一種用左右掃描和四個角旋轉(zhuǎn)掃描對肺實質(zhì)分割去噪的方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種用左右掃描和四個角旋轉(zhuǎn)掃描對肺實質(zhì)分割去噪的方法，首先，提取胸腔ROI肺部區(qū)域的最小外接矩形；然后判斷其是肺的哪個部位，根據(jù)其所屬的部位選擇左右掃描還是四個角旋轉(zhuǎn)掃描求取種子點，肺上部只能采用左右掃描，肺中部既可以采用左右掃描也可以采用四個角旋轉(zhuǎn)掃描，肺底部只能采用四個角旋轉(zhuǎn)掃描；最后，采用八鄰域區(qū)域增長法去除殘留的氣管與主支氣管等噪聲。本發(fā)明簡單、易于實現(xiàn)，且分割速度非常快，能對一個CT圖像序列中的每一幅圖像分別采用迭代閾值和基于形態(tài)學(xué)相結(jié)合的方法，完全自動、準確地分割出PET-CT圖像序列中每一幀圖像的肺部區(qū)域。
【專利說明】—種用左右掃描和四個角旋轉(zhuǎn)掃描對肺實質(zhì)分割去噪的方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及肺實質(zhì)去噪，具體涉及一種用左右掃描和四個角旋轉(zhuǎn)掃描對肺實質(zhì)分割去噪的方法。

【背景技術(shù)】
[0002]人體肺部不同部位呈現(xiàn)的形態(tài)不一樣，主要分為上、中、下三個典型部位，目前現(xiàn)有的肺實質(zhì)分割的方法主要針對人體肺部中間部位，不能對肺各個部位進行良好的分割去噪。肺部圖像序列分割是肺部三維可視化的基礎(chǔ)，如果不能對肺部各部位圖像正確的分割，那么肺部三維重建后的效果必然受到影響。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)中的缺陷，提供一種簡單、易于實現(xiàn)，且分割速度非?？斓慕M合采用左右掃描和四個角旋轉(zhuǎn)掃描對肺實質(zhì)分割去噪的方法。
[0004]本發(fā)明采用如下技術(shù)方案:
[0005]一種用左右掃描和四個角旋轉(zhuǎn)掃描對肺實質(zhì)分割去噪的方法，包括以下步驟:
[0006]A，提取胸腔ROI肺部區(qū)域的最小外接矩形，對胸腔ROI肺部區(qū)域圖像從左、右、上、下掃描，求取肺部區(qū)域的最小外接矩形的左邊界、右邊界、上邊界、下邊界；
[0007]B，由于肺上部只能采用左右掃描尋找種子點，肺下部只能采用四個角旋轉(zhuǎn)掃描尋找種子點，肺中部既可以采用左右掃描也可以采用四個角旋轉(zhuǎn)掃描尋找種子點，所以肺部部位判斷的重點是把上部和底部區(qū)分開；采用的方法是根據(jù)肺序列的數(shù)目m，設(shè)定一個百分比P，使得上部全在序列號i <πι.ρ的集合中，底部全在序列號πι.ρ< 的集合中；
[0008]C，所述步驟B中尋找種子點方法如下:
[0009]a、對于肺上、中部位胸腔R0I，采用左右掃描尋找肺實質(zhì)種子點；
[0010]選取肺上、中部位胸腔ROI肺部區(qū)域左右肺實質(zhì)種子點的方法是對胸腔ROI肺部區(qū)域最小外接矩形圖像沿著左右兩邊向中間掃描每個像素點，當發(fā)現(xiàn)沿I方向存在η個連續(xù)的白色像素點時，停止掃描，把η個連續(xù)白色像素點的第一個像素點作為種子點；
[0011]b、對于肺底部位胸腔R0I，采用四個角旋轉(zhuǎn)掃描尋找肺實質(zhì)種子點；
[0012]選取肺底部胸腔ROI肺部區(qū)域左上角、右上角、左下角及右下角肺實質(zhì)種子點的方法如下:
[0013]首先，將求取的胸腔ROI肺部區(qū)域最小外接矩形沿x、y方向平均分為四個區(qū)域，SP左上角區(qū)域、右上角區(qū)域、左下角區(qū)域及右下角區(qū)域；最小外接矩形的左上角坐標為(xl，yl)，右上角坐標為(x2，yl)，左下角坐標為(xl，y2)，右下角坐標為(x2，y2)，則x方向的中間線方程為mid_x= (xl+x2)/2, y方向的中間線方程為mid_y = (yl+y2)/2 ；
[0014]①左上角肺實質(zhì)種子點選取:
[0015]以左上角(xl，yl)為旋轉(zhuǎn)點，向左上角區(qū)域輻射旋轉(zhuǎn)射線，旋轉(zhuǎn)射線以最小外接矩形的上邊界線y = yl、最小外接矩形的左邊界線X = xl、中間線mid—x和mid—y為邊界線.
[0016]左上角旋轉(zhuǎn)射線的方程如下:
[0017]y-yl = tan ( θ ) (χ-χ?), θ e [O, π /2]且 xl < χ < mid_x 且 yl < y < mid_y
[0018]以左上角(xl，yl)作為旋轉(zhuǎn)點，以左上角旋轉(zhuǎn)射線方程作為旋轉(zhuǎn)射線，從旋轉(zhuǎn)角度Θ =0旋轉(zhuǎn)到Θ = Ji/2;對每條Θ角方向的旋轉(zhuǎn)射線做如下處理:沿著Θ角方向的旋轉(zhuǎn)射線掃描旋轉(zhuǎn)射線{(X，y) |xl彡X彡mid_x且yl彡y彡mid_y}內(nèi)每個像素點(x, y)，當發(fā)現(xiàn)沿旋轉(zhuǎn)射線方向存在η個連續(xù)的白色像素點時，停止掃描，記錄下η個連續(xù)白色像素點的第一個像素點為(xleft-up，yleft-up)，求該點到左上角點(xl，yl)的距離d(9);最后求取Θ e [O, /2)內(nèi)最小d(0)對應(yīng)的像素點(xleft_up，yleft_up)作為左上角肺實質(zhì)種子點；如果左上角區(qū)域無肺實質(zhì)，則該區(qū)域無肺實質(zhì)種子點；
[0019]②右上角肺實質(zhì)種子點選取:
[0020]以右上角(x2，yl)為旋轉(zhuǎn)點，向右上角區(qū)域輻射旋轉(zhuǎn)射線，旋轉(zhuǎn)射線以最小外接矩形的上邊界線y = yl、最小外接矩形的右邊界線X = χ2、中間線mid_x和mid_y為邊界線.-^4 ，
[0021]右上角旋轉(zhuǎn)射線的方程如下:
[0022]y-yl = tan ( Θ ) (χ-χ2)，Θ e [ ji /2, π ]且 mid_x 彡χ<χ2 且 yl<y 彡 mid_y
