一種乳房三維圖像的分割方法和裝置制造方法
【專利摘要】一種乳房三維圖像的分割方法和裝置，所述乳房三維圖像的分割方法包括：輸入所述乳房三維圖像，將所述乳房三維圖像轉換為二維圖像；通過動態(tài)規(guī)劃方法獲取所述二維圖像中的目標邊界線，所述邊界線為所述乳房的外表面經(jīng)過轉化后在所述二維圖像中的位置；基于所述二維圖像的邊界線，重構所述乳房的分割結果。本方案結合乳房三維圖像的灰度、梯度和形狀特征，準確且有效地實現(xiàn)了全自動地三維分割。
【專利說明】一種乳房三維圖像的分割方法和裝置
【技術領域】
[0001]本發(fā)明涉及圖像分割領域，尤其涉及一種乳房三維圖像的分割方法和裝置。
【背景技術】
[0002]乳腺癌是中老年女性最常見的惡性腫瘤，發(fā)病率和死亡率正逐年上升，而乳腺癌的療效更多地取決于病期，尤其在早期乳腺癌中導管原位癌的治愈率可達到95%以上，因此，對乳腺癌的早期檢測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)被廣泛地用于風險預測和乳腺癌早期診斷中，而計算機輔助診斷系統(tǒng)有助于提高放射科醫(yī)師對三維磁共振圖像閱片的準確性和效率。在基于三維磁共振圖像的計算機輔助診斷系統(tǒng)中，乳房組織的分割是第一個重要且具有挑戰(zhàn)性的工作。
[0003]在三維磁共振圖像中，不同掃描斷層以及相同掃描斷層中灰度和梯度分布的多樣性增加了乳房組織準確分割的難度。
[0004]針對三維磁共振圖像中乳房組織的分割，手動和需用戶輔助的半自動分割方法比較繁復、效率低、并且存在較大的觀察者之間和觀察者自身的差異。
[0005]目前在磁共振圖像中全自動的乳房組織分割方法還比較少，其中由于三維磁共振圖像中不同掃描斷層以及相同掃描斷層中灰度和梯度分布的多樣性，以及某些圖像具有較低的對比度，導致基于閾值的分割方法或者基于梯度檢測的分割方法不足以準確地分割出乳房組織。而基于模型的分割方法需要大量的訓練樣本去訓練模型以獲得較為準確地分割結果，而這些精準訓練樣本的獲取則是一項更艱巨和繁復的任務。

【發(fā)明內容】

[0006]本發(fā)明要解決的是現(xiàn)有乳房三維圖像的分割方法中手動和需用戶輔助的半自動分割方法比較繁復、效率低的問題。
[0007]為解決上述問題，本發(fā)明提供了一種乳房三維圖像的分割方法，包括如下步驟:(I)輸入所述乳房三維圖像，將所述乳房三維圖像轉換為二維圖像；(2)通過動態(tài)規(guī)劃方法獲取所述二維圖像中的目標邊界線，所述邊界線為所述乳房的外表面經(jīng)過轉化后在所述二維圖像中的位置；
[0008](3)基于所述二維圖像中的邊界線，重構所述乳房的分割結果。
[0009]上述所述一種乳房三維圖像的分割方法，其中，根據(jù)圖像的灰度、梯度和形狀特征建立所述步驟(2)中的動態(tài)規(guī)劃方法中的局部能量方程。
[0010]上述所述一種乳房三維圖像的分割方法，其中，根據(jù)圖像梯度建立局部能量方程，其公式表示為:
[0011]C (i) =dis (i, i_l) /max (dis) -g (i) /max (g)，
[0012]其中，i表示階段，所述階段為所述二維圖像的每一列，所述二維圖像通過螺旋掃描方法和極坐標轉換方法得到，所述二維圖像的每一列為通過所述螺旋掃描方法順序得到的射線，每一列上的像素點的灰度值為螺旋掃描方法順序得到的射線在三維空間中經(jīng)過的體素的灰度值；c(i)為第i階段上點P (j)的局部能量；dis(i，1-1)表示所述點P (j)到第1-Ι階段上點Q(k)在第i階段上投影的距離；maX(dis)表示所述二維圖像中所有距離中的最大值；g(i)表示第i階段上點P(j)的圖像梯度；max(g)表示二維圖像中所有點的圖像梯度的最大值。
