專利名稱：基于滑降的形狀表征的制作方法
對相關(guān)申請的交叉參考本申請要求于2003年12月16日提交的題目為“基于滑降(Toboggan)的形狀表征”的美國臨時申請序列號60/530,069(律師簽號2003P19095US)的權(quán)益，其在這里整體地被結(jié)合參考。
發(fā)明
背景技術(shù)：
領(lǐng)域本發(fā)明涉及成像，更具體地涉及圖像分析。
相關(guān)技術(shù)的討論從包括、但不局限于2D和3D的任何維數(shù)的圖像中對形狀和特征信息的提取具有很多用途。這種用途之一是在醫(yī)學成像領(lǐng)域中，其中可以被用于息肉檢測和息肉分割。
形狀表征的當前算法使用法線相交用于檢測形狀，其中使用對可視表面的法線。然而，在法線方向上畫出的線可能不很好相交；因此，相交點不好被定義。提取可視表面和進行法線相交的過程是費時間的。
形狀表征的另一算法使用在計算上耗費大的梯度濃度。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的一種示例性實施方案包括一種表征圖像的方法。該方法包括包括使一個或者多個所選擇的滑降位勢(toboggan potential)滑降以產(chǎn)生一個或者多個滑降參數(shù)，其中所選擇的滑降位勢中的至少一個從所述圖像或者所述圖像的一個或者多個部分中被選擇。利用滑降參數(shù)中的至少一個來形成一個或者多個滑降簇(toboggan cluster)。選擇一個或者多個滑降簇來計算一個或者多個特征參數(shù)。
本發(fā)明的另一示例性實施方案使所述圖像的一個或者多個部分包括在所述圖像內(nèi)的一個或者多個體積。
本發(fā)明的另一示例性實施方案使通過獲取與體積中的至少一個有關(guān)的檢測位置來選擇一個或者多個體積。提取圍繞有關(guān)的檢測位置的體積中的至少一個。
本發(fā)明的另一示例性實施方案使在所述圖像或者所述圖像的至少一個部分被進一步處理之后，一個或者多個滑降位勢被選擇。
本發(fā)明的另一示例性實施方案使一個或者多個滑降位勢從原始圖像、或者所述原始圖像的至少一個部分被選擇。
本發(fā)明的另一示例性實施方案使一個或者多個滑降參數(shù)是滑降方向、滑降標記和兩者中的至少一個。
本發(fā)明的另一示例性實施方案使選擇一個或者多個滑降簇來計算一個或者多個特征參數(shù)的步驟另外還包括合并兩個或者多個滑降簇以形成所選擇的滑降簇中的至少一個。
本發(fā)明的另一示例性實施方案使合并兩個或者多個滑降簇的步驟另外還包括合并位于距檢測位置的確定距離內(nèi)的滑降簇。
本發(fā)明的另一示例性實施方案使合并兩個或者多個滑降簇的步驟另外還包括合并通過學生t檢定(Student’s t-test)所選擇的滑降簇。
本發(fā)明的另一示例性實施方案使所計算的特征參數(shù)中的至少一個是統(tǒng)計參數(shù)。
本發(fā)明的另一示例性實施方案使所述統(tǒng)計參數(shù)是直接距離的最大值、最小值、平均值、標準偏差、以及直接距離、滑動距離和距離比參數(shù)。
本發(fā)明的另一示例性實施方案使所計算的特征參數(shù)中的至少一個是形狀表征參數(shù)。
本發(fā)明的另一示例性實施方案使所述形狀表征參數(shù)是球形度、離心率和表面各向同性量度中的至少一個。
本發(fā)明的另一示例性實施方案使選擇一個或者多個滑降簇來計算一個或者多個特征參數(shù)的步驟采用所選擇的滑降簇中的至少一個的一個或者多個部分，以計算特征參數(shù)中的至少一個。
本發(fā)明的另一示例性實施方案是用于表征圖像的設(shè)備。該設(shè)備采用用于獲得待分析的圖像的成像器。選擇器被用于從圖像或者圖像的一個或者多個部分中選擇一個或者多個滑降位勢。滑降模塊被用于使所選擇的滑降位勢中的至少一個滑降以產(chǎn)生一個或者多個滑降參數(shù)。集群模塊被用于利用一個或者多個滑降參數(shù)形成一個或者多個滑降簇。計算模塊被用于選擇所述滑降簇的一個或者多個來計算至少一個特征參數(shù)。