[0023]以右上角(x2，yl)作為旋轉(zhuǎn)點，以右上角旋轉(zhuǎn)射線方程作為旋轉(zhuǎn)射線，從旋轉(zhuǎn)角度Θ = Ji/2旋轉(zhuǎn)到Θ = ji ;對每條Θ角方向的旋轉(zhuǎn)射線做如下處理:沿著Θ角方向的旋轉(zhuǎn)射線掃描旋轉(zhuǎn)射線{(x，y) |mid_x彡X彡x2且yl彡y彡mid_y}內(nèi)每個像素點(x,y),當發(fā)現(xiàn)沿旋轉(zhuǎn)射線方向存在η個連續(xù)的白色像素點時，停止掃描，記錄下η個連續(xù)白色像素點的第一個像素點(Xright-up，yright-up)，求該點到右上角點(x2，YD的距離d ( Θ );最后求取Θ e 0/2，31)內(nèi)最小d(9)對應(yīng)的像素點(XHght-up，yright-up)作為右上角肺實質(zhì)種子點；如果右上角區(qū)域無肺實質(zhì)，則該區(qū)域無肺實質(zhì)種子點；
[0024]③左下角肺實質(zhì)種子點選取
[0025]以左下角(xl，y2)為旋轉(zhuǎn)點，向左下角區(qū)域輻射旋轉(zhuǎn)射線，旋轉(zhuǎn)射線以最小外接矩形的下邊界線y = y2、最小外接矩形的左邊界線X = xl、中間線mid_x和mid_y為邊界線.-^4 ，
[0026]左下角旋轉(zhuǎn)射線的方程如下:
[0027]y-y2 = tan ( θ ) (χ-χ?), θ e [3π/2,2π]且 χ1<χ< mid_x 且 mid_y ^ y ^ y2
[0028]以左下角(xl，y2)作為旋轉(zhuǎn)點，以左下角旋轉(zhuǎn)射線方程作為旋轉(zhuǎn)射線，從旋轉(zhuǎn)角度Θ =3 Ji/2旋轉(zhuǎn)到Θ =231 ;對每條Θ角方向的旋轉(zhuǎn)射線做如下處理:沿著Θ角方向的旋轉(zhuǎn)射線掃描旋轉(zhuǎn)射線{(x，y) |xl < X < mid_x且mid_y ^ y ^ y2}內(nèi)每個像素點(x,y)，當發(fā)現(xiàn)沿旋轉(zhuǎn)射線方向存在η個連續(xù)的白色像素點時,停止掃描,記錄下η個連續(xù)白色像素點的第一個像素點(Xieft-d。?，yieft-d。?)，left-down取其英文含義:左下,下同，求該點到左下角點(xl，y2)的距離d(0);最后選擇Θ e (3 3i/2,2 3i]內(nèi)最小d(0)對應(yīng)的像素點(Xleft-down^left-down)作為左下角肺實質(zhì)種子點；如果左下角區(qū)域無肺實質(zhì)(全為黑色區(qū)域)，則該區(qū)域無肺實質(zhì)種子點；
[0029]④右下角肺實質(zhì)種子點選取
[0030]以右下角(x2，y2)為旋轉(zhuǎn)點，向右下角區(qū)域輻射旋轉(zhuǎn)射線，旋轉(zhuǎn)射線以最小外接矩形的下邊界線y = y2、最小外接矩形的右邊界線X = x2、中間線mid_x和mid_y為邊界線。
[0031]右下角旋轉(zhuǎn)射線的方程如下:
[0032]y-y2 = tan ( θ ) (χ-χ2), θ ￡[;η,3π/2]且 mid_x < χ < χ2 且 mid_y ^ y ^ y2
[0033]以右下角(x2，y2)作為旋轉(zhuǎn)點，以右下角旋轉(zhuǎn)射線方程作為旋轉(zhuǎn)射線，從旋轉(zhuǎn)角度Θ = Π旋轉(zhuǎn)到Θ =3 31/2;對每條Θ角方向的旋轉(zhuǎn)射線做如下處理:沿著Θ角方向的旋轉(zhuǎn)射線掃描旋轉(zhuǎn)射線Kx，y) mid_x彡X彡x2且mid_y彡y彡y2}內(nèi)每個像素點(x,y)，當發(fā)現(xiàn)沿旋轉(zhuǎn)射線方向存在η個連續(xù)的白色像素點時,停止掃描,記錄下η個連續(xù)白色像素點的第一個像素點(Xright-d。?，Light-d。?)，求該點到右下角點(x2，y2)的距離d( Θ );最后選擇Θ e [ JI，3 31 /2)內(nèi)最小d( Θ )對應(yīng)的像素點(Xright-dOTn，yright-d。?)作為右下角肺實質(zhì)種子點；如果右下角區(qū)域無肺實質(zhì)，則該區(qū)域無肺實質(zhì)種子點。
[0034]所述的方法，還包括步驟D，所述步驟D是采用八鄰域區(qū)域增長法對種子點進行增長，步驟如下:
[0035]第I步，定義一個布爾類型標志數(shù)組flag[512] [512]，用來存放胸腔ROI肺部區(qū)域的像素點的所屬類型，即是屬于肺實質(zhì)區(qū)域還是殘留的氣管與主支氣管等噪聲區(qū)域，如果落在肺實質(zhì)區(qū)域，則存放true，否則存放false，初始時flag[512] [512]中全部存放false ；
[0036]第2步，采用左右掃描和四個角旋轉(zhuǎn)掃描得到肺實質(zhì)種子點集，從其中選擇一個種子點(X，y)開始；
[0037]第3 步，將 flag[x] [y]設(shè)置為 true ；
[0038]第4步，在種子點的八鄰域像素中尋找與種子像素有相同或相似性質(zhì)的像素，并將這些像素合并到種子像素所在的區(qū)域中；
[0039]第5步，將這些新像素當作新的種子點，轉(zhuǎn)到第3步繼續(xù)進行上述過程，直到該種子區(qū)域增長結(jié)束；
[0040]第6步，選擇肺實質(zhì)種子點集中的下一個種子點，轉(zhuǎn)到第3步繼續(xù)進行上述過程，直到肺實質(zhì)種子點集中的所有種子點都增長結(jié)束；
[0041]第7步，遍歷胸腔ROI肺部區(qū)域圖像，將不在肺實質(zhì)區(qū)域(即flag數(shù)組中值為false的像素點)的像素值全設(shè)置為零值。
[0042]所述的方法，四個角旋轉(zhuǎn)掃描尋找肺實質(zhì)種子點中η = 3，Θ =5° ;左右掃描尋找肺實質(zhì)種子點中的η = 5。
[0043]所述的方法，詳細步驟如下:
[0044](I)讀取某人的CT圖像序列及其對應(yīng)的PET圖像序列所在的文件夾；
[0045](2)從(I)讀入的文件夾中讀取該人的一張CT圖像及其對應(yīng)的PET圖像；
[0046](3)對讀入的 CT 圖像通過 RescaleIntensityImageFilter 將 CT 值調(diào)整為 O ?255之間；
