一種基于足部側(cè)位x線片圖像的縱弓三角形勾畫(huà)方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于圖像處理領(lǐng)域，尤其涉及一種基于足部側(cè)位X線片圖像的縱弓三角形勾畫(huà)方法。
【背景技術(shù)】
[0002]醫(yī)學(xué)上常用X線檢查作為輔助檢查方法之一。臨床上常用的X線檢查方法有透視和攝片兩種。透視較經(jīng)濟(jì)、方便，并可隨意變動(dòng)受檢部位作多方面的觀察，但不能留下客觀的記錄，也不易分辨細(xì)節(jié)。攝片能使受檢部位結(jié)構(gòu)清晰地顯示于X線片上，并可作為客觀記錄長(zhǎng)期保存，以便在需要時(shí)隨時(shí)加以研宄或在復(fù)查時(shí)作比較。
[0003]目前，足部側(cè)位經(jīng)常通過(guò)X線進(jìn)行拍攝獲得足部側(cè)位X線片圖像。但是，從該足部側(cè)位X線片圖像很難獲得清晰的足部側(cè)位骨骼，不利于不懂或初識(shí)X線片圖像的人辨識(shí)出足部側(cè)位骨骼。而且，根據(jù)足部側(cè)位X線片圖像無(wú)法清晰獲取包含有內(nèi)側(cè)縱弓三角形和外側(cè)縱弓三角形的足部側(cè)位X線片圖像。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]為了解決現(xiàn)有技術(shù)的缺點(diǎn)，本發(fā)明提供一種基于足部側(cè)位X線片圖像的縱弓三角形勾畫(huà)方法。
[0005]本發(fā)明采用以下技術(shù)方案:
[0006]一種基于足部側(cè)位X線片圖像的縱弓三角形勾畫(huà)方法，包括:
[0007]步驟(I):獲取參考足部側(cè)位X線片圖像和待處理足部側(cè)位X線片圖像；
[0008]步驟⑵:對(duì)參考及待處理足部側(cè)位X線片圖像進(jìn)行去噪及增強(qiáng)邊界特征的預(yù)處理；
[0009]步驟(3):在預(yù)處理后的參考足部側(cè)位X線片圖像上勾畫(huà)出足部側(cè)位所有的骨骼輪廓，每一所述骨骼輪廓的邊沿處設(shè)有若干輪廓控制區(qū)域，若干所述輪廓控制區(qū)域間隔排列在足部側(cè)位的各個(gè)骨骼區(qū)域的邊界處；
[0010]所述輪廓控制區(qū)域的選取方法為:把所述足部側(cè)位輪廓作為一個(gè)多邊形，分別以多邊形的每個(gè)頂點(diǎn)為中心構(gòu)建輪廓控制區(qū)域，當(dāng)多邊形的兩個(gè)相鄰頂點(diǎn)之間的距離大于設(shè)定的閾值時(shí)，在該兩個(gè)相鄰頂點(diǎn)之間的骨骼輪廓上再選取至少一個(gè)像素點(diǎn)作為中心構(gòu)建輪廓控制區(qū)域；
[0011]步驟(4):分別提取所述若干輪廓控制區(qū)域的圖像紋理特征，根據(jù)圖像紋理特征，在預(yù)處理后的待處理足部側(cè)位X線片圖像上搜索，跟蹤參考足部側(cè)位X線片圖像上的每個(gè)輪廓控制區(qū)域在待處理足部側(cè)位X線片圖像上的對(duì)應(yīng)位置；
[0012]步驟(5):在待處理足部側(cè)位X線片圖像上跟蹤得到的每相鄰兩個(gè)輪廓控制區(qū)域的中心之間進(jìn)行高階插值處理，得到第一跖骨頭下緣點(diǎn)、距舟關(guān)節(jié)隙的中心點(diǎn)、跟骨關(guān)節(jié)下緣點(diǎn)、第五跖骨頭下緣點(diǎn)和跟骰關(guān)節(jié)隙的中心點(diǎn)，并分別標(biāo)記為第一標(biāo)示點(diǎn)、第二標(biāo)示點(diǎn)、第三標(biāo)示點(diǎn)、第四標(biāo)示點(diǎn)和第五標(biāo)示點(diǎn)，所述跟骨關(guān)節(jié)下緣點(diǎn)還標(biāo)記有第六標(biāo)示點(diǎn)，所述第三標(biāo)示點(diǎn)和第六標(biāo)示點(diǎn)重合；
[0013]步驟(6):在步驟(5)處理后的圖像上，以第一標(biāo)志點(diǎn)、第二標(biāo)志點(diǎn)和第三標(biāo)示點(diǎn)為頂點(diǎn)自動(dòng)勾畫(huà)內(nèi)側(cè)縱弓三角形；以第四標(biāo)志點(diǎn)、第五標(biāo)志點(diǎn)和第六標(biāo)示點(diǎn)為頂點(diǎn)自動(dòng)勾畫(huà)外側(cè)縱弓三角形；最后獲取包括內(nèi)側(cè)縱弓三角形和外側(cè)縱弓三角形的足部側(cè)位X線片圖像。