本發(fā)明的另一示例性實施方案使所述設(shè)備獲取與體積中的至少一個有關(guān)的檢測位置，并且提取圍繞有關(guān)的檢測位置的體積。
本發(fā)明的另一示例性實施方案使在所述圖像或者所述圖像的至少一個部分已經(jīng)被進一步處理之后，所述選擇器選擇所述滑降位勢中的至少一個。
本發(fā)明的另一示例性實施方案使所述選擇器從所獲取的圖像或者所獲取的圖像的至少一個部分中選擇滑降位勢中的至少一個。
本發(fā)明的另一示例性實施方案使所選擇的滑降簇中的至少一個通過合并兩個或者多個滑降簇來形成。
本發(fā)明的另一示例性實施方案使兩個或者多個合并的滑降簇被定位于距檢測位置的確定距離內(nèi)。
本發(fā)明的另一示例性實施方案使兩個或者多個合并的滑降簇通過學生t檢定來選擇。
本發(fā)明的另一示例性實施方案使所選擇的滑降簇中的至少一個的一個或者多個部分被用于計算至少一個特征參數(shù)。
本發(fā)明的其他示例性實施方案可以包括但不局限于可機讀的、明確地實現(xiàn)可機器執(zhí)行的指令程序以執(zhí)行在圖像中表征形狀的方法的程序存儲裝置，以上已經(jīng)提出了其幾個示例性實施方案。


圖1是示出計算機系統(tǒng)的示例性實施方案的示意圖；圖2是描述根據(jù)本發(fā)明的滑降過程的示例性實施方案的圖表；圖3是示出根據(jù)本發(fā)明的特征表征的示例性算法的流程圖；圖4是描述根據(jù)本發(fā)明的示例性實施方案的醫(yī)學圖像；圖5a是描述根據(jù)本發(fā)明的利用通過高斯濾波器(σ＝1.5)所平滑的梯度幅值來計算滑降位勢的示例性實施方案的醫(yī)學圖像；圖5b是描述根據(jù)本發(fā)明的利用通過高斯濾波器(σ＝1.5)所平滑的結(jié)腸壁來計算滑降位勢的示例性實施方案的醫(yī)學圖像；圖6是根據(jù)本發(fā)明的在圖5a中所示的滑降位勢上所添加的滑降簇的具有放大區(qū)域的醫(yī)學圖像；圖7是描述滑降簇被添加在原始子體積上的本發(fā)明的示例性實施方案的醫(yī)學圖像；圖8a是描述距離映象的本發(fā)明的示例性實施方案的醫(yī)學圖像；圖8b是描述被添加在原始子體積上的滑降簇的本發(fā)明示例性實施方案的醫(yī)學圖像；圖9是示出根據(jù)本發(fā)明的用于特征表征的另一示例性算法的流程圖；圖10示出根據(jù)本發(fā)明的用于表征圖像的方法用的設(shè)備框圖。
具體實施例方式
本發(fā)明的示例性實施方案提供了方法和設(shè)備，用于利用這里所述的被稱為基于滑降的形狀表征(“TBSC”)的滑降來表征圖像中或者圖像的一個或多個部分中的形狀。滑降是一種構(gòu)造，其中圖像中的像素或者體素與滑動方向和集中位置有關(guān)。本發(fā)明的示例性實施方案具有勝過現(xiàn)有技術(shù)的多個優(yōu)點。一個優(yōu)點是TBSC在計算上效率高，并且不需要與其他解決方案同樣多的時間和計算資源。另一優(yōu)點是提供新的理論構(gòu)思，其包括、但不局限于捕獲對法向相交和梯度濃度方法兩者的區(qū)別能力。由于此，在其他改進方案中這是能夠獲得高靈敏度和低錯誤肯定率兩者的唯一方法。
參照圖1，根據(jù)本發(fā)明的示例性實施方案，用于執(zhí)行本發(fā)明的計算機系統(tǒng)101包括中央處理單元(“CPU”)102、存儲器103、和輸入/輸出(“I/O”)接口104。計算機系統(tǒng)101通常通過I/O接口104被耦合到顯示器105和諸如鼠標、鍵盤的各種輸入裝置106和醫(yī)學成像設(shè)備上。支持電路可以包括諸如高速緩沖存儲器、電源、時鐘電路和通信總線的電路。存儲器103可以包括隨機存取存儲器(“RAM”)、只讀存儲器(“ROM”)、硬盤驅(qū)動器、軟盤驅(qū)動器等或者其組合。本發(fā)明可以被實施為例行程序107，其被存儲在存儲器103中，并且由CPU 102執(zhí)行以處理來自信號源108的信號。同樣地，計算機系統(tǒng)101是在執(zhí)行本發(fā)明的例行程序107時變成專用計算機系統(tǒng)的通用計算機系統(tǒng)。
