述所述一種乳房三維圖像感興趣區(qū)域的提取方法，其中，所述二維圖像Ixy為第一圖像Ix/和第二圖像Ixy”，其中，所述第一圖像Ix/為所述乳房橫斷面沿Z軸做最大值投影而得到的圖像，所述第二圖像Ixy”為所述乳房橫斷面沿Z軸做平均值投影而得到的圖像。
[0008]上述所述一種乳房三維圖像感興趣區(qū)域的提取方法，其中，所述感興趣區(qū)域在X軸方向上的內(nèi)邊界的確定過(guò)程如下:在所述第一圖像Ix/中，通過(guò)邊緣檢測(cè)得到所述感興趣區(qū)域的邊界線(xiàn)；選取所述邊界線(xiàn)上的點(diǎn)Pi,計(jì)算所述點(diǎn)Pi與其前面第m個(gè)點(diǎn)的連線(xiàn)和所述點(diǎn)Pi與其后面第m個(gè)點(diǎn)的連線(xiàn)之間的夾角余弦值；根據(jù)所述夾角余弦值，確定所述感興趣區(qū)域在X軸方向上的內(nèi)邊界。
[0009]上述所述一種乳房三維圖像感興趣區(qū)域的提取方法，其中，所述感興趣區(qū)域在X軸方向上的外邊界的確定過(guò)程如下:計(jì)算所述第二圖像Ixy”的每一行所有像素點(diǎn)的灰度值之和，選取所述灰度值之和最大的行作為初始下邊界；根據(jù)所述初始下邊界和所述第一圖像Ix/的灰度變化，確定所述感興趣區(qū)域在X軸方向上的第一外邊界和第二外邊界，即為所述X軸方向上的外邊界。
[0010]上述所述一種乳房三維圖像感興趣區(qū)域的提取方法，其中，所述感興趣區(qū)域在Y軸方向上的外邊界的確定過(guò)程如下:所述X軸方向上的第一外邊界和第二外邊界的中心線(xiàn)將所述第一圖像Ix/劃分為第一部分和第二部分；根據(jù)所述第一圖像Ixy’的灰度變化，確定點(diǎn)P1和點(diǎn)P2,并根據(jù)分別經(jīng)過(guò)所述點(diǎn)P1和點(diǎn)P2且平行于所述第一圖像Ix/中X軸的直線(xiàn)，確定所述感興趣區(qū)域在Y軸方向上的第一外邊界和第二外邊界；根據(jù)所述初始下邊界與Y軸交點(diǎn)的Y坐標(biāo)值y0,計(jì)算所述乳房三維圖像的第i層橫斷面與其Y軸交點(diǎn)的Y坐標(biāo)值Ji,根據(jù)經(jīng)過(guò)所述交點(diǎn)且平行于所述第i層橫斷面中X軸的直線(xiàn)，確定所述感興趣區(qū)域在Y軸方向上的第三外邊界，其中，i表示所述乳房三維圖像的第i層橫斷面的層次。
[0011]上述所述一種乳房三維圖像感興趣區(qū)域的提取方法，其中，所述坐標(biāo)值yi的計(jì)算
公式為:
[0012]
【權(quán)利要求】
1.一種乳房三維圖像感興趣區(qū)域提取方法，所述三維圖像在人體坐標(biāo)系以左右方向的冠狀軸為X軸，前后方向的矢狀軸為Y軸，及上下方向的垂直軸為Z軸,其特征在于,包括如下步驟: (1)對(duì)所述乳房三維圖像進(jìn)行降噪處理，將所述乳房三維圖像在Z軸方向上分割為k個(gè)橫斷面，選取所述橫斷面上的二維圖像Ixy; (2)通過(guò)所述二維圖像Ixy的灰度信息，分別確定所述感興趣區(qū)域在X軸方向上的內(nèi)邊界和外邊界，以及在Y軸方向上的外邊界； (3)選取所述乳房矢狀面上的二維圖像Iyz，分別確定所述感興趣區(qū)域在Z軸方向上的邊界。
2.如權(quán)利要求1所述的感興趣區(qū)域提取方法，其特征在于，所述二維圖像Ixy包括第一圖像Ix/和第二圖像Ixy”，其中，所述第一圖像Ix/為所述乳房橫斷面沿Z軸做最大值投影而得到的圖像，所述第二圖像Ixy”為所述乳房橫斷面沿Z軸做平均值投影而得到的圖像。