[0013]上述所述一種乳房三維圖像的分割方法，其中，所述第i階段上的圖像梯度g(i)的優(yōu)化過程如下:計算所述二維圖像中的第i階段上每個像素點的梯度；選擇所述二維圖像中第i階段上梯度值不為O的像素點；根據(jù)所述梯度值不為O的像素點，確定候選像素點。
[0014]上述所述一種乳房三維圖像的分割方法，其中，所述二維圖像中的第i階段上每個像素點的梯度通過其在垂直方向上的灰度中心差分方法得到。
[0015]上述所述一種乳房三維圖像的分割方法，其中，所述選擇所述二維圖像中第i階段上梯度值不為O的像素點包括:根據(jù)乳房的內部和外部特征，賦予圖像中由亮灰度變化到暗灰度所產(chǎn)生的梯度值為0，則其余的像素點即為所述梯度值不為O的像素點。
[0016]上述所述一種乳房三維圖像的分割方法，其中，所述確定候選像素點的過程包括:計算位于所述二維圖像中的梯度值不為O的某個像素點在垂直向上方向的M個像素點的灰度平均值，所述灰度平均值小于預先設定的閾值，則所述二維圖像中的梯度值不為O的像素點為保留像素點；根據(jù)所述保留像素點在所述二維圖像中在垂直方向上的位置，確定一個位于乳房內部的半徑參數(shù)r，去除在所述二維圖像中距離底邊小于r/4的保留像素點，則其余保留像素點為所述候選像素點。
[0017]上述所述一種乳房三維圖像的分割方法，其中，所述像素點的個數(shù)M的取值范圍為 5-30。
[0018]上述一種乳房三維圖像的分割方法，其中所述閾值的取值范圍為5-25。
[0019]上述所述一種乳房三維圖像的分割方法，其中，所述重構乳房的分割結果包括如下步驟:
[0020](al)基于所述二維圖像中邊界上的像素點在垂直方向上的位置，確定螺旋掃描射線相應的半徑；
[0021](a2)確定射線Itl，所述射線Itl由所述乳房三維圖像中的任一體素和所述螺旋掃描的起始點確定，并確定所述乳房三維圖像中的任一體素到所述螺旋掃描起始點的距離d ；
[0022](a3)獲取與所述射線Itl最近的螺旋掃描射線，所述最近的螺旋掃描射線的數(shù)目為N；
[0023](a4)根據(jù)所述射線Itl與所述最近的螺旋掃描射線的距離和所述最近的螺旋掃描射線的半徑，加權平均計算出射線Itl對應的半徑；
[0024](a5)比較所述射線I。對應的半徑和所述距離d，確定所述乳房三維圖像的各體素的位置。上述所述一種乳房三維圖像的分割方法，其中，通過查找表方法獲取最近的螺旋掃描射線。
[0025]上述所述一種乳房三維圖像的分割方法，其中，所述的N為4。為解決上述問題，本發(fā)明提供了一種乳房三維圖像的分割裝置，其特征在于，包括:
[0026]轉換單元，適于輸入所述乳房三維圖像，將所述乳房三維圖像轉換為二維圖像；
[0027]確定邊界單元，適于通過動態(tài)規(guī)劃方法獲取所述二維圖像中的目標邊界線，所述邊界線為所述乳房的外表面經(jīng)過轉化后在所述二維圖像中的位置；
[0028]重構單元，適于基于所述二維圖像中的邊界線，重構所述乳房的分割結果。
[0029]與現(xiàn)有的乳房分割方法相比，本發(fā)明通過結合乳房組織的三維灰度、梯度和形狀特征準確和有效地實現(xiàn)了乳房的三維分割，該分割過程實現(xiàn)簡單，完全自動。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0030]圖1為本發(fā)明乳房三維圖像的分割方法的流程示意圖；
