一種根據(jù)人體紅外醫(yī)學(xué)影像識(shí)別熱源深度的方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于紅外醫(yī)學(xué)影像應(yīng)用技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種根據(jù)人體紅外醫(yī)學(xué)影像識(shí)別熱源深度的方法。
【背景技術(shù)】
[0002]現(xiàn)有的醫(yī)用紅外熱成像技術(shù)通過人體表面溫度分布的紅外熱像可以定性地對其內(nèi)部病變進(jìn)行診斷，但不能獲得組織內(nèi)部溫度的變化及病灶的相關(guān)信息，無法對病灶進(jìn)行定位。雖然現(xiàn)有技術(shù)中已有利用紅外成像來獲取生物組織內(nèi)熱源的方法，但這種方法是在經(jīng)典生物傳熱理論的基礎(chǔ)上，通過檢測人體溫度點(diǎn)分布，利用人體表面溫度與內(nèi)熱源深度和強(qiáng)度的關(guān)系式計(jì)算得到異常溫度點(diǎn)的深度的。它不能反映物理熱學(xué)，也不能反映能量的空間分布。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]為了解決現(xiàn)有技術(shù)存在的上述問題，本發(fā)明提供了一種根據(jù)人體紅外醫(yī)學(xué)影像識(shí)別熱源深度的方法。
[0004]本發(fā)明所采用的技術(shù)方案為:一種根據(jù)人體紅外醫(yī)學(xué)影像識(shí)別熱源深度的方法，其包括以下步驟:讀取人體紅外圖像，并將人體紅外圖像轉(zhuǎn)化為灰度圖像;對灰度圖像進(jìn)行預(yù)處理;在預(yù)處理后的灰度圖像中選取種子點(diǎn)，并記錄其位置坐標(biāo)和該種子點(diǎn)處的灰度值；采用八鄰域搜索算法在種子點(diǎn)的八鄰域內(nèi)進(jìn)行區(qū)域生長，得到種子區(qū)域的面積;根據(jù)記錄的種子區(qū)域的面積，判斷急進(jìn)或倍增狀態(tài);根據(jù)有效的急進(jìn)或倍增狀態(tài)的數(shù)量，利用當(dāng)前生長次數(shù)乘以對應(yīng)器官的單位深度，得出相應(yīng)器官的深度，器官的深度即熱源的深度。
[0005]進(jìn)一步地，所述對灰度圖像進(jìn)行預(yù)處理的過程為:查找灰度圖像中所有不同的灰度值;利用所有不同的灰度值計(jì)算得到灰度平均值;將低于灰度平均值的灰度值設(shè)置為無效值。
[0006]進(jìn)一步地，所述采用八鄰域搜索算法在種子點(diǎn)的八鄰域內(nèi)進(jìn)行區(qū)域生長，得到種子區(qū)域的面積，其具體過程為:(I)以選取的種子點(diǎn)為中心，在其外圍劃定邊長為I的正方形區(qū)域作為所述種子點(diǎn)的外部生長邊界；(2)設(shè)置生長次數(shù)η和灰度級別D-value;其中，灰度級別D_value表示8位灰度圖或16位灰度圖；(3)采用八鄰域搜索算法在選取的種子點(diǎn)的八鄰域內(nèi)搜索是否有一點(diǎn)，其灰度值比種子點(diǎn)的灰度值小n*D_vaIue ； n*D_vaIue表示灰度值；如果有，則將所述點(diǎn)作為新的種子點(diǎn);每搜索到一個(gè)新的種子點(diǎn)，種子點(diǎn)區(qū)域面積加I;進(jìn)一步循環(huán)判斷新搜索到的種子點(diǎn)的八鄰域內(nèi)是否有一點(diǎn)，其灰度值比新搜索到的種子點(diǎn)的灰度值小n*D_value，直到當(dāng)前種子點(diǎn)的八鄰域內(nèi)沒有一點(diǎn)，其灰度值比種子點(diǎn)的灰度值小η*D_value;否則，停止種子區(qū)域的生長，并記錄當(dāng)前種子區(qū)域的面積；(4)判斷生長次數(shù)η是否小于或等于2;如果是，則生長次數(shù)η加I，返回步驟(3)，進(jìn)一步循環(huán)判斷種子點(diǎn)的八鄰域內(nèi)是否有一點(diǎn)，其灰度值比當(dāng)前種子點(diǎn)的灰度值小n*D_value;否則，結(jié)束二次生長。
[0007]進(jìn)一步地，所述根據(jù)記錄的種子區(qū)域的面積判斷急進(jìn)或倍增狀態(tài)的過程為:設(shè)第一次記錄的種子區(qū)域的面積為a，第二次記錄的種子區(qū)域的面積為b;如果b小于2a，則判斷為急進(jìn)狀態(tài);否則，判斷為倍增狀態(tài)。
[0008]由于采用以上技術(shù)方案，本發(fā)明的有益效果為:本發(fā)明僅利用人體紅外醫(yī)學(xué)影像的灰度圖像就能夠簡單易行地獲取生物組織內(nèi)熱源的深度。進(jìn)一步能夠根據(jù)熱源的深度獲得組織內(nèi)部溫度的變化及病灶的相關(guān)信息，從而對病灶進(jìn)行定位。
【附圖說明】
[0009]圖1是本發(fā)明根據(jù)人體紅外醫(yī)學(xué)影像識(shí)別熱源深度的方法的流程圖。
【具體實(shí)施方式】
[0010]如圖1所示，本發(fā)明提供了一種根據(jù)人體紅外醫(yī)學(xué)影像識(shí)別熱源深度的方法，其包括以下步驟:
[0011]I)讀取人體紅外圖像，并將人體紅外圖像轉(zhuǎn)化為灰度圖像；
[0012]2)對灰度圖像進(jìn)行預(yù)處理，其過程為:
[0013]查找灰度圖像中所有不同的灰度值，計(jì)算得到灰度平均值，將低于灰度平均值的灰度值設(shè)置為無效值，所述無效值不參與后續(xù)運(yùn)算。
[0014]3)在預(yù)處理后的灰度圖像中選取種子點(diǎn)，并記錄其位置坐標(biāo)(x，y)和該種子點(diǎn)處的灰度值G(x，y)。將選取的種子點(diǎn)的灰度值標(biāo)記為-1，不再對該種子點(diǎn)進(jìn)行搜索。
[0015]4)采用八鄰域搜索算法在種子點(diǎn)的八鄰域內(nèi)進(jìn)行區(qū)域生長，得到種子區(qū)域的面積，其具體過程為:
[0016](I)以選取的種子點(diǎn)為中心，在其外圍劃定邊長為I的正方形區(qū)域作為該種子點(diǎn)的外部生長邊界。
[0017](2)設(shè)置生長次數(shù)η和灰度級別D-value;其中，灰度級別D_value表示8位灰度圖或16位灰度圖。
[0018](3)采用八鄰域搜索算法在選取的種子點(diǎn)的八鄰域內(nèi)搜索是否有一點(diǎn)，其灰度值比種子點(diǎn)的灰度值小n*D_value。其中，n*D_value表示灰度值；
[0019]如果選取的種子點(diǎn)的八鄰域內(nèi)有一點(diǎn)，其灰度值比種子點(diǎn)的灰度值小n*D_value，則將該點(diǎn)作為新的種子點(diǎn)。每搜索到一個(gè)新的種子點(diǎn)，種子點(diǎn)區(qū)域面積加I，即種子點(diǎn)的數(shù)量加I。將新搜索到的種子點(diǎn)的灰度值標(biāo)記為-1，不再對該新搜索到的種子點(diǎn)進(jìn)行搜索。進(jìn)一步循環(huán)判斷新搜索到的種子點(diǎn)的八鄰域內(nèi)是否有一點(diǎn)，其灰度值比新搜索到的種子點(diǎn)的灰度值小n*D_value。直到當(dāng)前種子點(diǎn)的八鄰域內(nèi)沒有一點(diǎn)，其灰度值比種子點(diǎn)的灰度值小n*D_value0