3.如權(quán)利要求1或2所述的感興趣區(qū)域提取方法，其特征在于，所述感興趣區(qū)域在X軸方向上的內(nèi)邊界的確定過(guò)程如下: 1)在所述第一圖像Ix/中，通過(guò)邊緣檢測(cè)得到所述感興趣區(qū)域的邊界線(xiàn)； 2)選取所述邊界線(xiàn)上的點(diǎn)Pi,計(jì)算所述點(diǎn)Pi與其前面第m個(gè)點(diǎn)的連線(xiàn)和所述點(diǎn)Pi與其后面第m個(gè)點(diǎn)的連線(xiàn)之間的夾角余弦值； 3)根據(jù)所述夾角余弦值，確定所述感興趣區(qū)域在X軸方向上的內(nèi)邊界。
4.如權(quán)利要求1或2所述的感興趣區(qū)域提取方法，其特征在于，所述感興趣區(qū)域在X軸方向上的外邊界的確定過(guò)程如下: 1)計(jì)算所述第二圖像Ixy”每一行所有像素點(diǎn)的灰度值之和，選取所述灰度值之和最大的行作為初始下邊界； 2)根據(jù)所述初始下邊界和所述第一圖像Ix/的灰度變化，確定所述感興趣區(qū)域在X軸方向上的第一外邊界和第二外邊界，即為所述X軸方向上的外邊界。
5.如權(quán)利要求4所述的感興趣區(qū)域提取方法，其特征在于，所述感興趣區(qū)域在Y軸方向上的外邊界的確定過(guò)程如下: 1)所述X軸方向上的第一外邊界和第二外邊界的中心線(xiàn)將所述第一圖像Ix/劃分為第一部分和第二部分； 2)根據(jù)所述第一圖像Ix/的灰度變化，確定點(diǎn)P1和點(diǎn)P2,并根據(jù)分別經(jīng)過(guò)所述P1和點(diǎn)P2且平行于所述第一圖像Ix/中X軸的直線(xiàn)，確定所述感興趣區(qū)域在Y軸方向上的第一外邊界和第二外邊界； 3)根據(jù)所述初始下邊界與Y軸交點(diǎn)的Y坐標(biāo)值y0，計(jì)算所述乳房三維圖像的第i層橫斷面與其Y軸交點(diǎn)的Y坐標(biāo)值yi;根據(jù)經(jīng)過(guò)所述交點(diǎn)且平行于所述第i層橫斷面中X軸的直線(xiàn)，確定所述感興趣區(qū)域在Y軸方向上的第三外邊界，其中，i表示所述乳房三維圖像的橫斷面的層次。
6.如權(quán)利要求5所述的感興趣區(qū)域提取方法，其特征在于，所述坐標(biāo)值yi的計(jì)算公式為:
7.如權(quán)利要求5所述的感興趣區(qū)域提取方法，其特征在于，所述感興趣區(qū)域在Z軸方向上的外邊界的確定過(guò)程如下: 1)分別選取所述點(diǎn)P1和點(diǎn)P2各自所在的矢狀面前后η層沿X軸做最大值投影，得到二維第一圖像Iyz’和二維第二圖像Iyz”，其中，所述二維圖像Iyz包括所述二維第一圖像Iyz’和二維第二圖像Iyz”； 2)所述第一圖像Iyz’和第二圖像Iyz”通過(guò)邊緣檢測(cè)，確定所述感興趣區(qū)域在Z軸方向上的邊界。
【文檔編號(hào)】G06K9/46GK103914697SQ201210591683
【公開(kāi)日】2014年7月9日 申請(qǐng)日期:2012年12月29日 優(yōu)先權(quán)日:2012年12月29日
【發(fā)明者】連燕云, 姜孌, 李強(qiáng) 申請(qǐng)人:上海聯(lián)影醫(yī)療科技有限公司