[0031]圖2為圖1所示步驟SI中所述的二維圖像；
[0032]圖3為圖1所示的步驟S3的流程示意圖；
[0033]圖4為本發(fā)明乳房三維圖像的分割裝置的結構示意圖；
[0034]圖5為圖4所述的重構單元的結構示意圖。
【具體實施方式】
[0035]下面結合附圖和實施例對本發(fā)明進行詳細地說明。本發(fā)明乳房三維圖像的分割方法如圖1所示，首先，執(zhí)行步驟SI，輸入所述乳房三維圖像，將所述乳房三維圖像轉換為二維圖像。具體地，通過螺旋掃描方法和極坐標方法將乳房三維圖像轉換為二維圖像(如圖 2 所不)，該過程具體參見 Tiahui ff., Roger E., andQiang L., ^Segmentation ofpulmonary nodules in three-dimensional CT images byuse of a spiral-scanningtechnique, ’led.Phvs.34(12)，4678-4689 (2007)。乳房三維圖像通過螺旋掃描方法按照一定順序獲得一定數(shù)目的螺旋 掃描射線，在本實施例中，螺旋掃描射線的數(shù)目為2037條。在二維圖像中X軸表示了這些螺旋掃描射線的序號，在本實施例中，該序號為I到2037。螺旋掃描的起始點為除了乳房的外表面之外，乳房組織內部的任意一點，優(yōu)選的，螺旋掃描的起始點位于乳房組織的中心點附近，距離螺旋掃描中心的最大距離表示距離螺旋掃描起始點最遠的像素即可到達乳房的外表面，在本實施例中，距離螺旋掃描的中心點的最大距離為120個像素。通過螺旋掃描方法得到的每一條螺旋掃描射線，每一條螺旋掃描射線通過極坐標方法轉換到二維圖像中就是二維圖像中的每一列，而每一列上的點表示每一條螺旋掃描射線在三維空間中經(jīng)過的點。
[0036]接著執(zhí)行步驟S2，通過動態(tài)規(guī)劃方法獲取所述二維圖像中的目標邊界線，所述邊界線為所述乳房的外表面經(jīng)過轉化后在二維圖像中位置。在動態(tài)規(guī)劃中，二維圖像的每一列(螺旋掃法獲得的每一條螺旋掃描射線)被認為是階段，二維圖像每一列上的點被認為是階段上的候選點，從第一階段到最后階段(二維圖像的第一列到最后一列)具有最小累積局部能量的路徑被認為是最優(yōu)路徑，即目標邊界線。因此，需要建立二維圖像每一列上的點的局部能量方程，該局部能量方程可以根據(jù)乳房三維圖像的灰度、梯度或形狀特征來建立，可以有多種表示方式。局部能量由內部能量和外部能量共同決定，其中內部能量決定了最優(yōu)路徑(目標邊界線)的平滑性，外部能量決定了最優(yōu)路徑位于梯度大的位置。根據(jù)局部能量方程進行動態(tài)規(guī)劃，從而找到目標邊界線，確定乳房組織的外表面在二維圖像中的位置。
[0037]根據(jù)上述所描述，需要確定二維圖像每一列上的點的局部能量，在本實施例中，第i階段(二維圖像的第i列)上的點p(j)的局部能量方程為:
[0038]C(i)=dis(i, i~l)/ max(dis)-g(i)/max(g)[0039]其中，i表示階段，所述階段為所述二維圖像的每一列，所述二維圖像通過螺旋掃描方法和極坐標轉換方法得到，所述二維圖像的每一列為通過所述螺旋掃描方法順序得到的射線，每一列上的像素點的灰度值為螺旋掃描方法順序得到的射線在三維空間中經(jīng)過的體素的灰度值；c(i)為第i階段上點P (j)的局部能量；dis(i，1-1)表示所述點P (j)到第1-Ι階段上點Q(k)在第i階段上投影的距離；maX(dis)表示所述二維圖像中所有距離中的最大值(即二維圖像的高度);g(i)表示第i階段上點P(j)的圖像梯度；max(g)表示二維圖像中所有點的圖像梯度的最大值。dis(i, 1-1)/max (dis)表示內部能量,g⑴/max (g)表示外部能量。