[0014]所述步驟(2)中對(duì)參考足部側(cè)位X線片圖像進(jìn)行去噪及增強(qiáng)邊界特征的預(yù)處理的具體過(guò)程，包括:
[0015]步驟(2.1):使用多尺度模型將參考足部側(cè)位X線片圖像分解為L(zhǎng)個(gè)尺度，設(shè)O為原參考足部側(cè)位X線片圖像尺度，L-1為最小尺寸尺度；
[0016]步驟(2.2):從最小尺度圖像開(kāi)始，設(shè)當(dāng)前圖像為U，判斷圖像u是否需要處理，如不需要，跳到步驟(2.4)，如果需要處理，則進(jìn)入步驟(2.3);
[0017]步驟(2.3):將圖像u分為噪音區(qū)域和結(jié)構(gòu)體區(qū)域，使用方向性各向異性濾波器，在噪音區(qū)域進(jìn)行N次擴(kuò)散濾波處理；
[0018]步驟(2.4):將最小尺度圖像升采樣至下一個(gè)大尺度，并使用多尺度模型進(jìn)行重建，將重建結(jié)果設(shè)為圖像u并重復(fù)步驟(2.1)到步驟(2.4)直到圖像u達(dá)到尺度O ;
[0019]當(dāng)圖像u達(dá)到尺度O時(shí)，判斷圖像u是否需要處理，如果需要，執(zhí)行步驟(2.3)，否則直接輸出u ;對(duì)濾波圖像進(jìn)行后處理或直接輸出結(jié)果。
[0020]所述多尺度模型為拉普拉斯金字塔模型。
[0021]所述步驟(2.4)中對(duì)濾波圖像的后處理包括對(duì)比度增強(qiáng)。
[0022]所述步驟(2.4)中對(duì)濾波圖像的后處理包括原始的參考足部側(cè)位X線片圖像融入口 ο
[0023]在使用多尺度模型進(jìn)行重建之前，對(duì)當(dāng)前尺度下的殘值圖像也進(jìn)行方向性的各項(xiàng)異性濾波。
[0024]步驟(4)中采用sobel算子提取所述若干輪廓控制區(qū)域的圖像紋理特征。
[0025]所述足部側(cè)位X線片為足部側(cè)位負(fù)重位X線片圖像。
[0026]所述足部側(cè)位X線片為足部側(cè)位非負(fù)重位X線片圖像。
[0027]本發(fā)明的有益效果為:
[0028](I)本發(fā)明的足部側(cè)位X線片圖像首先經(jīng)過(guò)去噪及增強(qiáng)邊界特征的預(yù)處理，而且處理方法簡(jiǎn)單，能夠得到清晰的足部側(cè)位X線片圖像上的所有的骨骼輪廓，這樣有助于對(duì)足部側(cè)位X線片與實(shí)際足部側(cè)位骨骼相對(duì)應(yīng)，更加直觀地了解足部側(cè)位X線片與足部側(cè)位骨骼的關(guān)系；
[0029](2)本發(fā)明通過(guò)自動(dòng)勾畫(huà)方式獲取包含有內(nèi)側(cè)縱弓三角形和外側(cè)縱弓三角形的足部側(cè)位X線片圖像；
[0030](3)本發(fā)明采用輪廓控制區(qū)域方法來(lái)控制骨骼區(qū)域的邊界，提高了勾畫(huà)的準(zhǔn)確性；
[0031](4)本發(fā)明的方法不僅適用于足部側(cè)位負(fù)重位X線片圖像，而且適用于足部側(cè)位非負(fù)重位X線片圖像。
【附圖說(shuō)明】
[0032]圖1是本發(fā)明的基于足部側(cè)位X線片圖像的縱弓三角形勾畫(huà)方法流程圖；
[0033]圖2是足部側(cè)位負(fù)重位X線片示意圖；
[0034]圖3是足部側(cè)位非負(fù)重位X線片示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0035]下面結(jié)合附圖與實(shí)施例對(duì)本發(fā)明做進(jìn)一步說(shuō)明:
[0036]實(shí)施例1:
[0037]以足部所處的狀態(tài)為負(fù)重狀態(tài)，獲取參考足部側(cè)位負(fù)重位X線片圖像和待處理足部側(cè)位負(fù)重位X線片圖像為例。
[0038]如圖1和如圖2所示，本實(shí)施例的基于足部側(cè)位X線片圖像的縱弓三角形勾畫(huà)方法，包括:
[0039]步驟(I):獲取參考足部側(cè)位負(fù)重位X線片圖像和待處理足部側(cè)位負(fù)重位X線片圖像；