計算機系統(tǒng)101也包括操作系統(tǒng)和微指令代碼。這里所述的各種處理和功能可以是微指令代碼的一部分或者是應(yīng)用程序的一部分(或者其組合)，其經(jīng)由操作系統(tǒng)執(zhí)行。另外，諸如附加的數(shù)據(jù)存儲裝置和打印裝置的各種其他的外圍設(shè)備可以被連接到計算機平臺。
在被用于虛擬結(jié)腸鏡檢查中表征息肉形狀的本發(fā)明的示例性實施方案中，TBSC假設(shè)感興趣的形狀已經(jīng)利用手動的或者自動的程序被定位。例如息肉候選可以通過用戶利用鼠標手動地被點擊，或者通過檢測模塊自動地被檢測。由TBSC給出的輸出是一個或者多個特征參數(shù)，其可以被直接地顯示給用戶，或者也可以由用于進一步處理的自動模塊(例如分類器)來使用。進一步處理的一個例子可以是判定候選是不是息肉。
根據(jù)本發(fā)明，TBSC的示例性實施方案使用滑降來表征形狀?；悼梢员幻枋鰹橐环N非迭代的、單參數(shù)、線性執(zhí)行時間過度分割方法。它是非迭代的在于處理每個圖像像素或者體素僅僅一次，因此說明線性執(zhí)行時間。它是通用的算法，能夠被用于具有包括1D、2D和3D的任何維數(shù)的圖像以及隨時間變化的圖像的集合。由于本領(lǐng)域計數(shù)人員應(yīng)知道如何修改本發(fā)明以利用術(shù)語“像素”和“體素”的任何一個來工作時，故所述術(shù)語這里可被交換地使用。
根據(jù)本發(fā)明的滑降的示例性實施方案在圖2中被描述。這里，單個例子被用于闡明利用5×5個2D滑降位勢映象200的滑降過程。參考數(shù)字210指向圖像的像素，利用映象中的每個數(shù)表示在該像素上的滑降位勢值。該滑降位勢值可以通過利用任意數(shù)量的手段來處理源圖像數(shù)據(jù)被計算，其中所述手段包括、但是不局限于利用高斯濾波器或者其他平滑濾波器來平滑源圖像的梯度幅值映象，并且利用距離變換來計算距離映象。然而，在某些應(yīng)用中，滑降位勢可以是在沒有任何處理的情況下的原始圖像或者至少是原始圖像內(nèi)的一個或者多個體積。這些體積可以被進一步劃分成一個或者多個子體積。不管這里所述的分析方法是針對整個圖像、體積還是子體積被執(zhí)行，所述分析方法在主要方面保持相同。本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)能夠修改這里所述的方法和設(shè)備來處理它們中的任意一個。每個像素被假定滑向其具有最低位勢的緊靠的鄰居。起源于每個像素210的箭頭230指示像素的該滑動方向。例如，為非特別原因所選擇的被圈起的像素210具有位勢27。12、14和20是作為其緊靠的鄰居的像素210的位勢。當12是最低值時，起源于被圈起的像素210的箭頭230指向具有位勢為12的像素。在像素由多于一個的具有相同的最小位勢的像素包圍的情況下，選擇被發(fā)現(xiàn)具有該值的第一像素，或者使用其他策略來選擇一個鄰居。在圍繞一個像素的最低位勢具有與該像素自身相同的值的情況下，像素不向任何地方滑動，并且沒有箭頭被畫出。像素滑向的不同位置被稱為形成滑降簇的集中位置。在該例子中，所有像素向相同的集中位置、即具有位勢為0的像素210滑動，形成單個滑降簇。向相同的位置“滑動”的所有像素或者體素被聚合在一起，因此將圖像體積分成被公知為滑降簇的像素簇的集合。
在沒有示出的另一示例性實施方案中，像素可以向其具有最高位勢的鄰居滑動。
滑降簇中的像素的滑動距離s被定義為至其集中位置的其滑動路徑的長度。像素的直接距離d被定義為從像素至其集中位置的歐幾里得距離。直接和滑動距離比自然地被定義為d/s。例如，在圖2中被圈起的像素的滑動距離為++1＝3.8284，其直接距離為(3-1)2+(4-1)2=3.6506,]]>直接和滑動距離比為3.6506/3.8284＝0.9418。直接和滑動距離比也可以被稱為距離比。