[0040]在動態(tài)規(guī)劃過程中，一種改進的梯度方法被應用于提高動態(tài)規(guī)劃結果的準確性，即優(yōu)化上述局部能量方程中的g(i)，優(yōu)化過程如下:計算所述二維圖像中的第i階段上每個像素點的梯度；選擇所述二維圖像中第i階段上梯度值不為O的像素點；根據(jù)所述梯度值不為O的像素點，確定候選像素點。具體地，首先采用灰度中心差分方法計算二維圖像的每個階段上的像素點相應的梯度值，再根據(jù)乳房組織內部像素亮度較亮而乳房組織外部像素亮度較暗的特征，賦值由亮灰度變化到暗灰度所產(chǎn)生的梯度值為O ;接著，對于那些梯度圖像中梯度值不為O的像素點(梯度圖像指的是由二維圖像中所有像素點的梯度值所組成的圖像)，在二維圖像中計算位于這些像素點在垂直向上方向的M (5-30)個像素點的灰度平均值，如果灰度平均值小于預先設定的閾值(5-25)，則該像素點應該位于目標邊界線附近，該像素點被保留在梯度圖像上，反之，該像素點被刪除；然而，這些像素點中可能還有是位于乳房組織內部離目標邊界線比較遠的像素點，因此，最后，根據(jù)經(jīng)過上述過程后仍然在梯度圖像中被保留的像素點在垂直方向上的位置(縱坐標值)，估算一個位于乳房組織內部的半徑參數(shù)r，在梯度圖像中距離底邊小于r/4位置的所有像素點被刪除。依據(jù)以上步驟獲得的梯度圖像被用于動態(tài)規(guī)劃過程中，即g(i)。每一階段上的候選點經(jīng)過上述過程進行刪除后，被保留的像素點是所述候選像素點，即位于目標邊界線附近的點。在本實施例中，M的值為20，而預先設定的閾值為10。
[0041]進一步地，從局部能量方程中可以知道，要使第i階段上點P (j)的局部能量C (i)最小，則dis(i，1-l)越小越好，而g(i)要越大越好。對于第i階段上的點P (j)，要計算點P(J)到上一個階段即第1-Ι階段上所有的點在第i階段上投影的距離(縱坐標差值)，選取距離比較小的點，如果距離比較大，則最終的目標邊界線波動比較大，不光滑。
[0042]再接著執(zhí)行步驟S3，基于所述二維圖像的邊界線，重構所述乳房的分割結果。為了提高三維重構過程的執(zhí)行效率，可以采用查找表法、三維表面網(wǎng)格重構及內部填充等。在本實施例中，采用查找表方法來提高三維重構過程的執(zhí)行效率，請參考圖3，步驟S3可以進一步包括:
[0043]步驟S301，基于所述二維圖像中邊界上的像素點的在垂直方向上的位置(縱坐標值)，確定螺旋掃描射線相應的半徑。具體地，在二維轉換圖像中，目標邊界線是乳房組織的外表面在二維轉換圖像中的位置，位于目標邊界線下面的點被認為是位于乳房組織內部的點，因此，目標邊界線上的點在每一個階段的位置確定了螺旋掃描方法中每條射線位于乳房組織內部的半徑。
[0044]步驟S302，確定射線1。，所述射線I。由所述乳房三維圖像中的任一體素和所述螺旋掃描的起始點確定，并確定所述乳房三維圖像中的任一體素到所述螺旋掃描起始點的距離d。在三維重構過程中，三維空間中的每個體素，即乳房三維圖像中的每個體素，與螺旋掃描起始點共同確定了一條射線Itl,螺旋掃描起始點是一個固定的點。因此也可以確定乳房三維圖像中任一體素到螺旋掃描起始點之間的距離d。