[0040]步驟(2):對(duì)參考及待處理足部側(cè)位負(fù)重位X線片圖像進(jìn)行去噪及增強(qiáng)邊界特征的預(yù)處理；
[0041]步驟(3):在預(yù)處理后的參考足部側(cè)位負(fù)重位X線片圖像上勾畫(huà)出足部側(cè)位所有的骨骼輪廓，每一所述骨骼輪廓的邊沿處設(shè)有若干輪廓控制區(qū)域，若干所述輪廓控制區(qū)域間隔排列在足部側(cè)位的各個(gè)骨骼區(qū)域的邊界處；
[0042]所述輪廓控制區(qū)域的選取方法為:把所述足部側(cè)位輪廓作為一個(gè)多邊形，分別以多邊形的每個(gè)頂點(diǎn)為中心構(gòu)建輪廓控制區(qū)域，當(dāng)多邊形的兩個(gè)相鄰頂點(diǎn)之間的距離大于設(shè)定的閾值時(shí)，在該兩個(gè)相鄰頂點(diǎn)之間的骨骼輪廓上再選取至少一個(gè)像素點(diǎn)作為中心構(gòu)建輪廓控制區(qū)域；
[0043]步驟(4):分別提取所述若干輪廓控制區(qū)域的圖像紋理特征，根據(jù)圖像紋理特征，在預(yù)處理后的待處理足部側(cè)位負(fù)重位X線片圖像上搜索，跟蹤參考足部側(cè)位負(fù)重位X線片圖像上的每個(gè)輪廓控制區(qū)域在待處理足部側(cè)位負(fù)重位X線片圖像上的對(duì)應(yīng)位置；
[0044]步驟(5):在待處理足部側(cè)位負(fù)重位X線片圖像上跟蹤得到的每相鄰兩個(gè)輪廓控制區(qū)域的中心之間進(jìn)行高階插值處理，得到第一跖骨頭下緣點(diǎn)、距舟關(guān)節(jié)隙的中心點(diǎn)、跟骨關(guān)節(jié)下緣點(diǎn)、第五跖骨頭下緣點(diǎn)和跟骰關(guān)節(jié)隙的中心點(diǎn)，并分別標(biāo)記為第一標(biāo)示點(diǎn)、第二標(biāo)示點(diǎn)、第三標(biāo)示點(diǎn)、第四標(biāo)示點(diǎn)和第五標(biāo)示點(diǎn)，所述跟骨關(guān)節(jié)下緣點(diǎn)還標(biāo)記有第六標(biāo)示點(diǎn)，所述第三標(biāo)示點(diǎn)和第六標(biāo)示點(diǎn)重合；
[0045]步驟(6):在步驟(5)處理后的圖像上，以第一標(biāo)志點(diǎn)、第二標(biāo)志點(diǎn)和第三標(biāo)示點(diǎn)為頂點(diǎn)自動(dòng)勾畫(huà)內(nèi)側(cè)縱弓三角形；以第四標(biāo)志點(diǎn)、第五標(biāo)志點(diǎn)和第六標(biāo)示點(diǎn)為頂點(diǎn)自動(dòng)勾畫(huà)外側(cè)縱弓三角形；最后獲取包括內(nèi)側(cè)縱弓三角形和外側(cè)縱弓三角形的足部側(cè)位負(fù)重位X線片圖像。
[0046]所述步驟(2)中對(duì)參考足部側(cè)位X線片圖像進(jìn)行去噪及增強(qiáng)邊界特征的預(yù)處理的具體過(guò)程，包括:
[0047]步驟(2.1):使用多尺度模型將參考足部側(cè)位X線片圖像分解為L(zhǎng)個(gè)尺度，設(shè)O為原參考足部側(cè)位X線片圖像尺度，L-1為最小尺寸尺度；
[0048]步驟(2.2):從最小尺度圖像開(kāi)始，設(shè)當(dāng)前圖像為U，判斷圖像u是否需要處理，如不需要，跳到步驟(2.4)，如果需要處理，則進(jìn)入步驟(2.3);
[0049]步驟(2.3):將圖像u分為噪音區(qū)域和結(jié)構(gòu)體區(qū)域，使用方向性各向異性濾波器，在噪音區(qū)域進(jìn)行N次擴(kuò)散濾波處理；
[0050]步驟(2.4):將最小尺度圖像升采樣至下一個(gè)大尺度，并使用多尺度模型進(jìn)行重建，將重建結(jié)果設(shè)為圖像u并重復(fù)步驟(2.1)到步驟(2.4)直到圖像u達(dá)到尺度O ;
[0051]當(dāng)圖像u達(dá)到尺度O時(shí)，判斷圖像u是否需要處理，如果需要，執(zhí)行步驟(2.3)，否則直接輸出u ;對(duì)濾波圖像進(jìn)行后處理或直接輸出結(jié)果。
[0052]所述多尺度模型為拉普拉斯金字塔模型。
[0053]所述步驟(2.4)中對(duì)濾波圖像的后處理包