專利名稱：兩種圖像對(duì)稱性評(píng)價(jià)方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于圖像處理及應(yīng)用技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及兩種圖像對(duì)稱性評(píng)價(jià)方法。
背景技術(shù)：
顱骨的兒何特征研究在人體解剖學(xué)、臨床醫(yī)學(xué)、頭部損傷的生物力學(xué)仿真等研究領(lǐng)域具有重要的應(yīng)用價(jià)值。隨著以CT、MRI等為代表的現(xiàn)代影像學(xué)技術(shù)的發(fā)展，使得對(duì)大量活體人顱骨幾何特性的測(cè)量得以實(shí)現(xiàn)。在基于CT圖像的活體人顱骨幾何特征研究中，顱骨對(duì)稱性是一項(xiàng)重要研究?jī)?nèi)容，需要用科學(xué)的方法對(duì)顱骨CT圖像的對(duì)稱性進(jìn)行合理評(píng)價(jià)。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所要解決的技術(shù)問(wèn)題是提供兩種圖像對(duì)稱性評(píng)價(jià)方法。依據(jù)圖像中心線兩側(cè)輪廓距中心線的離差平方和或中心線兩側(cè)面積相差百分比定義兩種圖像對(duì)稱性評(píng)價(jià)指標(biāo)，即離差型對(duì)稱性評(píng)價(jià)指標(biāo)和面積型對(duì)稱性評(píng)價(jià)指標(biāo)，以此來(lái)對(duì)顱骨CT圖像的對(duì)稱性進(jìn)行定量評(píng)價(jià)。本發(fā)明不僅適用于顱骨CT圖像的對(duì)稱性評(píng)價(jià)，也適用于其它具有中心線的圖像對(duì)稱性評(píng)價(jià)。


圖1顱骨CT圖像圖2經(jīng)過(guò)預(yù)處理的顱骨二值圖像圖3顱骨的外邊界輪廓圖像圖4顱骨對(duì)稱性測(cè)量圖像具體實(shí)施方式
1.圖像的預(yù)處理將圖1所示的顱骨CT圖像進(jìn)行圖像分割、二值轉(zhuǎn)換、圖像去噪、圖像糾偏等處理后得到圖2所示的顱骨二值圖像。經(jīng)過(guò)處理后，保證了圖像的中線(鐮膜)與水平軸垂直。
2.離差型對(duì)稱性評(píng)價(jià)指標(biāo)的定義圖3所示為顱骨的外邊界輪廓圖像，直線L為顱骨圖像的中線(鐮膜所在直線)，A(Xymin，Ymin)為外邊界上最上面的點(diǎn)，B(Xymax，Ymax)為外邊界上最下面的點(diǎn)，直線LYmin和LYmax分別為過(guò)A點(diǎn)和B點(diǎn)的水平線。在LYmin和LYmax之間作任意水平線Lj，與外邊界交于D(XD，j)、E(XE，j)兩點(diǎn)，與中線L交于C(XC，j)點(diǎn)。記dj1＝|XC-XD|為線段DC的長(zhǎng)度，dj2＝|XE-XC|為線段CE的長(zhǎng)度。若外邊界輪廓圖像關(guān)于中線L對(duì)稱，則dj1-dj2＝0，否則，|dj1-dj2|＞0。因此，令S1=Σj=YminYmaxdj12,]]>S2=Σj=YminYmaxdj22,]]>S3=Σj=YminYmaxdj1dj2,]]>稱S1為顱骨外邊界的左離差平方和，S2為顱骨外邊界的右離差平方和，S3為交叉乘積和，并稱S=1Ymax-Ymin+1Σj=YminYmax(dj1-dj2)2=S1+S2+2S3Ymax-Ymin+1]]>為基于顱骨外邊界輪廓的離差型對(duì)稱性指標(biāo)。
由上述定義可知，離差型對(duì)稱性評(píng)價(jià)指標(biāo)S的值反映了顱骨外部輪廓的對(duì)稱性，S值越小，顱骨外部輪廓的對(duì)稱性越好，反之就越差。
3.面積型對(duì)稱性評(píng)價(jià)指標(biāo)的定義如圖3所示，中線L將顱骨外邊界所圍成的區(qū)域分成了兩部分，記兩部分的面積分別為Ar1和Ar2，于是定義左右兩部分面積差的百分比Ar=|Ar1-Ar2|min{Ar1,Ar2}×100%]]>稱為基于顱骨外邊界的面積型對(duì)稱性評(píng)價(jià)指標(biāo)。
面積型對(duì)稱性評(píng)價(jià)指標(biāo)Ar在一定程度上反映了顱骨外部輪廓的對(duì)稱性，同離差型對(duì)稱性指標(biāo)S一樣，Ar值越小，顱骨外部輪廓的對(duì)稱性越好，反之就越差。