[0045]步驟S303，獲取與所述射線Itl最近的螺旋掃描射線，所述最近的螺旋掃描射線的數(shù)目為N。在本實施例中，通過查找表方法來獲取離射線Itl最近的4條螺旋掃描射線，查找表法的建立過程為:
[0046]為了提高三維分割結果重構的效率，一組查找表先于重構過程被建立。在查找表中，水平方向表示了三維空間極坐標表示下的方位角，范圍從2度到360度，增長步長為2度；而垂直方向表示了三維空間極坐標表示下的傾斜角，范圍從2度到180度，增長步長也為2度。查找表的每個表單元表示了一個三維空間中的體素，該體素的極坐標參數(shù)分別為對應的方位角、傾斜角和長度半徑，在本實施例中，此長度半徑為100;而表單元中記錄的內容為相應體素距離螺旋掃描中射線的距離及相應的序號。第i張查找表記錄了相應體素距離螺旋掃描線中射線距離第i近的射線序號及相應距離。由此，重構過程即轉化為依據(jù)需重構的體素在三維空間極坐標下的方位角和傾斜角在查找表中查找其相應位置，并直接得到射線序號及相應距離。體素距離螺旋掃描中射線的距離為該體素與射線上在三維極坐標空間中具有相同極坐標半徑的體素之間的距離。
[0047]步驟S304，根據(jù)所述射線Itl與所述最近的螺旋掃描射線的距離和所述最近的螺旋掃描射線的半徑，加權平均計算出射線Itl對應的半徑。射線Itl與螺旋掃描射線之間的距離為步驟S303中查找表中所記錄的相應距離。
[0048]步驟S305，比較所述射線I。對應的半徑和所述距離d，確定所述乳房三維圖像的各體素的位置。比較步驟S304所確定的射線Itl的半徑和步驟S302所確定的乳房三維圖像中該體素與螺旋掃描起始點之間的距離d之間的大小，如果射線Itl的半徑小于距離d，則表明乳房三維圖像中該像素點位于乳房組織內部，反之，位于乳房組織外部。
[0049]經(jīng)過以上方法，可以重構出乳房三維圖像，進而得到分割結果?？梢钥闯?，本方法實現(xiàn)了乳房三維圖像的完全自動分割。而且本方法不僅適用于乳房三維圖像的分割，還適用于其它三維醫(yī)學影像中目標物體的全自動三維分割，如腫塊分割。
[0050]對應于上述乳房三維圖像的分割方法，本發(fā)明實施例還提供一種乳房三維圖像的分割裝置，如圖4所示，包括轉換單元1、確定邊界單元2和重構單元3。
[0051]所述轉換單元I適于輸入所述乳房三維圖像，將所述乳房三維圖像轉換為二維圖像。具體地，在本實施例中，轉換單元I適于通過螺旋掃描方法和極坐標轉換方法將所述乳房三維圖像轉換為二維圖像，并確定螺旋掃描的射線數(shù)目和距離螺旋掃描起始點的最大距離。
[0052]所述確定邊界單元2適于通過動態(tài)規(guī)劃方法獲取所述二維圖像中的目標邊界線，所述邊界線為所述乳房的外表面經(jīng)過轉化后在所述二維圖像中的位置。所述確定邊界單元還包括動態(tài)規(guī)劃單元，適于根據(jù)乳房三維圖像的灰度、梯度或形狀來建立動態(tài)規(guī)劃方法中的局部能量方程，所述局部能量方程由內部能量和外部能量共同決定，其中內部能量決定了目標邊界線的平滑性，而外部能量決定了目標邊界線位于梯度大的位置。進一步地，動態(tài)規(guī)劃單元還包括了優(yōu)化單元，適于優(yōu)化所述第i階段上的圖像梯度g(i)，所述優(yōu)化單元包括計算單元，選擇單元和確定候選點單元。計算單元適于計算所述二維圖像中的第i階段上每個像素點的梯度；選擇單元適于選擇所述二維轉換圖像中第i階段上梯度值不為O的像素點；確定候選點單元，適于根據(jù)所述梯度值不為O的像素點，確定候選像素點。
