專利名稱：檢測(cè)準(zhǔn)直邊的方法、裝置、以及x射線成像設(shè)備的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及X射線成像術(shù)(radiography)技術(shù)領(lǐng)域,特別是在X射線圖像中檢測(cè)準(zhǔn)直邊(準(zhǔn)直器邊界)的裝置、檢測(cè)準(zhǔn)直邊的方法、以及X射線成像設(shè)備。
背景技術(shù)：
對(duì)于大多數(shù)X射線圖像而言，并不是圖像的整個(gè)區(qū)域都有用。因此，X射線成像設(shè)備通常包括準(zhǔn)直器，所述準(zhǔn)直器用來(lái)遮蔽無(wú)用的區(qū)域，使得這些區(qū)域不會(huì)被X射線照射到。但是，在X射線成像設(shè)備直接得到的X射線圖像中通常仍然包括這些無(wú)用的區(qū)域。那么，如何從X射線圖像中裁剪出有用區(qū)域，是一個(gè)急需解決的技術(shù)問(wèn)題。裁剪X射線圖像一般需要先檢測(cè)準(zhǔn)直邊。檢測(cè)準(zhǔn)直邊已經(jīng)有許多方法，這些方法大體上可以分為兩種:依賴硬件的方法和不依賴硬件的方法。對(duì)于依賴硬件的方法，檢測(cè)方法利用準(zhǔn)直器幾何信息的輸入來(lái)計(jì)算所獲取圖像中準(zhǔn)直器的位置。對(duì)于不依賴硬件的方法，通常假定在所獲取的圖像中存在成對(duì)平行和成對(duì)垂直的準(zhǔn)直邊。實(shí)際上，準(zhǔn)直邊的數(shù)目較少，而且可能被解剖學(xué)對(duì)象遮擋。因此，在這個(gè)前提下，現(xiàn)有的檢測(cè)準(zhǔn)直邊方法可能會(huì)失敗。因此，需要提高準(zhǔn)直邊檢測(cè)技術(shù)的穩(wěn)定性。申請(qǐng)人:為寧波大學(xué)、申請(qǐng)?zhí)枮?00910152622.5、授權(quán)公告號(hào)為CN101667297B的中國(guó)專利公開了一種乳腺鑰靶X射線圖像中的乳腺區(qū)域提取方法。CN101667297B具體公開了:在計(jì)算待提取的乳腺區(qū)域和背景區(qū)域的分割閾值時(shí)，利用了乳腺鑰靶X射線圖像的乳腺區(qū)域和背景區(qū)域在乳腺鑰靶X射線圖像中占據(jù)的比例在一個(gè)合理的范圍內(nèi)，及乳腺區(qū)域的密度大于背景區(qū)域的密度的特點(diǎn)，這樣使得計(jì)算得到的分割閾值比較準(zhǔn)確，有助于提高最終的乳腺區(qū)域的提取精度。

發(fā)明內(nèi)容
有鑒于此，本發(fā)明提出了一種在X射線圖像中檢測(cè)準(zhǔn)直邊的方法，其不依賴于硬件，并且具有更好的穩(wěn)定性。本發(fā)明還提出了一種檢測(cè)準(zhǔn)直邊的裝置，并且還提出了一種X射線成像設(shè)備。本發(fā)明提供了一種在X射線圖像中檢測(cè)準(zhǔn)直邊的方法，包括:對(duì)圖像進(jìn)行分割，并得到初始邊界；提取圖像中的特征，形成特征圖；根據(jù)特征圖，從所述初始邊界生長(zhǎng)得到最終邊界?？蛇x地，該方法進(jìn)一步包括:檢測(cè)所述最終邊界；以及，從所述圖像中裁剪出最終邊界內(nèi)的部分。優(yōu)選地，該方法進(jìn)一步包括:在提取圖像中的特征和對(duì)圖像進(jìn)行分割之前，對(duì)圖像進(jìn)行下采樣，和/或，對(duì)圖像進(jìn)行高斯平滑處理。根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方式，所述分割包括:計(jì)算圖像的直方選擇當(dāng)類內(nèi)方差為最小時(shí)或者當(dāng)類間方差為最大時(shí)的可能閾值；將所述圖像中像素小于或小于等于該閾值的點(diǎn)分割出來(lái)。根據(jù)本發(fā)明另一個(gè)實(shí)施方式，選擇分割后圖像中最外側(cè)的起始點(diǎn)，并以這些起始點(diǎn)形成所述初始邊界。優(yōu)選地，所述提取圖像中的特征包括:計(jì)算所述圖像中的梯度信息，形成輪廓線。