[0020]如果選取的種子點(diǎn)的八鄰域內(nèi)沒有一點(diǎn)，其灰度值比種子點(diǎn)的灰度值小n*D_value，則停止種子區(qū)域的生長，并記錄當(dāng)前種子區(qū)域的面積。
[0021](4)判斷生長次數(shù)η是否小于或等于2;
[0022]如果是，則生長次數(shù)η加I，返回步驟(3)，進(jìn)一步循環(huán)判斷種子點(diǎn)的八鄰域內(nèi)是否有一點(diǎn)，其灰度值比當(dāng)前種子點(diǎn)的灰度值小n*D_value;否則，結(jié)束二次生長。
[0023]5)根據(jù)記錄的種子區(qū)域的面積，判斷急進(jìn)或倍增狀態(tài)；
[0024]設(shè)第一次記錄的種子區(qū)域的面積為a，第二次記錄的種子區(qū)域的面積為b;如果b小于2a，則判斷為急進(jìn)狀態(tài);否則，判斷為倍增狀態(tài)。其中，如果連續(xù)出現(xiàn)三個(gè)倍增狀態(tài)或八個(gè)以上急進(jìn)狀態(tài)，則視為無效，停止計(jì)算。
[0025]6)根據(jù)有效的急進(jìn)或倍增狀態(tài)的數(shù)量，利用當(dāng)前生長次數(shù)乘以對應(yīng)器官的單位深度，得出相應(yīng)器官的深度，所述器官的深度即熱源的深度。例如，肺部的單位深度為lcm，乳腺的單位深度為0.5cm ο
[0026]本發(fā)明方法利用紅外熱成像設(shè)備得到人體的紅外圖像，通過對人體紅外圖像的處理得到灰度圖像;在預(yù)處理后的灰度圖像中選取種子點(diǎn)，采用八鄰域搜索算法在種子點(diǎn)的八鄰域內(nèi)搜索新的種子點(diǎn)，并記錄種子區(qū)域面積;根據(jù)記錄的種子區(qū)域的面積，判斷急進(jìn)或倍增狀態(tài);再根據(jù)有效的急進(jìn)或倍增狀態(tài)的數(shù)量，熱源的深度。本發(fā)明方法從能量的空間分布的角度出發(fā)，僅利用人體紅外醫(yī)學(xué)影像的灰度圖像就能夠簡單易行地獲取生物組織內(nèi)熱源的深度。進(jìn)一步根據(jù)熱源的深度獲得組織內(nèi)部溫度的變化及病灶的相關(guān)信息，從而對病灶進(jìn)行定位。
[0027]本發(fā)明不局限于上述最佳實(shí)施方式，任何人在本發(fā)明的啟示下都可得出其他各種形式的產(chǎn)品，但不論在其形狀或結(jié)構(gòu)上作任何變化，凡是具有與本申請相同或相近似的技術(shù)方案，均落在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種根據(jù)人體紅外醫(yī)學(xué)影像識(shí)別熱源深度的方法，其包括以下步驟: 讀取人體紅外圖像，并將人體紅外圖像轉(zhuǎn)化為灰度圖像； 對灰度圖像進(jìn)行預(yù)處理； 在預(yù)處理后的灰度圖像中選取種子點(diǎn)，并記錄其位置坐標(biāo)和該種子點(diǎn)處的灰度值； 采用八鄰域搜索算法在種子點(diǎn)的八鄰域內(nèi)進(jìn)行區(qū)域生長，得到種子區(qū)域的面積； 根據(jù)記錄的種子區(qū)域的面積，判斷急進(jìn)或倍增狀態(tài)； 根據(jù)有效的急進(jìn)或倍增狀態(tài)的數(shù)量，利用當(dāng)前生長次數(shù)乘以對應(yīng)器官的單位深度，得出相應(yīng)器官的深度，器官的深度即熱源的深度。