[0047](4)對CT值調(diào)整后的CT圖像采用基于迭代計算獲得最佳閾值的方法進行二值化處理，得到肺CT 二值圖像；
[0048](5)對肺CT 二值圖像提取它的感興趣區(qū)域ROI ；
[0049](6)對ROI采用區(qū)域增長法消除包括機床、物品在內(nèi)的噪聲，得到ROI的胸腔CT 二值圖像；
[0050](7)對ROI的胸腔CT 二值圖像采用區(qū)域增長法去除胸腔ROI非肺部區(qū)域；
[0051](8)對于肺上、中部位胸腔R0I，采用所述的左右掃描尋找肺實質(zhì)種子點，對于肺底部位胸腔R0I，采用所述的四個角旋轉(zhuǎn)掃描去除(7)處理后圖像中殘留的氣管與主支氣管等噪聲；采用八鄰域區(qū)域生長法去除(7)處理后圖像中殘留的氣管與主支氣管等噪聲；
[0052](9)細化處理生成CT圖像掩模；
[0053](10)將CT圖像掩?？s小4倍得到PET圖像掩模；
[0054](11)依照CT圖像掩模和PET圖像掩模分割出肺實質(zhì)CT圖像和肺實質(zhì)PET圖像。
[0055](12)判斷是否是最后一張CT/PET圖像，如果否，轉(zhuǎn)到(2)繼續(xù)讀入該人的下一張CT圖像及其對應(yīng)的PET圖像，如果是，則序列分割結(jié)束，
[0056]所述的方法，所述步驟(4)中，基于迭代計算獲得最佳閾值的方法，該方法的基本步驟如下:
[0057]第I步，設(shè)置初始閾值T =(圖像最大亮度值+圖像最小亮度值)/2 ；
[0058]第2步，使用閾值T分割圖像，獲得兩個像素集B(body voxels)和N(nonbodyvoxels)；
[0059]第3步，分別計算出像素集B和N的均值μ b和μ η ;
[0060]第4步，計算新的閾值:
[0061]T = HklBL

2
[0062]第5步，重復(fù)2?4步，直到迭代條件滿足為止，即T的迭代差值小于預(yù)定的參數(shù)時停止迭代。
[0063]所述的方法，為了消除視野外數(shù)據(jù)對閾值計算的影響，對自動閾值法進行了修正，令K為圖像的像素數(shù)(默認為512x512)，L為視野外數(shù)據(jù)的像素數(shù)，將所述第4步新閾值的計算公式修改為:
[0064]T = i^ + Mn^K/(K-L)o

2
[0065]所述的方法，所述步驟(5)，對ROI取左上角坐標(110，60)，右下角坐標(400，420)。
[0066]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果為:
[0067]本發(fā)明克服現(xiàn)有技術(shù)中的缺陷，方法簡單、易于實現(xiàn)，且分割速度是手工分割速度的15倍。
[0068]2.通過使用本發(fā)明的技術(shù)，能準確高效地分割出肺各部位圖像，最大程度保證了肺實質(zhì)分割效果。
[0069]3.本發(fā)明為肺部三維可視化做了良好的準備。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0070]圖1是本發(fā)明對肺實質(zhì)分割去噪的方法的流程圖。
[0071]圖2是本發(fā)明以肺底部為例描述的分割去噪的方法的總體實現(xiàn)框圖。
[0072]圖3是本發(fā)明方法對肺實質(zhì)分割去噪過程中，某人肺部上、中、下部位PET-CT圖像分割的效果對比圖。
[0073]圖4是肺上部、肺中部常見形態(tài)；a肺上部常見形態(tài)，b肺中部常見形態(tài)。
[0074]圖5是肺下部的常見形態(tài)；a左上角常見形態(tài)，b右上角常見形態(tài)，c左下角兩種常見形態(tài)，d右下角常見形態(tài)，e肺底部常見形態(tài)組合情況。
[0075]圖6是對肺上部和肺中部采用左右掃描尋找肺實質(zhì)種子點的原理描述圖。
[0076]圖7是對肺底部采用四個角旋轉(zhuǎn)掃描尋找肺實質(zhì)種子點的原理描述圖。
[0077]圖8是八鄰域區(qū)域生長算法中種子像素點的八鄰域位置描述。
[0078]圖9是本發(fā)明一種用四個角旋轉(zhuǎn)掃描對肺實質(zhì)分割去噪的分割效果與常用的區(qū)域生長分割去噪效果的對比圖；a是原始CT圖像，b是醫(yī)師手工分割的肺部區(qū)域圖像，c是使用常用的區(qū)域生長算法分割去噪后的肺部圖像，d是經(jīng)過四個角旋轉(zhuǎn)掃描方法分割去噪后的肺部區(qū)域圖像。
[0079]圖10是本發(fā)明一種用四個角旋轉(zhuǎn)掃描對肺實質(zhì)分割去噪后的三維重建效果與常用的區(qū)域生長分割去噪后的三位重建效果對比圖^是采用常用的區(qū)域生長算法分割去噪后的三維重建效果，b是用左右掃描和四個角旋轉(zhuǎn)掃描對肺實質(zhì)分割去噪后的三維重建效果O

【具體實施方式】
[0080]以下結(jié)合具體實施例，對本發(fā)明進行詳細說明。
[0081]參照圖1、2，本發(fā)明方法的實現(xiàn)流程如下:
[0082](I)讀取某人的CT圖像序列及其對應(yīng)的PET圖像序列所在的文件夾。
[0083](2)從(I)讀入的文件夾中讀取該人的一張CT圖像及其對應(yīng)的PET圖像。
[0084](3)對讀入的CT圖像通過RescaleIntensityImageFilter (圖像亮度調(diào)整濾波器)將CT值調(diào)整為O?255之間。
[0085](4)對CT值調(diào)整后的CT圖像采用基于迭代計算的閾值法進行二值化處理，得到肺CT 二值圖像。
[0086](5)對肺CT 二值圖像提取它的感興趣區(qū)域ROI (Reg1n oflnterest)。
[0087](6)對ROI采用區(qū)域增長法消除機床、物品等噪聲，得到ROI的胸腔CT 二值圖像。
[0088](7)對ROI的胸腔CT 二值圖像采用區(qū)域增長法去除胸腔ROI非肺部區(qū)域。
[0089](8)對于肺上、中部位胸腔R0I，采用左右掃描尋找肺實質(zhì)種子點，對于肺底部位胸腔R0I，采用四個角旋轉(zhuǎn)掃描尋找肺實質(zhì)種子點。然后采用八鄰域區(qū)域生長算法去除(7)處理后圖像中殘留的氣管與主支氣管等噪聲。