本發(fā)明還提供了一種在X射線圖像中檢測(cè)準(zhǔn)直邊的裝置，包括:一個(gè)分割單元，用于對(duì)圖像進(jìn)行分割，并得到初始邊界；一個(gè)特征提取單元，用于提取圖像中的特征，形成特征圖； 一個(gè)邊界生長(zhǎng)單元，根據(jù)特征圖，從所述初始邊界生長(zhǎng)得到最終邊界?？蛇x地，該裝置進(jìn)一步包括:一個(gè) 裁剪單元，用于檢測(cè)所述最終邊界，并從所述圖像中裁剪出最終邊界內(nèi)的部分。優(yōu)選地，該裝置進(jìn)一步包括:一個(gè)預(yù)處理單元，用于在提取圖像中的特征和對(duì)圖像進(jìn)行分割之前對(duì)所述圖像進(jìn)行預(yù)處理。本發(fā)明還提供了一種X射線成像設(shè)備，包括如上所述的檢測(cè)X射線圖像中準(zhǔn)直邊的裝置。從上述方案中可以看出，一方面本發(fā)明不依賴硬件，另一方面本發(fā)明利用分割得到初始邊界并依據(jù)特征圖從初始邊界生長(zhǎng)得到最終邊界。那么，即使準(zhǔn)直邊被解剖學(xué)對(duì)象遮擋，本發(fā)明也能生長(zhǎng)得到最終邊界，從而提高了準(zhǔn)直邊檢測(cè)的穩(wěn)定性。另外，本發(fā)明尤其適合于入門級(jí)系統(tǒng)的手動(dòng)準(zhǔn)直器，而且在處理圖像噪聲方面相比于那些采用霍夫(Hough)變換的非自適應(yīng)的較傳統(tǒng)的方法擁有更好的穩(wěn)定性。


下面將通過(guò)參照附圖詳細(xì)描述本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例，使本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員更清楚本發(fā)明的上述及其它特征和優(yōu)點(diǎn)，附圖中:圖1為一幅X射線圖像。圖2為根據(jù)本發(fā)明一實(shí)施例的方法的流程示意圖。圖3為根據(jù)本發(fā)明一實(shí)施例中分割時(shí)的直方圖。圖4(a)為分割得到的直接曝光區(qū)域；圖4(b)顯示了在圖4(a)中提取的最外面的四個(gè)點(diǎn)；圖4(0)顯示了初始邊界B。。圖5為顯示梯度信息的特征圖。圖6為顯示了最終邊界Bf的圖像。圖7為裁剪后的圖像。圖8為根據(jù)本發(fā)明又一實(shí)施例的檢測(cè)準(zhǔn)直邊的裝置的示意圖。其中，附圖標(biāo)記包括:10:背景20:解剖對(duì)象30:前景210-270:方法中的步驟t:閾值P1:閾值起點(diǎn) P2:閾值重點(diǎn)
B0:初始邊界 Bf:最終邊界300:檢測(cè)準(zhǔn)直邊的裝置310:預(yù)處理單元320:分割單元330:特征提取單元340:邊界生長(zhǎng)單元350:裁剪單元
具體實(shí)施例方式為使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點(diǎn)更加清楚，以下舉實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)一步詳細(xì)說(shuō)明。如圖1所示，通常情況下，X射線圖像包括直接曝光區(qū)域和間接曝光區(qū)域，其中直接曝光區(qū)域(背景10)灰度值較大，間接曝光區(qū)域(解剖對(duì)象20和前景30)灰度值較低。并且，解剖對(duì)象20和前景30的區(qū)別在于均勻性，解剖對(duì)象20的區(qū)域有較豐富的梯度信息，而前景30的區(qū)域有較少的梯度信息。

如圖2所示，根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的檢測(cè)準(zhǔn)直邊的方法包括如下步驟:步驟210，對(duì)圖像進(jìn)行預(yù)處理，以降低噪聲和節(jié)省計(jì)算量。在這一步驟后，將會(huì)得到一個(gè)數(shù)據(jù)量更小且經(jīng)過(guò)平滑后的圖像。由于噪聲可能會(huì)影響圖像分割和特征提取的結(jié)果，因此在本實(shí)施例中可以優(yōu)選地利用高斯平滑或者類似手段來(lái)降低圖像中的噪聲。另一方面，裁剪僅僅是整個(gè)X射線成像流程圖的一部分而已，而裁剪必須具有很高的效率。因此，在本實(shí)施例中可以采用降低采樣數(shù)，來(lái)減少計(jì)算量。下面以高斯平滑為例來(lái)說(shuō)明本實(shí)施例的降噪，本領(lǐng)域技術(shù)人員也可以采用其它手段來(lái)實(shí)現(xiàn)這一目的。在二維空間，各項(xiàng)同性的高斯算子為:
權(quán)利要求
1.一種在X射線圖像中檢測(cè)準(zhǔn)直邊的方法，包括: 對(duì)圖像進(jìn)行分割，并得到初始邊界； 提取圖像中的特征，形成特征圖； 根據(jù)特征圖，從所述初始邊界生長(zhǎng)得到最終邊界。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，該方法進(jìn)一步包括:檢測(cè)所述最終邊界；以及，從所述圖像中裁剪出最終邊界內(nèi)的部分。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，該方法進(jìn)一步包括:在提取圖像中的特征和對(duì)圖像進(jìn)行分割之前，對(duì)圖像進(jìn)行下采樣，和/或，對(duì)圖像進(jìn)行高斯平滑處理。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述分割包括: 計(jì)算圖像的直方圖； 選擇當(dāng)類內(nèi)方差為最小時(shí)或者當(dāng)類間方差為最大時(shí)的可能閾值； 將所述圖像中像素小于或小于等于該閾值的點(diǎn)分割出來(lái)。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的方法，其特征在于，選擇分割后圖像中最外側(cè)的起始點(diǎn)，并以這些起始點(diǎn)形成所述初始邊界。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述提取圖像中的特征包括:計(jì)算所述圖像中的梯度信息，形成輪廓線。
7.一種在X射線圖像中檢測(cè)準(zhǔn)直邊的裝置，包括: 一個(gè)分割單元(320)，用于對(duì)圖像進(jìn)行分割，并得到初始邊界； 一個(gè)特征提取單元(330)，用于提取圖像中的特征，形成特征圖； 一個(gè)邊界生長(zhǎng)單元(340)，根據(jù)特征圖，從所述初始邊界生長(zhǎng)得到最終邊界。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的裝置，其特征在于，該裝置進(jìn)一步包括:一個(gè)裁剪單元(350)，用于檢測(cè)所述最終邊界，并從所述圖像中裁剪出最終邊界內(nèi)的部分。
9.根據(jù)權(quán)利要求7所述的裝置，其特征在于，該裝置進(jìn)一步包括:一個(gè)預(yù)處理單元(310)，用于在提取圖像中的特征和對(duì)圖像進(jìn)行分割之前對(duì)所述圖像進(jìn)行預(yù)處理。
10.一種X射線成像設(shè)備，包括根據(jù)權(quán)利要求7-9所述的檢測(cè)X射線圖像中準(zhǔn)直邊的裝置。
全文摘要
本發(fā)明涉及X射線成像術(shù)技術(shù)領(lǐng)域，并且公開了一種在X射線圖像中檢測(cè)準(zhǔn)直邊的方法、一種檢測(cè)準(zhǔn)直邊的裝置以及一種X射線成像設(shè)備。其中，所述在X射線圖像中檢測(cè)準(zhǔn)直邊的方法，包括對(duì)圖像進(jìn)行分割，并得到初始邊界；提取圖像中的特征，形成特征圖；根據(jù)特征圖，從所述初始邊界生長(zhǎng)得到最終邊界。本發(fā)明提高了檢測(cè)準(zhǔn)直邊的穩(wěn)定性。
文檔編號(hào)G06T5/40GK103208106SQ20121001145
公開日2013年7月17日 申請(qǐng)日期2012年1月16日 優(yōu)先權(quán)日2012年1月16日
發(fā)明者陳守水, 郭強(qiáng), 張?bào)P峰 申請(qǐng)人:上海西門子醫(yī)療器械有限公司