圖3是根據(jù)本發(fā)明的示例性TBSC算法的流程圖，并且通常由參考數(shù)字300來表示。塊310表明由用戶或者其他系統(tǒng)所提供的最初檢測位置。
塊320表示利用本領(lǐng)域中已公知的任何數(shù)量的方法從檢測位置中提取各向同性的或者各向異性的體積或者子體積的步驟。它的一個例子在下面所示的圖4中被描述。在某些應(yīng)用中，可以在限制于感興趣區(qū)或者不限制于感興趣區(qū)的情況下選擇對原始圖像進行處理，以代替顯式地從原始圖像中提取體積或者子體積；因此，在本發(fā)明的其他示例性實施方案中，該步驟可以被跳過。
塊330表示計算所提取的體積或者子體積的滑降位勢的步驟。具有幾種可以計算滑降位勢的途徑。這些方法包括、但是不局限于利用平滑濾波器處理圖像或者體積、平滑的梯度幅值分析、利用平滑操作的結(jié)腸壁分割、和距離變換算法。在某些應(yīng)用中，在沒有任何進一步處理的情況下，原始圖像或者圖像中的體積可以被直接用作滑降位勢；因此，在本發(fā)明的其他示例性實施方案中，該步驟可以被跳過。
圖5(a)示出本發(fā)明的一種示例性實施方案，其中梯度幅值從在圖4中所示的原始子體積中被計算出并且利用高斯濾波器被平滑。圖5(b)示出被平滑的結(jié)腸壁，其可以被用作滑降位勢。圖5a和5b在下文中被詳細描述。根據(jù)應(yīng)用，多刻度(例如四刻度)被使用，其中梯度幅值(或者結(jié)腸壁)利用不同的內(nèi)核尺寸(不同的σ)被平滑。下文中詳細描述的圖8(a)示出距離映象，其也可以被用作息肉特征提取的滑降位勢。作為結(jié)果的滑降簇可以不同，但是息肉表面點在很大程度上保持相同。
塊340表示滑降步驟。如上述，在該步驟中體積中的每個體素根據(jù)所計算的滑降位勢向其鄰居之一滑動。如果體素本身具有比其鄰居的任何一個都低的位勢，則它不滑動，并且成為集中位置。這產(chǎn)生滑降參數(shù)，所述滑降參數(shù)包括、但是不局限于每個體素的滑降方向和滑降標記。對鄰居的選擇取決于應(yīng)用和滑降位勢的計算。例如，根據(jù)本發(fā)明，在息肉特征提取的示例性實施方案中，梯度幅值被用于計算滑降位勢，并且具有最小位勢的鄰居被選擇。在具有距離變換的息肉分割被用于計算滑降位勢(被稱為距離映象位勢)的根據(jù)本發(fā)明的另一示例性實施方案中，具有最大位勢的鄰居被選擇?？纱娴?，對距離映象的變換可以被執(zhí)行，使得體素仍能向其具有最小位勢的鄰居滑動，并且獲得相同的結(jié)果。下面所示的圖8b示出了具有在圖8a中所畫出的距離映象位勢的滑降過程。
在本發(fā)明的一種示例性實施方案中，滑降過程可以基于應(yīng)用被限制于小區(qū)域或者子體積，也即對于所有像素在圖像或者體積中滑動是沒有必要的。例如，在息肉特征提取的情況下，只有沿著結(jié)腸壁的搜索區(qū)是感興趣的，并且不需要懸空的(或者在骨上的)其他體素滑動。這加速了滑降過程。
塊350表示形成滑降簇的步驟。這些簇是基于滑降參數(shù)的，所述滑降參數(shù)包括、但不局限于滑降方向、滑降標記或者兩者?；颠^程可以為每個體素產(chǎn)生一個滑降方向。向相同的集中位置滑動的所有體素都與唯一的簇標記(也被公知為滑降標記)有關(guān)，并且被集合成一個滑降簇?；禈擞浀囊粋€例子在下面所示的圖6中被示出。為了圖解的目的，塊340和塊350被分開。應(yīng)該注意的是在其他示例性實施方案中，滑降過程塊340可以自動地產(chǎn)生滑降簇；因此，塊340和塊350可以被組合為一個步驟。
塊360表示選擇一個或者多個滑降簇用于分析的步驟?；凳怯行У膱D像分割技術(shù)。一個滑降簇通常對應(yīng)于如在圖7和8中所示的例子中的感興趣的形狀，并且該步驟是不必要的。然而，具有幾種情形，其中感興趣的形狀被分成多個滑降簇，并且需要合并策略。有時期望將表示感興趣的形狀的那些滑降簇合并成一個大的簇。在圖6所示的圖示例子中，只有一個滑降簇被選擇?？梢詰?yīng)用不同的標準來選擇滑降簇，例如選擇那些被集中在距檢測位置的確定距離內(nèi)的那些滑降簇。例如學生t檢定的更成熟的方法也可以被使用。