[0053]所述重構單元3適于基于所述二維圖像的邊界線，重構所述乳房的分割結果。
[0054]在一個具體實施例中,請參考圖5,所述重構單元3包括:
[0055]確定半徑單元301，適于基于所述二維圖像中邊界上的像素點的在垂直方向上的位置(縱坐標值)，確定螺旋掃描射線相應的半徑。在所述二維圖像中，位于目標邊界線下面的點被認為是乳房組織的內部，則目標邊界線在二維圖像每一列的位置確定了螺旋掃描方法中每條射線位于乳房組織內部的半徑。
[0056]確定射線單元302，適于確定射線1。，所述射線I。由所述乳房三維圖像中的任一體素和所述螺旋掃描的起始點確定，并確定所述乳房三維圖像中的任一體素到所述螺旋掃描起始點的距離d。
[0057]獲取單元303，適于獲取與所述射線Itl最近的螺旋掃描射線，所述最近的螺旋掃描射線的數(shù)目為N。通過查找表方法獲取N (4條)最近的螺旋掃描射線。
[0058]計算單元304，適于根據(jù)所述射線Itl與所述最近的螺旋掃描射線的距離和所述最近的螺旋掃描射線的半徑，加權平均計算出射線Itl對應的半徑。
[0059]比較單元305，適于比較所述射線I。對應的半徑和所述距離d，確定所述乳房三維圖像的各體素的位置。所述射線Itl對應的半徑小于所述乳房三維圖像中的該體素和所述螺旋掃描起始點的距離山則該體素位于乳房組織內部。
[0060]上述圖像分割裝置中各單元的配合及工作過程可以參考上述圖像分割方法的說明，在此不再贅述。
[0061]本發(fā)明雖然已較佳實施例公開如上，但其并不是用來限定本發(fā)明，任何本領域技術人員在不脫離本發(fā)明的精神和范圍內，都可以利用上述揭示的方法和技術內容對本發(fā)明技術方案做出可能的變動和修改，因此，凡是不脫離本發(fā)明技術方案的內容，依據(jù)本發(fā)明的技術實質對以上實施例所作的任何簡單修改、等同變化及修飾，均屬于本發(fā)明技術方案的保護范圍。
【權利要求】
1.一種乳房三維圖像的分割方法，其特征在于，包括如下步驟: (1)輸入所述乳房三維圖像，將所述乳房三維圖像轉換為二維圖像； (2)通過動態(tài)規(guī)劃方法獲取所述二維圖像中的目標邊界線，所述邊界線為所述乳房的外表面經(jīng)過轉化后在所述二維圖像中的位置； (3)基于所述二維圖像中的邊界線，重構所述乳房的分割結果。
2.如權利要求1所述一種乳房三維圖像的分割方法，其特征在于，根據(jù)圖像的灰度、梯度和形狀特征建立所述步驟(2)中的動態(tài)規(guī)劃方法中的局部能量方程。
3.如權利要求2所述一種乳房三維圖像的分割方法，其特征在于，所述局部能量方程的公式表示為:
C (i) =dis (i, i_l) /max (dis) _g (i) /max (g), 其中，i表示階段，所述階段為所述二維圖像的每一列，所述二維圖像通過螺旋掃描方法和極坐標轉換方法得到，所述二維圖像的每一列為通過所述螺旋掃描方法順序得到的射線，每一列上的像素點的灰度值為螺旋掃描方法順序得到的射線在三維空間中經(jīng)過的體素的灰度值；C(i)為第i階段上點P (j)的局部能量；dis(i，1-l)表示所述點P (j)到第i_l階段上點Q(k)在第i階段上投影的距離；maX(dis)表示所述二維圖像中所有距離中的最大值；g(i)表示第i階段上點P(j)的圖像梯度；max(g)表示二維圖像中所有點的圖像梯度的最大值。