[0090](9)細化處理(開運算、閉運算等圖像形態(tài)學(xué)操作)生成CT圖像掩模。
[0091]細化處理主要用到了開運算和閉運算，開運算是消除高于其鄰近點的孤立點，開運算結(jié)果是消除圖像中細小的對象，在纖細點處分離對象，平滑較大對象的邊界的同時不明顯改變其面積。對于肺部圖像進行開運算，采用圓形核，可以磨光肺實質(zhì)邊緣，使圖像的尖角轉(zhuǎn)化為背景。閉運算是消除低于其鄰近點的孤立點，對于肺部圖像進行閉運算，采用圓形核，填充肺部二值圖像目標內(nèi)細小孔洞、連接斷開的鄰近對象、平滑對象邊界的同時不明顯改變其面積。
[0092](10)將CT圖像掩?？s小4倍得到PET圖像掩模。
[0093](11)依照CT圖像掩模和PET圖像掩模分割出肺實質(zhì)CT圖像和肺實質(zhì)PET圖像。
[0094](12)判斷是否是最后一張CT/PET圖像，如果否，轉(zhuǎn)到(2)繼續(xù)讀入該人的下一張CT圖像及其對應(yīng)的PET圖像，如果是，則序列分割結(jié)束。
[0095]圖3選取了肺部具有代表性的三個典型部位(上、中、下)，來描述肺部PET-CT圖像序列分割各部位的分割流程和效果。
[0096]參考圖4和圖5，本發(fā)明通過統(tǒng)計分析，得到不同部位的肺部和噪聲的不同形態(tài)，進而對不同部位的進行不同的去噪處理。以下對本發(fā)明的方法進行具體描述，其具體步驟為:
[0097]I) CT 值調(diào)整
[0098]由于肺CT圖像其CT值處于-1OOOHu到+100Hu之間，不方便對其進行二值化處理，所以在進行肺CT圖像二值化處理之前，應(yīng)該對肺CT圖像進行CT值調(diào)整預(yù)處理，對輸入圖像的像素強度值進行線性變換，將原有的CT值調(diào)整為灰度值，范圍為O?255。
[0099]2) 二值化處理
[0100]肺部低CT值與周圍組織高CT值的強烈對比，使得閾值化分割算法成為肺實質(zhì)分割最常用的方法。本文采用最佳迭代閾值算法，來動態(tài)的獲得不同CT圖像的分割閾值，從統(tǒng)計學(xué)的角度出發(fā)，考慮圖像的整體信息。這樣得到的閾值，可以得到比較好的分割結(jié)果。
[0101]由于目標區(qū)域(肺實質(zhì))和背景的灰度值有部分重疊，難以選擇一個固定的全局閾值對圖像進行分割，因此本文應(yīng)用了基于迭代計算獲得最佳閾值的方法，該方法的基本步驟如下:
[0102]第I步，設(shè)置初始閾值T =(圖像最大亮度值+圖像最小亮度值)/2 ；
[0103]第2步，使用閾值T分割圖像，獲得兩個像素集B(body voxels)和N(nonbodyvoxels):
[0104]第3步，分別計算出像素集B和N的均值μ b和μ η ;
[0105]第4步，計算新的閾值:
[0106]Τ = ^±Β?

2
[0107]第5步，重復(fù)2?4步，直到迭代條件滿足為止，即T的迭代差值小于預(yù)定的參數(shù)時停止迭代。
[0108]為了消除視野外數(shù)據(jù)(極低CT值)對閾值計算的影響，本文對自動閾值法進行了修正，令K為圖像的像素數(shù)(默認為512x512)，L為視野外數(shù)據(jù)的像素數(shù)，將上述第4步新閾值的計算公式修改為:
[0109]T = ^M^K/(K-L)

2
[0110]3)提取感興趣區(qū)域(ROI)
[0111]肺部區(qū)域在一張CT圖像中所占比例較小，所在范圍比較固定，所以沒有必要對整張CT圖像進行處理。為了減少數(shù)據(jù)處理量，本文提出了感興趣區(qū)域ROI提取的方法。該方法利用統(tǒng)計學(xué)方法，對15個人近1000張肺部CT圖像進行統(tǒng)計分析發(fā)現(xiàn)，對ROI取左上角坐標(110，60)，右下角坐標(400，420)時肺實質(zhì)分割效果良好。確定ROI的坐標范圍后，使用經(jīng)典的區(qū)域生長算法得到含氣管、支氣管等噪聲的肺部區(qū)域。
[0112]4)左右掃描和四個角旋轉(zhuǎn)掃描去噪
[0113]四個角旋轉(zhuǎn)掃描去除胸腔ROI肺部區(qū)域中殘留的氣管與主支氣管等噪聲的詳細過程如下:
[0114]A.提取胸腔ROI肺部區(qū)域的最小外接矩形，對胸腔ROI肺部區(qū)域圖像從左、右、上、下掃描，求取肺部區(qū)域的最小外接矩形的左邊界、右邊界、上邊界、下邊界。
[0115]B.肺部部位通過簡單的規(guī)則進行判斷，由于肺上部只能采用左右掃描尋找種子點，肺下部只能采用四個角旋轉(zhuǎn)掃描尋找種子點，肺中部既可以采用左右掃描也可以采用四個角旋轉(zhuǎn)掃描尋找種子點，所以部位判斷的重點是把上部和底部區(qū)分開。采用的方法是根據(jù)肺序列的數(shù)目m，設(shè)定一個百分比P，使得上部全在序列號i < m.P的集合中，底部全在序列號m.P彡i彡m的集合中。
[0116]C.尋找種子點方法如下:
[0117]a.參考圖6，對于肺上、中部位胸腔R0I，采用左右掃描尋找肺實質(zhì)種子點。
[0118]選取肺上、中部位胸腔ROI肺部區(qū)域左右肺實質(zhì)種子點的方法是對胸腔ROI肺部區(qū)域最小外接矩形圖像沿著左右兩邊向中間掃描每個像素點，當發(fā)現(xiàn)沿I方向存在η個連續(xù)的白色像素點時，停止掃描，把η個連續(xù)白色像素點的第一個像素點作為種子點。這里η的選擇很重要，η值太小容易受噪聲影響，不能準確找到肺實質(zhì)種子點，η值太大不僅增加程序運行時間而且也可能找不到肺實質(zhì)種子點。所以η值選擇要適中，本文中設(shè)置了 η =5。通過左右掃描，得到了左右肺實質(zhì)的種子點。
[0119]b.參考圖7，對于肺底部位胸腔R0I，采用四個角旋轉(zhuǎn)掃描尋找肺實質(zhì)種子點。
[0120]選取肺底部位胸腔ROI肺部區(qū)域左上角、右上角、左下角及右下角肺實質(zhì)種子點的方法如下:
[0121]首先，將求取的胸腔ROI肺部區(qū)域最小外接矩形沿x、y方向平均分為四個區(qū)域，SP左上角區(qū)域、右上角區(qū)域、左下角區(qū)域及右下角區(qū)域。最小外接矩形的左上角坐標為(xl，yl)，右上角坐標為(x2，yl)，左下角坐標為(xl，y2)，右下角坐標為(x2，y2)，則x方向的中間線方程為mid_x = (xl+x2)/2, y方向的中間線方程為mid_y = (yl+y2)/2。