塊370表示基于所選擇的滑降簇來計算特征參數(shù)的步驟。對于簇中的每個體素，從體素至其集中位置的直接距離和滑動距離可以被計算。該體素的距離比可以如上述從其直接距離和其滑動距離中得出。如果滑降簇是球狀的，則距離比很大，并且對于每個體素都接近于1。在某些應(yīng)用中，應(yīng)該更適用地并且有效地基于滑降簇中的體素的子集來計算一個或者多個參數(shù)。例如可以只計算那些外圍體素(沒有滑向它們的體素)的直接距離、滑動距離、和距離比參數(shù)。
在本發(fā)明的一種示例性實施方案中，表面體素可以基于滑降位勢被識別，并且特征參數(shù)可能需要只針對那些表面體素被計算。這是多次針對虛擬內(nèi)窺鏡中息肉的情況。
在本發(fā)明的一種示例性實施方案中，任意數(shù)量的參數(shù)可以被計算。對于所選擇的滑降簇的整個集合來說，能夠計算統(tǒng)計參數(shù)，例如直接距離的最大值、最小值、平均值和標準偏差、滑動距離以及距離比參數(shù)。另外，用于表征滑降簇或者其部分的形狀的參數(shù)可以被計算。例如，球形度可以基于原理組分分析通過三個本征值和其比率來獲取；球形度也可以基于體積和滑降簇的表面面積的關(guān)系來獲取。在本領(lǐng)域中已公知的離心率也可能被計算。離心率可以被表征為滑降簇的主軸之間的關(guān)系，并且可以基于滑降簇的本征值和本征向量來計算。
在本發(fā)明的另一示例性實施方案中，諸如表面各向同性量度的其他形狀參數(shù)也可以被計算。表面各向同性量度取決于位置的局部集中(“LCL”)和至簇的表面的其最小距離。LCL值標識了向LCL的位置滑動的體素的數(shù)量。該位置可以是任何位置，并且不必要是整個滑降簇的集中位置。在滑降簇的表面上的體素具有為零的集中(沒有體素向其滑動)，而整個滑降簇的總集中位置(“GCL”)與滑降簇中的體素的總數(shù)有關(guān)。最小距離指的是從LCL的位置至滑降簇的表面(在息肉表征和特征提取的上下文中是結(jié)腸壁)的最短距離。于是，表面各向同性度量標準被定義為LCL和最小距離的比率。比率越高，則某物越圓。因此，在息肉表征的情況下，對于可能發(fā)現(xiàn)息肉的位置，該比率被期望得比較高。在滑降簇中的體素也可以被劃分成層，并且每層的特性可以被檢驗；這些特性包括、但不局限于球形度、離心率和表面各向同性量度。
參照圖4，根據(jù)本發(fā)明的一種示例性實施方案被示出。這里醫(yī)學圖像400描述了息肉候選的子體積410的例子。相同3D數(shù)據(jù)集的三個正交視圖被示出。視圖410中的每一個都表示從未示出的大圖像中所提取的相同體積的不同正交視圖。在視圖410的每一個中的十字準線420的交點指示了由操作者或者計算機系統(tǒng)作為可能的息肉候選所選擇的檢測位置。在三個視圖410中，檢測位置420表示所選擇的體積的中心。在實施該方法時，在沒有顯式地提取體積或者其子體積的情況下可以直接在原始圖像或者體積上工作。較明亮的區(qū)域430是表示息肉的子體積。它利用分析方法被分割，其中所述分析方法是本發(fā)明的主題。
圖5a和5b描述了根據(jù)本發(fā)明的另一示意性實施方案。如前所述，醫(yī)學圖像500和560描述了對于醫(yī)學圖像400的滑降位勢的計算。醫(yī)學圖像500示出利用通過具有σ＝1.5的高斯濾波器所平滑的梯度幅值來計算滑降位勢的結(jié)果。醫(yī)學圖像560示出利用通過具有σ＝1.5的高斯濾波器所平滑的結(jié)腸壁來計算滑降位勢的結(jié)果。