4.如權利要求3所述一種乳房三維圖像的分割方法，其特征在于，所述第i階段上的圖像梯度g(i)的優(yōu)化過程如下: 計算所述二維圖像中的第i階段上每個像素點的梯度； 選擇所述二維圖像中第i階段上梯度值不為O的像素點； 根據(jù)所述梯度值不為O的像素點，確定候選像素點。
5.如權利要求4所述一種乳房三維圖像的分割方法，其特征在于，所述二維圖像中的第i階段上每個像素點的梯度通過其在垂直方向上的灰度中心差分方法得到。
6.如權利要求4所述一種乳房三維圖像的分割方法，其特征在于，所述選擇所述二維圖像中第i階段上梯度值不為O的像素點包括:根據(jù)乳房的內部和外部特征，賦予圖像中由亮灰度變化到暗灰度所產(chǎn)生的梯度值為O，則其余的像素點即為所述梯度值不為O的像素點。
7.如權利要求4所述一種乳房三維圖像的分割方法，其特征在于，所述確定候選像素點過程包括: (a)計算位于所述二維圖像中梯度值不為O的某個像素點在垂直向上方向的M個像素點的灰度平均值，所述灰度平均值小于預先設定的閾值，則所述二維圖像中的梯度值不為O的像素點為保留像素點； (b)根據(jù)所述保留像素點在所述二維圖像中在垂直方向上的位置，確定一個位于乳房內部的半徑參數(shù)r，去除在所述二維圖像中距離底邊小于r/4的保留像素點，則其余保留像素點為所述候選像素點。
8.如權利要求7所述一種乳房 三維圖像的分割方法，其特征在于，所述像素點的個數(shù)M的取值范圍為5-30。
9.如權利要求7所述一種乳房三維圖像的分割方法，其特征在于，所述閾值的取值范圍為5-25。
10.如權利要求1所述一種乳房三維圖像的分割方法，其特征在于，所述重構乳房的分割結果包括如下步驟: (al)基于所述二維圖像中邊界上的像素點在垂直方向上的位置，確定螺旋掃描射線相應的半徑； (a2)確定射線Itl，所述射線Itl由所述乳房三維圖像中的任一體素和所述螺旋掃描的起始點確定，并確定所述乳房三維圖像中的任一體素到所述螺旋掃描起始點的距離d ； (a3)獲取與所述射線Itl最近的螺旋掃描射線，所述最近的螺旋掃描射線的數(shù)目為N ；(a4)根據(jù)所述射線Itl與所述最近的螺旋掃描射線的距離和所述最近的螺旋掃描射線的半徑，加權平均計算出射線Itl對應的半徑； (a5)比較所述射線Itl對應的半徑和所述距離d，確定所述乳房三維圖像的各體素的位置。
11.如權利要求10所述一種乳房三維圖像的分割方法，其特征在于，所述步驟(a3)中通過查找表方法獲取最近的螺旋掃描射線。
12.如權利要求10所述一種乳房三維圖像的分割方法，其特征在于，所述步驟(a3)中的N為4。
13.如權利要求10所述一種乳房三維圖像的分割方法，其特征在于，所述螺旋掃描的起始點為除了所述三維組織外表面之外的任意一點。
14.一種乳房三維圖像的分割裝置，其特征在于，包括: 轉換單元，適于輸入所述乳房三維圖像，將所述乳房三維圖像轉換為二維圖像； 確定邊界單元，適于通過動態(tài)規(guī)劃方法獲取所述二維圖像中的目標邊界線，所述邊界線為所述乳房的外表面經(jīng)過轉化后在所述二維圖像中的位置； 重構單元，適于基于所述二維圖像中的邊界線，重構所述乳房的分割結果。