[0122]①左上角肺實質(zhì)種子點選取
[0123]以左上角(xl, yl)為旋轉(zhuǎn)點，向左上角區(qū)域輻射旋轉(zhuǎn)射線,旋轉(zhuǎn)射線以最小外接矩形的上邊界線y = yl、最小外接矩形的左邊界線X = xl、中間線mid_x和mid_y為邊界線。
[0124]左上角旋轉(zhuǎn)射線的方程如下:
[0125]y-yl = tan ( Θ ) (χ-χ?)，Θ e [0，π /2]且 xl 彡 χ 彡 mid_x 且 yl 彡 y 彡 mid_y
[0126]基本思想:以左上角(xl，yl)作為旋轉(zhuǎn)點，以左上角旋轉(zhuǎn)射線方程作為旋轉(zhuǎn)射線，從旋轉(zhuǎn)角度Θ =0(包含在內(nèi))旋轉(zhuǎn)到Θ = 31/2(不包含在內(nèi)，tan (Ji/2)不存在)。對每條Θ角方向的旋轉(zhuǎn)射線做如下處理:沿著Θ角方向的旋轉(zhuǎn)射線掃描旋轉(zhuǎn)射線{(X，y) |xl <xi^mid_x且yl <y；^mid_y}內(nèi)每個像素點(x，y)，當發(fā)現(xiàn)沿旋轉(zhuǎn)射線方向存在η個連續(xù)的白色像素點時，停止掃描，記錄下η個連續(xù)白色像素點的第一個像素點為(xleft-up，Yieft-up)，left-up取其英文含義:左上，下同，求該點到左上角點(xl，yl)的距離d( Θ )。最后求取Θ e [O, 31/2)內(nèi)最小d(9)對應(yīng)的像素點(xleft_up, yleft-up)作為左上角肺實質(zhì)種子點。如果左上角區(qū)域無肺實質(zhì)(全為黑色區(qū)域)，則該區(qū)域無肺實質(zhì)種子點。
[0127]②右上角肺實質(zhì)種子點選取
[0128]以右上角(x2，yl)為旋轉(zhuǎn)點，向右上角區(qū)域輻射旋轉(zhuǎn)射線，旋轉(zhuǎn)射線以最小外接矩形的上邊界線y = yl、最小外接矩形的右邊界線X = χ2、中間線mid_x和mid_y為邊界線。
[0129]右上角旋轉(zhuǎn)射線的方程如下:
[0130]y-yl = tan ( θ ) (χ-χ2), θ e [ Ji /2, π]且 mid_x <χ<χ2 且 yl<y< mid_y
[0131]基本思想:以右上角(x2，yl)作為旋轉(zhuǎn)點，以右上角旋轉(zhuǎn)射線方程作為旋轉(zhuǎn)射線，從旋轉(zhuǎn)角度Θ = π/2 (不包含在內(nèi)，tan (31/2)不存在)旋轉(zhuǎn)到Θ = Ji (包含在內(nèi))。對每條Θ角方向的旋轉(zhuǎn)射線做如下處理:沿著Θ角方向的旋轉(zhuǎn)射線掃描旋轉(zhuǎn)射線{(X，y) |mid_x彡X彡x2且yl彡y彡mid_y}內(nèi)每個像素點(x，y)，當發(fā)現(xiàn)沿旋轉(zhuǎn)射線方向存在η個連續(xù)的白色像素點時，停止掃描，記錄下η個連續(xù)白色像素點的第一個像素點(Xright-up，yright-up)，right-up取其英文含義:右上,下同，求該點到右上角點(x2, yl)的距離d( Θ )。最后求取θ e 0/2，31)內(nèi)最小d(9)對應(yīng)的像素點(Xright-up，yright-up)作為右上角肺實質(zhì)種子點。如果右上角區(qū)域無肺實質(zhì)(全為黑色區(qū)域)，則該區(qū)域無肺實質(zhì)種子點。
[0132]③左下角肺實質(zhì)種子點選取
[0133]以左下角(xl，y2)為旋轉(zhuǎn)點，向左下角區(qū)域輻射旋轉(zhuǎn)射線，旋轉(zhuǎn)射線以最小外接矩形的下邊界線y = y2、最小外接矩形的左邊界線X = xl、中間線mid_x和mid_y為邊界線。
[0134]左下角旋轉(zhuǎn)射線的方程如下:
[0135]y-y2 = tan ( θ ) (χ-χ?), θ e [3π/2，2π]且 χ1<χ< mid_x 且 mid_y ^ y ^ y2
[0136]基本思想:以左下角(xl，y2)作為旋轉(zhuǎn)點，以左下角旋轉(zhuǎn)射線方程作為旋轉(zhuǎn)射線，從旋轉(zhuǎn)角度Θ = 3π/2(不包含在內(nèi)，tan(3Ji/2)不存在)旋轉(zhuǎn)到θ =2π (包含在內(nèi))。對每條Θ角方向的旋轉(zhuǎn)射線做如下處理:沿著Θ角方向的旋轉(zhuǎn)射線掃描旋轉(zhuǎn)射線{(X，y) |xl彡X彡mid_x且mid_y彡y彡y2}內(nèi)每個像素點(x，y)，當發(fā)現(xiàn)沿旋轉(zhuǎn)射線方向存在η個連續(xù)的白色像素點時，停止掃描，記錄下η個連續(xù)白色像素點的第一個像素點(xleft-dOTn，yirft-d。?)，left-down取其英文含義:左下,下同，求該點到左下角點(xl，y2)的距離d(0)。最后選擇Θ e (3 /2,2 Ji]內(nèi)最小d(0)對應(yīng)的像素點(x—n，yleft-dOTn)作為左下角肺實質(zhì)種子點。如果左下角區(qū)域無肺實質(zhì)(全為黑色區(qū)域)，則該區(qū)域無肺實質(zhì)種子點。
[0137]④右下角肺實質(zhì)種子點選取
[0138]以右下角(x2，y2)為旋轉(zhuǎn)點，向右下角區(qū)域輻射旋轉(zhuǎn)射線，旋轉(zhuǎn)射線以最小外接矩形的下邊界線y = y2、最小外接矩形的右邊界線X = x2、中間線mid_x和mid_y為邊界線。
[0139]右下角旋轉(zhuǎn)射線的方程如下:
[0140]y-y2 = tan ( θ ) (χ-χ2), θ e[ji,3:n/2]且 mid_x < χ < χ2 且 mid_y ^ y ^ y2