圖6示出根據(jù)本發(fā)明的另一示意性實施方案。該圖示出具有滑降簇610的醫(yī)學圖像600，該滑降簇通過醫(yī)學圖像500被添加到在圖5a中所示的滑降位勢上。也描述了放大了醫(yī)學圖像600的一部分的放大部分650。滑降簇610已經(jīng)針對所提取的子體積410被計算。每個正方形660都表示一個體素。箭頭670表示每個像素朝向具有最低位勢的周圍體素的滑動方向。體素680是滑降簇610的集中位置。
通常用700表示的圖7示出在圖4中所示的原始體積410上所添加的滑降簇720。該滑降簇720是對被表示為在圖4中加亮的區(qū)域430的息肉的分割。
圖8a和8b示出根據(jù)本發(fā)明的利用距離變換來滑降的示例性實施方案。醫(yī)學圖像800描述了從圖4中的相同的子體積410所計算的距離映象。醫(yī)學圖像850描述了所形成的在原始所提取的子體積上所添加的滑降簇860，從所述原始所提取的子體積中計算距離映象800。
圖9是描述了本發(fā)明的另一示例性實施方案的流程圖，其通常由參考數(shù)字900表示。塊910表示獲得待分析的圖像或者其一部分的步驟。塊920表示從原始圖像或者其一部分中選擇滑降位勢的步驟。在選擇滑降位勢之前，該圖像或者其一部分可以被進一步處理。塊930表示通過使滑降位勢滑降來產(chǎn)生一個或者多個滑降參數(shù)的步驟。塊940表示利用滑降參數(shù)形成一個或者多個滑降簇的步驟。塊950表示選擇一個或者多個滑降參數(shù)來計算至少一個特征參數(shù)的步驟。
參照圖10，根據(jù)本發(fā)明的圖示實施方案的用于表征圖像的設(shè)備被示出，并且通常用參考數(shù)字1000來表示。設(shè)備1001包括至少一個處理器或者中央處理單元(“CPU”)1002，其與系統(tǒng)總線1004進行信號通信。只讀存儲器(“ROM”)1006、隨機存取存儲器(“RAM”)1008、顯示器適配器1010、I/O適配器1012、用戶界面適配器1014、通信適配器1028和成像適配器1030也與系統(tǒng)總線1004進行信號通信。顯示單元1016經(jīng)由顯示器適配器1010與系統(tǒng)總線1004進行信號通信。磁盤存儲單元1018(諸如磁盤或者光盤存儲單元)經(jīng)由I/O適配器1012與信號總線1004進行信號通信。鼠標1020、鍵盤1022、和眼動跟蹤裝置1024經(jīng)由用戶界面適配器1014與系統(tǒng)總線1004進行信號通信。用于獲得待分析的圖像的成像器1032經(jīng)由成像適配器1030與系統(tǒng)總線1004進行信號通信。
選擇器單元1070被用于從該圖像或者圖像的一個或者多個部分中選擇一個或者多個滑降位勢。滑降模塊單元1080被用于使至少一個所選擇的滑降位勢滑降來產(chǎn)生一個或者多個滑降參數(shù)。
集群模塊單元1085利用一個或者多個滑降參數(shù)形成一個或者多個滑降簇。計算模塊單元1090選擇一個或者多個滑降簇來計算至少一個特征參數(shù)。該選擇可以自動地基于某一標準由外部設(shè)備決定，或者也可以由操作者手動地決定。這些單元中的每一個都與CPU 1002和系統(tǒng)總線1004進行信號通信。雖然這些單元被表示為與至少一個處理器或者CPU 1002耦合，但是這些組件可以以被存儲在存儲器1006、1008和1018的至少一個中的計算機程序代碼來實現(xiàn)，其中所述計算機程序代碼由CPU 1002來執(zhí)行。如應(yīng)由最接近技術(shù)領(lǐng)域中的普通技術(shù)人員基于這里的教導所認識的那樣，各種實施方案是可能的，例如實施在位于處理器芯片1002上的寄存器中的計算機程序代碼的一些或者全部。根據(jù)本發(fā)明的可代替的實施方案的另一例子是，所述設(shè)備1001的一個或者多個組件以物理上分離的設(shè)備被實施，其中所有物理上分離的設(shè)備都彼此進行信號通信。在這里的教導的情況下，在本發(fā)明的范圍和精神內(nèi)進行實踐時，最接近技術(shù)領(lǐng)域中的普通技術(shù)人員可以預(yù)見滑降模塊1080和計算模塊1090以及設(shè)備1001的其他元件的各種可代替的配置和實施。