15.如權利要求14所述一種乳房三維圖像的分割裝置，其特征在于，所述確定邊界單元還包括動態(tài)規(guī)劃單元，適于根據(jù)圖像的灰度、梯度和形狀特征建立所述確定邊界單元中的局部能量方程，所述能量方程公式表示為:C(i)=dis(i, 1-1) /max (dis) -g(i) /max (g), 其中，i表示階段，所述階段為所述二維圖像的每一列，所述二維圖像通過螺旋掃描方法和極坐標轉換方法得到，所述二維圖像的每一列為通過所述螺旋掃描方法順序得到的射線，每一列上的像素點的灰度值為螺旋掃描方法順序得到的射線在三維空間中經(jīng)過的體素的灰度值；C (i)為第i階段上點P (j)的局部能量；dis (i，1-1)表示所述點P (j)到第1-1階段上點Q(k)在第i階段上投影的距離；maX(dis)表示所述二維圖像中所有距離中的最大值；g(i)表示第i階段上點P(j)的圖像梯度；max(g)表示二維圖像中所有點的圖像梯度的最大值。
16.如權利要求15所述一種乳房三維圖像的分割裝置，其特征在于，所述動態(tài)規(guī)劃單元還包括優(yōu)化單元，適于優(yōu)化所述第i階段上的圖像梯度g(i)，所述優(yōu)化單元包括: 計算單元，適于計算所述二維圖像中的第i階段上每個像素點的梯度，所述梯度通過其在垂直方向上的灰度中心差分方法得到； 選擇單元，適于選擇所述二維圖像中第i階段上梯度值不為O的像素點； 確定候選點單元，適于根據(jù)所述梯度值不為O的像素點，確定候選像素點。
17.如權利要求16所述一種乳房三維圖像的分割裝置，其特征在于，所述選擇單元適于根據(jù)乳房的內部和外部特征，賦予圖像中由亮灰度變化到暗灰度所產(chǎn)生的梯度值為O，則其余的像素點即為所述梯度值不為O的像素點。
18.如權利要求16所述一種乳房三維圖像的分割裝置，其特征在于，所述確定候選點單元包括: 計算單元，適于計算位于所述二維圖像中梯度值不為O的某個像素點在垂直向上方向的M個像素點的灰度平均值，所述灰度平均值小于預先設定的閾值，則所述二維圖像中的梯度值不為O的像素點為保留像素點； 確定單元，適于根據(jù)所述保留像素點在所述二維圖像中在垂直方向上的位置，確定一個位于乳房內部的半徑參數(shù)r，并去除在所述二維圖像中距離底邊小于r/4的保留像素點，則其余保留像素點為所述候選像素點。
19.如權利要求18所述一種乳房三維圖像的分割裝置，其特征在于，所述像素點的個數(shù)M的取值范圍為5-30。
20.如權利要求18所述一種乳房三維圖像的分割裝置，其特征在于，所述閾值的取值范圍為5-25。
21.如權利要求14所述一種乳房三維圖像的分割裝置，其特征在于，所述重構單元包括: 確定半徑單元，適于基于所述二維圖像中邊界上的像素點在垂直方向上的位置，確定螺旋掃描射線相應的半徑； 確定射線單元，適于確定射線Itl,所述射線Ici由所述乳房三維圖像中的任一體素和所述螺旋掃描的起始點確定，并確定所述乳房三維圖像中的任一體素到所述螺旋掃描起始點的距離d ； 獲取單元，適于獲取與所述射線Itl最近的螺旋掃描射線，所述最近的螺旋掃描射線的數(shù)目為N ;計算單元，適于根據(jù)所述射線Itl與所述最近的螺旋掃描射線的距離和所述最近的螺旋掃描射線的半徑，加權平均計算出射線Itl對應的半徑； 比較單元，適于比較所述射線^對應的半徑和所述距離d，確定所述乳房三維圖像的各體素的位置。
22.如權利要求21所述的一種乳房三維圖像的分割裝置，其特征在于，所述獲取單元還包括查找表單元，適于獲取最近的螺旋掃描射線。
23.如權利要求21所述的一 種乳房三維圖像的分割裝置，其特征在于，所述獲取單元中的N為4。
【文檔編號】G06T7/00GK103886571SQ201210453753
【公開日】2014年6月25日 申請日期:2012年11月13日 優(yōu)先權日:2012年11月13日
【發(fā)明者】姜孌, 連燕云, 李強 申請人:上海聯(lián)影醫(yī)療科技有限公司