4.顱骨CT圖像對(duì)稱性評(píng)價(jià)將圖2所示的顱骨二值圖像進(jìn)行邊緣提取處理后，得到圖4所示的顱骨輪廓圖像。應(yīng)用上述定義的兩對(duì)稱性評(píng)價(jià)指標(biāo)，借助自編Matlab程序，對(duì)顱骨對(duì)稱性進(jìn)行定量評(píng)價(jià)。
權(quán)利要求
1.兩種圖像對(duì)稱性評(píng)價(jià)方法。
2.離差型對(duì)稱性評(píng)價(jià)指標(biāo)的定義顱骨的外邊界輪廓圖像中，直線L為顱骨圖像的中線(鐮膜所在直線)，A(Xymin，Ymin)為外邊界上最上面的點(diǎn)，B(Xymax，Ymax)為外邊界上最下面的點(diǎn)，直線LYmin和LYmax分別為過(guò)A點(diǎn)和B點(diǎn)的水平線。在LYmin和LYmax之間作任意水平線Lj，與外邊界交于D(XD，j)、E(XE，j)兩點(diǎn)，與中線L交于C(XC，j)點(diǎn)。記dj1＝|XC-XD|為線段DC的長(zhǎng)度，dj2＝|XE-XC|為線段CE的長(zhǎng)度。若外邊界輪廓圖像關(guān)于中線L對(duì)稱，則dj1-dj2＝0，否則，|dj1-dj2|＞0。
因此，令S1=Σj=YminYmaxdj12,]]>S2=Σj=YminYmaxdj22,]]>S3=Σj=YminYmaxdj1dj2,]]>稱S1為顱骨外邊界的左離差平方和，S2為顱骨外邊界的右離差平方和，S3為交叉乘積和，并稱S=1Ymax-Ymin+1Σj=YminYmax(dj1-dj2)2=S1+S2-2S3Ymax-Ymin+1]]>為基于顱骨外邊界輪廓的離差型對(duì)稱性指標(biāo)。由上述定義可知，離差型對(duì)稱性評(píng)價(jià)指標(biāo)S的值反映了顱骨外部輪廓的對(duì)稱性，S值越小，顱骨外部輪廓的對(duì)稱性越好，反之就越差。
3.面積型對(duì)稱性評(píng)價(jià)指標(biāo)的定義中線L將顱骨外邊界所圍成的區(qū)域分成了兩部分，記兩部分的面積分別為Ar1和Ar2，于是定義左右兩部分面積差的百分比Ar=|Ar1-Ar2|min{Ar1,Ar2}×100%]]>稱為基于顱骨外邊界的面積型對(duì)稱性評(píng)價(jià)指標(biāo)。面積型對(duì)稱性評(píng)價(jià)指標(biāo)Ar在一定程度上反映了顱骨外部輪廓的對(duì)稱性，同離差型對(duì)稱性指標(biāo)S一樣，Ar值越小，顱骨外部輪廓的對(duì)稱性越好，反之就越差。
4.顱骨CT圖像對(duì)稱性評(píng)價(jià)將顱骨CT圖像進(jìn)行圖像分割、二值轉(zhuǎn)換、圖像去噪、圖像糾偏、邊緣提取等處理后，得到顱骨輪廓圖像。應(yīng)用上述定義的兩對(duì)稱性評(píng)價(jià)指標(biāo)，借助自編Matlab程序，對(duì)顱骨對(duì)稱性進(jìn)行定量評(píng)價(jià)。
全文摘要
兩種圖像對(duì)稱性評(píng)價(jià)方法，屬于圖像處理及應(yīng)用技術(shù)領(lǐng)域。本發(fā)明提出兩種圖像對(duì)稱性評(píng)價(jià)方法依據(jù)圖像中心線兩側(cè)輪廓距中心線的離差平方和或中心線兩側(cè)面積相差百分比定義兩種圖像對(duì)稱性評(píng)價(jià)指標(biāo)，即離差型對(duì)稱性評(píng)價(jià)指標(biāo)和面積型對(duì)稱性評(píng)價(jià)指標(biāo)。應(yīng)用本發(fā)明提出的兩種圖像對(duì)稱性評(píng)價(jià)方法可對(duì)顱骨CT圖像對(duì)稱性進(jìn)行定量、正確地評(píng)價(jià)，進(jìn)而為基于圖像的活體人顱骨幾何特征數(shù)據(jù)庫(kù)的建立、人體解剖學(xué)、臨床醫(yī)學(xué)、頭部損傷的生物力學(xué)仿真等領(lǐng)域的研究提供可靠數(shù)據(jù)。本發(fā)明的兩種圖像對(duì)稱性評(píng)價(jià)方法不僅適用于顱骨CT圖像的對(duì)稱性評(píng)價(jià)，也適用于其它具有中心線的圖像對(duì)稱性評(píng)價(jià)。
文檔編號(hào)G06T7/00GK101082986SQ20061001396
公開(kāi)日2007年12月5日 申請(qǐng)日期2006年5月31日 優(yōu)先權(quán)日2006年5月31日
發(fā)明者李海巖, 謝中華, 阮世捷, 劉文嶺, 王浩 申請(qǐng)人:天津科技大學(xué)