[0141]基本思想:以右下角(x2，y2)作為旋轉(zhuǎn)點，以右下角旋轉(zhuǎn)射線方程作為旋轉(zhuǎn)射線，從旋轉(zhuǎn)角度Θ = 包含在內(nèi))旋轉(zhuǎn)到Θ =3ji/2(不包含在內(nèi)，tan (3 /2)不存在)。對每條Θ角方向的旋轉(zhuǎn)射線做如下處理:沿著Θ角方向的旋轉(zhuǎn)射線掃描旋轉(zhuǎn)射線{(X, y) |mid_x彡x彡x2且mid_y ^ y ^ y2}內(nèi)每個像素點(x, y)，當發(fā)現(xiàn)沿旋轉(zhuǎn)射線方向存在η個連續(xù)的白色像素點時，停止掃描，記錄下η個連續(xù)白色像素點的第一個像素點(xright-down? Yright-down)，right-down取其英文含義:右下，下同，求該點到右下角點(x2，y2)的距離d(e)。最后選擇Θ e [ JI ,3 31/2)內(nèi)最小d( Θ )對應(yīng)的像素點(X
right-down? ^right-down^
作為右下角肺實質(zhì)種子點。如果右下角區(qū)域無肺實質(zhì)(全為黑色區(qū)域)，則該區(qū)域無肺實質(zhì)種子點。
[0142]四個角旋轉(zhuǎn)掃描尋找肺實質(zhì)種子點中η和Θ的選擇很重要，η值太小容易受噪聲影響，不能準確找到左上角肺實質(zhì)種子點，η值太大不僅增加程序運行時間而且也可能找不到肺實質(zhì)種子點。所以η值選擇要適中，本文中設(shè)置了 η = 3。Θ值太大可能跨越肺實質(zhì)區(qū)域，找不到肺實質(zhì)種子點，Θ值太小增加程序運行時間。所以Θ值選擇也要適中，本文中設(shè)置了 Θ =5°。通過四個角旋轉(zhuǎn)掃描，得到了四區(qū)域肺實質(zhì)的種子點，不一定每個區(qū)域都存在種子點。
[0143]D，八鄰域區(qū)域增長法步驟如下:
[0144]第I步，定義一個布爾類型標志數(shù)組flag[512] [512](本文所研究的CT圖像的像素數(shù)為512X512)，用來存放胸腔ROI肺部區(qū)域的像素點的所屬類型，即是屬于肺實質(zhì)區(qū)域還是殘留的氣管與主支氣管等噪聲區(qū)域，如果落在肺實質(zhì)區(qū)域，則存放true，否則存放false，初始時 flag[512] [512]中全部存放 false
[0145]第2步，采用左右掃描和四個角旋轉(zhuǎn)掃描得到肺實質(zhì)種子點集，從其中選擇一個種子點(X，y)開始；
[0146]第3 步，將 flag[x] [y]設(shè)置為 true
[0147]第4步，在種子點的八鄰域像素(參照圖8)中尋找與種子像素有相同或相似性質(zhì)的像素，并將這些像素合并到種子像素所在的區(qū)域中；
[0148]第5步，將這些新像素當作新的種子點，轉(zhuǎn)到第3步繼續(xù)進行上述過程，直到該種子區(qū)域增長結(jié)束；
[0149]第6步，選擇肺實質(zhì)種子點集中的下一個種子點，轉(zhuǎn)到第3步繼續(xù)進行上述過程，直到肺實質(zhì)種子點集中的所有種子點都增長結(jié)束；
[0150]第7步，遍歷胸腔ROI肺部區(qū)域圖像，將不在肺實質(zhì)區(qū)域(即flag數(shù)組中值為false的像素點)的像素值全設(shè)置為零值。
[0151]5)細化處理生成掩模及分割出肺實質(zhì)
[0152]細化處理主要用到了開運算和閉運算，開運算是消除高于其鄰近點的孤立點，開運算結(jié)果是消除圖像中細小的對象，在纖細點處分離對象，平滑較大對象的邊界的同時不明顯改變其面積。對于肺部圖像進行開運算，采用圓形核，可以磨光肺實質(zhì)邊緣，使圖像的尖角轉(zhuǎn)化為背景。
[0153]閉運算是消除低于其鄰近點的孤立點，對于肺部圖像進行閉運算，采用圓形核，填充肺部二值圖像目標內(nèi)細小孔洞、連接斷開的鄰近對象、平滑對象邊界的同時不明顯改變其面積。
[0154]肺部圖像經(jīng)過細化處理后就得到了 CT掩模，再依照CT掩模分割出它的肺實質(zhì)圖像。
[0155]該方法應(yīng)用基于迭代計算的閾值法獲得肺實質(zhì)圖像，并對其進行了修正，消除了視野外數(shù)據(jù)的影響。在此基礎(chǔ)上，本文提出了一種左右掃描和四個角旋轉(zhuǎn)掃描方法去除不屬于肺實質(zhì)區(qū)的其它噪聲(主要是氣管和主支氣管)，最后應(yīng)用數(shù)學(xué)形態(tài)學(xué)的方法對分割的結(jié)果進行平滑邊界等處理，生成了肺實質(zhì)區(qū)域的掩模，依照掩模從原始肺圖像中分割出肺實質(zhì)區(qū)域。
[0156]參考圖9和圖10，圖9是本發(fā)明一種用四個角旋轉(zhuǎn)掃描對肺實質(zhì)分割去噪的分割效果與常用的區(qū)域生長分割去噪效果的對比圖，a是原始CT圖像，b是醫(yī)師手工分割的肺部區(qū)域圖像，c是使用常用的區(qū)域生長算法分割去噪后的肺部圖像，d是經(jīng)過本發(fā)明的方法分割去噪后的肺部區(qū)域圖像。圖中可以看出:常用的區(qū)域生長算法在去除方框內(nèi)的噪聲的同時也遺漏了一部分肺部區(qū)域，而本發(fā)明的方法在準確去除噪聲的同時，保證了肺部區(qū)域分割的完整性。
[0157]圖10是本發(fā)明一種用四個角旋轉(zhuǎn)掃描對肺實質(zhì)分割去噪后的三維重建效果與常用的區(qū)域生長分割去噪后的三位重建效果對比圖，a是采用常用的區(qū)域生長算法分割去噪后的三維重建效果，b是用左右掃描和四個角旋轉(zhuǎn)掃描對肺實質(zhì)分割去噪后的三維重建效果。圖中可以看出:常用的區(qū)域生長算法不能完整分割肺部，三維重建的肺底部明顯有一部分缺失，而經(jīng)本發(fā)明的方法分割后的肺部重建后，肺底部飽滿完整，沒有缺失。