本發(fā)明的其他示例性實施方案可以被用于對肺結(jié)核、乳腺病變、肝臟病變、前列腺癌、肺栓塞、以及具有相似表征和發(fā)生在身體其他部位的病態(tài)進行檢測、分割和特征提取。
應(yīng)該理解的是，本發(fā)明可以以硬件、軟件、固件、專用處理器或者其組合的不同形式被實施。在一種實施方案中，本發(fā)明可以以軟件的形式被實施為在程序存儲裝置上確實地實現(xiàn)的應(yīng)用程序。應(yīng)用程序可以被上載至包括任何適當?shù)慕Y(jié)構(gòu)的機器并且由其執(zhí)行。
也應(yīng)該理解的是上述描述僅僅是代表示例性的實施例。為了讀者的方便性，上述描述被集中在可說明本發(fā)明原理的可能實施例的代表性例子上，并且不試圖窮舉所有可能的變型方案。針對本發(fā)明的特殊部分可能沒有提出替代的實施例，這不應(yīng)當認為是對這些替代實施例的放棄。在不偏離本發(fā)明的精神和范圍的情況下，其他應(yīng)用和實施例可以直接地被實施。因此意味著本發(fā)明不應(yīng)被局限于特定描述的實施例，而是本發(fā)明應(yīng)該根據(jù)隨后的權(quán)利要求被限定。可以理解的是，許多那些未描述的實施例處于下列的權(quán)利要求的字面范圍內(nèi)，并且有些是等價的。
權(quán)利要求
1.表征圖像的方法，所述方法包括使一個或者多個所選擇的滑降位勢滑降以產(chǎn)生一個或者多個滑降參數(shù)，其中所選擇的滑降位勢中的至少一個從所述圖像或者所述圖像的一個或者多個部分中被選擇；利用滑降參數(shù)中的至少一個來形成一個或者多個滑降簇；和選擇一個或者多個滑降簇來計算一個或者多個特征參數(shù)。
2.按照權(quán)利要求1所述的方法，其中所述圖像的一個或者多個部分包括在所述圖像內(nèi)的一個或者多個體積。
3.按照權(quán)利要求2所述的方法，其中一個或者多個體積可以通過以下方式被選擇獲取與體積中的至少一個有關(guān)的檢測位置；和提取圍繞有關(guān)的檢測位置的體積中的至少一個。
4.按照權(quán)利要求1所述的方法，其中在所述圖像或者所述圖像的至少一個部分被進一步處理之后，一個或者多個滑降位勢被選擇。
5.按照權(quán)利要求1所述的方法，其中一個或者多個滑降位勢從原始圖像、或者所述原始圖像的至少一個部分被選擇。
6.按照權(quán)利要求1所述的方法，其中一個或者多個滑降參數(shù)是滑降方向、滑降標記和兩者中的至少一個。
7.按照權(quán)利要求1所述的方法，其中選擇一個或者多個滑降簇來計算一個或者多個特征參數(shù)的步驟另外還包括合并兩個或者多個滑降簇以形成所選擇的滑降簇中的至少一個。
8.按照權(quán)利要求7所述的方法，其中合并兩個或者多個滑降簇的步驟另外還包括合并位于距檢測位置的確定距離內(nèi)的滑降簇。
9.按照權(quán)利要求7所述的方法，其中合并兩個或者多個滑降簇的步驟另外還包括合并通過學生t檢定所選擇的滑降簇。
10.按照權(quán)利要求1所述的方法，其中所計算的特征參數(shù)中的至少一個是統(tǒng)計參數(shù)。
11.按照權(quán)利要求10所述的方法，其中所述統(tǒng)計參數(shù)是直接距離的最大值、最小值、平均值、標準偏差、以及直接距離、滑動距離和距離比參數(shù)中的至少一個。
12.按照權(quán)利要求1所述的方法，其中所計算的特征參數(shù)中的至少一個是形狀表征參數(shù)。
13.按照權(quán)利要求12所述的方法，其中所述形狀表征參數(shù)是球形度、離心率和表面各向同性量度中的至少一個。
14.按照權(quán)利要求1所述的方法，其中選擇一個或者多個滑降簇來計算一個或者多個特征參數(shù)的步驟采用所選擇的滑降簇中的至少一個的一個或者多個部分，以計算特征參數(shù)中的至少一個。
15.可機讀的程序存儲裝置，其確實實現(xiàn)可由機器執(zhí)行的指令程序以執(zhí)行表征圖像的方法，所述程序步驟包括使一個或者多個所選擇的滑降位勢滑降以產(chǎn)生一個或者多個滑降參數(shù)，其中所選擇的滑降位勢中的至少一個從所述圖像或者所述圖像的一個或者多個部分中被選擇；利用滑降參數(shù)中的至少一個來形成一個或者多個滑降簇；和選擇滑降簇中的一個或者多個來計算一個或者多個特征參數(shù)。
16.按照權(quán)利要求15所述的程序存儲裝置，其中選擇一個或者多個滑降簇以計算一個或者多個特征參數(shù)的步驟采用所選擇的滑降簇中的至少一個的一個或者多個部分，以計算特征參數(shù)中的至少一個。
17.用于表征圖像的設(shè)備，所述設(shè)備包括用于獲得待分析的圖形的成像器；用于從圖像或者圖像的一個或者多個部分中選擇一個或者多個滑降位勢的選擇器；用于使所選擇的滑降位勢中的至少一個滑降以產(chǎn)生一個或者多個滑降參數(shù)的滑降模塊；用于利用一個或者多個滑降參數(shù)形成一個或者多個滑降簇的集群模塊；和用于選擇所述滑降簇的一個或者多個來計算至少一個特征參數(shù)的計算模塊。
18.按照權(quán)利要求17所述的設(shè)備，其中所述圖像的一個或者多個部分包括所述圖像內(nèi)的一個或者多個體積。
19.按照權(quán)利要求18所述的設(shè)備，其中所述設(shè)備獲取與體積中的至少一個有關(guān)的檢測位置；和提取圍繞有關(guān)的檢測位置的體積。
20.按照權(quán)利要求17所述的設(shè)備，其中在所述圖像或者所述圖像的至少一個部分已經(jīng)被進一步處理之后，所述選擇器選擇所述滑降位勢中的至少一個。
21.按照權(quán)利要求17所述的設(shè)備，其中所述選擇器從所獲得的圖像或者所獲得的圖像的至少一個部分中選擇滑降位勢中的至少一個。
22.按照權(quán)利要求17所述的設(shè)備，其中一個或者多個滑降參數(shù)是滑降方向、滑降標記和兩者中的至少一個。
23.按照權(quán)利要求17所述的設(shè)備，其中所選擇的滑降簇中的至少一個通過合并兩個或者多個滑降簇來形成。
24.按照權(quán)利要求23所述的設(shè)備，其中兩個或者多個合并的滑降簇被定位于距檢測位置的確定距離內(nèi)。
25.按照權(quán)利要求23所述的設(shè)備，其中兩個或者多個合并的滑降簇通過學生t檢定來選擇。
26.按照權(quán)利要求17所述的設(shè)備，其中所計算的特征參數(shù)中的至少一個是統(tǒng)計參數(shù)。
27.按照權(quán)利要求26所述的設(shè)備，其中所述統(tǒng)計參數(shù)是直接距離的最大值、最小值、平均值、標準偏差、以及直接距離、塊滑動距離和距離比參數(shù)中的至少一個。
28.按照權(quán)利要求17所述的設(shè)備，其中所計算的特征參數(shù)中的至少一個是形狀表征參數(shù)。
29.按照權(quán)利要求28所述的設(shè)備，其中所述形狀表征參數(shù)是球形度、離心率和表面各向同性量度中的至少一個。
30.按照權(quán)利要求17所述的設(shè)備，其中所選擇的滑降簇中的至少一個的一個或者多個部分被用于計算至少一個特征參數(shù)。
全文摘要
用于表征圖像的方法(900)和設(shè)備(101)。該方法從圖像或者其一部分中選擇一個或者多個待滑降的滑降位勢(920)。使所選擇的滑降位勢滑降以產(chǎn)生一個或者多個滑降參數(shù)(930)，從而利用一個或者多個滑降參數(shù)形成至少一個滑降簇(940)。也選擇滑降簇的一個或者多個來計算至少一個特征參數(shù)，以表征圖像或者其一部分(950)。
文檔編號G06T7/00GK1894720SQ200480037374
公開日2007年1月10日 申請日期2004年12月8日 優(yōu)先權(quán)日2003年12月16日
發(fā)明者J·梁, L·博戈尼 申請人:美國西門子醫(yī)療解決公司