[0158]以上所述，僅為本發(fā)明較佳的【具體實施方式】，本發(fā)明的保護范圍不限于此，任何熟悉本【技術(shù)領(lǐng)域】的技術(shù)人員在本發(fā)明披露的技術(shù)范圍內(nèi)，可顯而易見地得到的技術(shù)方案的簡單變化或等效替換均落入本發(fā)明的保護范圍內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.一種用左右掃描和四個角旋轉(zhuǎn)掃描對肺實質(zhì)分割去噪的方法，其特征在于，包括以下步驟: A，提取胸腔ROI肺部區(qū)域的最小外接矩形，對胸腔ROI肺部區(qū)域圖像從左、右、上、下掃描，求取肺部區(qū)域的最小外接矩形的左邊界、右邊界、上邊界、下邊界； B，由于肺上部只能采用左右掃描尋找種子點，肺下部只能采用四個角旋轉(zhuǎn)掃描尋找種子點，肺中部既可以采用左右掃描也可以采用四個角旋轉(zhuǎn)掃描尋找種子點，所以肺部部位判斷的重點是把上部和底部區(qū)分開；采用的方法是根據(jù)肺序列的數(shù)目m，設(shè)定一個百分比P，使得上部全在序列號i < m.P的集合中,底部全在序列號m.P彡i彡m的集合中； C，所述步驟B中尋找種子點方法如下: a、對于肺上、中部位胸腔R0I，采用左右掃描尋找肺實質(zhì)種子點； 選取肺上、中部位胸腔ROI肺部區(qū)域左右肺實質(zhì)種子點的方法是對胸腔ROI肺部區(qū)域最小外接矩形圖像沿著左右兩邊向中間掃描每個像素點，當發(fā)現(xiàn)沿I方向存在η個連續(xù)的白色像素點時，停止掃描，把η個連續(xù)白色像素點的第一個像素點作為種子點； b、對于肺底部位胸腔R0I，采用四個角旋轉(zhuǎn)掃描尋找肺實質(zhì)種子點； 選取肺底部胸腔ROI肺部區(qū)域左上角、右上角、左下角及右下角肺實質(zhì)種子點的方法如下: 首先，將求取的胸腔ROI肺部區(qū)域最小外接矩形沿x、y方向平均分為四個區(qū)域，即左上角區(qū)域、右上角區(qū)域、左下角區(qū)域及右下角區(qū)域；最小外接矩形的左上角坐標為(xl，yl)，右上角坐標為(x2，yl)，左下角坐標為(xl，y2)，右下角坐標為(x2，y2)，則x方向的中間線方程為mid_x= (xl+x2)/2, y方向的中間線方程為mid_y = (yl+y2)/2 ； ①左上角肺實質(zhì)種子點選取: 以左上角(xl，yl)為旋轉(zhuǎn)點，向左上角區(qū)域輻射旋轉(zhuǎn)射線，旋轉(zhuǎn)射線以最小外接矩形的上邊界線y = yl、最小外接矩形的左邊界線X = xl、中間線mid_x和mid_y為邊界線； 左上角旋轉(zhuǎn)射線的方程如下:
y-yl = tan ( θ ) (χ-χ?), θ e [O, π /2]且 xl < χ < mid_x 且 yl < y < mid_y 以左上角(xl，yl)作為旋轉(zhuǎn)點，以左上角旋轉(zhuǎn)射線方程作為旋轉(zhuǎn)射線，從旋轉(zhuǎn)角度Θ=O旋轉(zhuǎn)到Θ = Ji/2;對每條Θ角方向的旋轉(zhuǎn)射線做如下處理:沿著Θ角方向的旋轉(zhuǎn)射線掃描旋轉(zhuǎn)射線{(X，y) I xl彡X彡mid_x且yl彡y彡mid_y}內(nèi)每個像素點(x, y),當發(fā)現(xiàn)沿旋轉(zhuǎn)射線方向存在η個連續(xù)的白色像素點時，停止掃描，記錄下η個連續(xù)白色像素點的第一個像素點為(xleft-up，yleft-up)，求該點到左上角點(xl，yl)的距離d(9);最后求取Θ e [O, /2)內(nèi)最小d(0)對應(yīng)的像素點(xleft_up，yleft_up)作為左上角肺實質(zhì)種子點；如果左上角區(qū)域無肺實質(zhì)，則該區(qū)域無肺實質(zhì)種子點； ②右上角肺實質(zhì)種子點選取: 以右上角(x2，yl)為旋轉(zhuǎn)點，向右上角區(qū)域輻射旋轉(zhuǎn)射線，旋轉(zhuǎn)射線以最小外接矩形的上邊界線y = yl、最小外接矩形的右邊界線X = χ2、中間線mid_x和mid_y為邊界線； 右上角旋轉(zhuǎn)射線的方程如下:
y-yl = tan ( θ ) (χ-χ2), θ e [ ji /2, η ]且 mid_x <χ<χ2 且 yl<y< mid_y 以右上角(x2，yl)作為旋轉(zhuǎn)點，以右上角旋轉(zhuǎn)射線方程作為旋轉(zhuǎn)射線，從旋轉(zhuǎn)角度Θ=π/2旋轉(zhuǎn)到Θ = Ji ;對每條Θ角方向的旋轉(zhuǎn)射線做如下處理:沿著Θ角方向的旋轉(zhuǎn)射線掃描旋轉(zhuǎn)射線{(X，y) mid_x <χ?^χ2且mid_y}內(nèi)每個像素點(x, y),當發(fā)現(xiàn)沿旋轉(zhuǎn)射線方向存在η個連續(xù)的白色像素點時，停止掃描，記錄下η個連續(xù)白色像素點的第一個像素點(Xright-up，yright-up)，求該點到右上角點(x2，YD的距離d ( Θ );最后求取Θ e 0/2，31)內(nèi)最小d(9)對應(yīng)的像素點(XHght-up，yright-up)作為右上角肺實質(zhì)種子點；如果右上角區(qū)域無肺實質(zhì)，則該區(qū)域無肺實質(zhì)種子點； ③左下角肺實質(zhì)種子點選取 以左下角(XI，12)為旋轉(zhuǎn)點，向左下角區(qū)域輻射旋轉(zhuǎn)射線，旋轉(zhuǎn)射線以最小外接矩形的下邊界線y = y2、最小外接矩形的左邊界線X = xl、中間線mid_x和mid_y為邊界線；左下角旋轉(zhuǎn)射線的方程如下:
y-y2 = tan ( θ ) (χ-χ?), θ e [3π/2，2π]且 χ1<χ< mid_x 且 mid_y ^ y ^ y2以左下角(xl，y2)作為旋轉(zhuǎn)點，以左下角旋轉(zhuǎn)射線方程作為旋轉(zhuǎn)射線，從旋轉(zhuǎn)角度θ=3 31/2旋轉(zhuǎn)到Θ =231 ;對每條Θ角方向的旋轉(zhuǎn)射線做如下處理:沿著Θ角方向的旋轉(zhuǎn)射線掃描旋轉(zhuǎn)射線Kx，y) |xl彡X彡mid_x且mid_y ^ y ^ y2}內(nèi)每個像素點(x,y)，當發(fā)現(xiàn)沿旋轉(zhuǎn)射線方向存在η個連續(xù)的白色像素點時，停止掃描，記錄下η個連續(xù)白色像素點的第一個像素點(Xieft-d。?，yieft-d。?)，left-down取其英文含義:左下,下同，求該點到左下角點(xl，y2)的距離d(0);最后選擇Θ e (3 n/2,2 n ]內(nèi)最小d(0)對應(yīng)的像素點(xleft_down，yleft-d0J作為左下角肺實質(zhì)種子點；如果左下角區(qū)域無肺實質(zhì)(全為黑色區(qū)域)，則該區(qū)域無肺實質(zhì)種子點； ④右下角肺實質(zhì)種子點選取 以右下角(x2，y2)為旋轉(zhuǎn)點，向右下角區(qū)域輻射旋轉(zhuǎn)射線，旋轉(zhuǎn)射線以最小外接矩形的下邊界線y = y2、最小外接矩形的右邊界線X = x2、中間線mid_x和mid_y為邊界線；右下角旋轉(zhuǎn)射線的方程如下:
y-y2 = tan ( θ ) (χ-χ2), θ e [π,3π/2]且 mid_x < χ < χ2 且 mid_y ^ y ^ y2以右下角(x2，y2)作為旋轉(zhuǎn)點，以右下角旋轉(zhuǎn)射線方程作為旋轉(zhuǎn)射線，從旋轉(zhuǎn)角度Θ=^旋轉(zhuǎn)到Θ =3 31/2;對每條Θ角方向的旋轉(zhuǎn)射線做如下處理:沿著Θ角方向的旋轉(zhuǎn)射線掃描旋轉(zhuǎn)射線{(X，y) |mid_x彡X彡x2且mid_y ^ y ^ y2}內(nèi)每個像素點(x, y)，當發(fā)現(xiàn)沿旋轉(zhuǎn)射線方向存在η個連續(xù)的白色像素點時，停止掃描，記錄下η個連續(xù)白色像素點的第一個像素點(Xright-d。?，yright-d。?)，求該點到右下角點(x2, y2)的距離d( θ );最后選擇Θ e [31 ,3 31/2)內(nèi)最小d( Θ )對應(yīng)的像素點(xHght-dOTn，yright-down)作為右下角肺實質(zhì)種子點；如果右下角區(qū)域無肺實質(zhì)，則該區(qū)域無肺實質(zhì)種子點。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，還包括步驟D，所述步驟D是采用八鄰域區(qū)域增長法對種子點進行增長，步驟如下: 第I步，定義一個布爾類型標志數(shù)組flag[512] [512]，用來存放胸腔ROI肺部區(qū)域的像素點的所屬類型，即是屬于肺實質(zhì)區(qū)域還是殘留的氣管與主支氣管等噪聲區(qū)域，如果落在肺實質(zhì)區(qū)域，則存放true，否則存放false，初始時flag[512] [512]中全部存放false ； 第2步，采用左右掃描和四個角旋轉(zhuǎn)掃描得到肺實質(zhì)種子點集，從其中選擇一個種子點(X，y)開始； 第3步,將flag[x] [y]設(shè)置為true ； 第4步，在種子點的八鄰域像素中尋找與種子像素有相同或相似性質(zhì)的像素，并將這些像素合并到種子像素所在的區(qū)域中； 第5步，將這些新像素當作新的種子點，轉(zhuǎn)到第3步繼續(xù)進行上述過程，直到該種子區(qū)域增長結(jié)束； 第6步，選擇肺實質(zhì)種子點集中的下一個種子點，轉(zhuǎn)到第3步繼續(xù)進行上述過程，直到肺實質(zhì)種子點集中的所有種子點都增長結(jié)束； 第7步，遍歷胸腔ROI肺部區(qū)域圖像，將不在肺實質(zhì)區(qū)域(即flag數(shù)組中值為false的像素點)的像素值全設(shè)置為零值。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，四個角旋轉(zhuǎn)掃描尋找肺實質(zhì)種子點中η=3,Θ = 5° ;左右掃描尋找肺實質(zhì)種子點中的η = 5。
4.根據(jù)權(quán)利要求1-3任一所述的方法，其特征在于，詳細步驟如下: (1)讀取某人的CT圖像序列及其對應(yīng)的PET圖像序列所在的文件夾； (2)從(I)讀入的文件夾中讀取該人的一張CT圖像及其對應(yīng)的PET圖像； (3)對讀入的CT圖像通過RescaleIntensityImageFilter將CT值調(diào)整為灰度值，范圍為O?255 ; (4)對CT值調(diào)整后的CT圖像采用基于迭代計算獲得最佳閾值的方法進行二值化處理，得到肺CT 二值圖像； (5)對肺CT二值圖像提取它的感興趣區(qū)域ROI ； (6)對ROI采用區(qū)域增長法消除包括機床、物品在內(nèi)的噪聲，得到ROI的胸腔CT二值圖像； (7)對ROI的胸腔CT二值圖像采用區(qū)域增長法去除胸腔ROI非肺部區(qū)域； (8)對于肺上、中部位胸腔R0I，采用所述的左右掃描尋找肺實質(zhì)種子點，對于肺底部位胸腔R0I，采用所述的四個角旋轉(zhuǎn)掃描尋找肺實質(zhì)種子點；采用八鄰域區(qū)域生長法去除(7)處理后圖像中殘留的氣管與主支氣管等噪聲； (9)細化處理生成CT圖像掩模； (10)將CT圖像掩?？s小4倍得到PET圖像掩模； (11)依照CT圖像掩模和PET圖像掩模分割出肺實質(zhì)CT圖像和肺實質(zhì)PET圖像； (12)判斷是否是最后一張CT/PET圖像，如果否，轉(zhuǎn)到(2)繼續(xù)讀入該人的下一張CT圖像及其對應(yīng)的PET圖像，如果是，則序列分割結(jié)束。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的方法，其特征在于，所述步驟(4)中，基于迭代計算獲得最佳閾值的方法，該方法的基本步驟如下: 第I步，設(shè)置初始閾值T =(圖像最大亮度值+圖像最小亮度值)/2 ； 第2步，使用閾值T分割圖像，獲得兩個像素集B (body voxels)和N (nonbodyvoxels)； 第3步，分別計算出像素集B和N的均值μ b和μη; 第4步，計算新的閾值: 一 2~ 第5步，重復(fù)2?4步，直到迭代條件滿足為止，即T的迭代差值小于預(yù)定的參數(shù)時停止迭代。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的方法，其特征在于，為了消除視野外數(shù)據(jù)對閾值計算的影響，對自動閾值法進行了修正，令K為圖像的像素數(shù)(默認為512x512)，L為視野外數(shù)據(jù)的像素數(shù)，將所述第4步新閾值的計算公式修改為: τ {μΒ + μη)^Κ/{Κ-1)I =O
2
7.根據(jù)權(quán)利要求4所述的方法，其特征在于，所述步驟(5)，對ROI取左上角坐標(110，60)，右下角坐標(400，420)。
【文檔編號】G06T5/00GK104268893SQ201410545665
【公開日】2015年1月7日 申請日期:2014年10月16日 優(yōu)先權(quán)日:2014年10月16日
【發(fā)明者】趙涓涓, 紀國華, 強彥, 胡洋洋, 廖曉磊, 呂鯉志 申請人:太原理工大學(xué)