2.如權(quán)利要求1所述的一種根據(jù)人體紅外醫(yī)學(xué)影像識(shí)別熱源深度的方法，其特征在于:所述對灰度圖像進(jìn)行預(yù)處理的過程為:查找灰度圖像中所有不同的灰度值;利用所有不同的灰度值計(jì)算得到灰度平均值;將低于灰度平均值的灰度值設(shè)置為無效值。3.如權(quán)利要求1所述的一種根據(jù)人體紅外醫(yī)學(xué)影像識(shí)別熱源深度的方法，其特征在于:所述采用八鄰域搜索算法在種子點(diǎn)的八鄰域內(nèi)進(jìn)行區(qū)域生長，得到種子區(qū)域的面積，其具體過程為: (1)以選取的種子點(diǎn)為中心，在其外圍劃定邊長為I的正方形區(qū)域作為所述種子點(diǎn)的外部生長邊界； (2)設(shè)置生長次數(shù)η和灰度級別D-value;其中，灰度級別D_value表示8位灰度圖或16位灰度圖； (3)采用八鄰域搜索算法在選取的種子點(diǎn)的八鄰域內(nèi)搜索是否有一點(diǎn)，其灰度值比種子點(diǎn)的灰度值小n*D_value; n*D_value表示灰度值； 如果有，則將所述點(diǎn)作為新的種子點(diǎn);每搜索到一個(gè)新的種子點(diǎn)，種子點(diǎn)區(qū)域面積加I;進(jìn)一步循環(huán)判斷新搜索到的種子點(diǎn)的八鄰域內(nèi)是否有一點(diǎn)，其灰度值比新搜索到的種子點(diǎn)的灰度值小n*D_value，直到當(dāng)前種子點(diǎn)的八鄰域內(nèi)沒有一點(diǎn)，其灰度值比種子點(diǎn)的灰度值小n*D_value； 否則，停止種子區(qū)域的生長，并記錄當(dāng)前種子區(qū)域的面積； (4)判斷生長次數(shù)η是否小于或等于2; 如果是，則生長次數(shù)η加I，返回步驟(3)，進(jìn)一步循環(huán)判斷種子點(diǎn)的八鄰域內(nèi)是否有一點(diǎn)，其灰度值比當(dāng)前種子點(diǎn)的灰度值小n*D_value;否則，結(jié)束二次生長。4.如權(quán)利要求1所述的一種根據(jù)人體紅外醫(yī)學(xué)影像識(shí)別熱源深度的方法，其特征在于:所述根據(jù)記錄的種子區(qū)域的面積判斷急進(jìn)或倍增狀態(tài)的過程為:設(shè)第一次記錄的種子區(qū)域的面積為a，第二次記錄的種子區(qū)域的面積為b;如果b小于2a，則判斷為急進(jìn)狀態(tài);否則，判斷為倍增狀態(tài)。
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種根據(jù)人體紅外醫(yī)學(xué)影像識(shí)別熱源深度的方法，其包括以下步驟：讀取人體紅外圖像，并將人體紅外圖像轉(zhuǎn)化為灰度圖像；對灰度圖像進(jìn)行預(yù)處理；在預(yù)處理后的灰度圖像中選取種子點(diǎn)，并記錄其位置坐標(biāo)和該種子點(diǎn)處的灰度值；采用八鄰域搜索算法在種子點(diǎn)的八鄰域內(nèi)進(jìn)行區(qū)域生長，得到種子區(qū)域的面積；根據(jù)記錄的種子區(qū)域的面積，判斷急進(jìn)或倍增狀態(tài)；根據(jù)有效的急進(jìn)或倍增狀態(tài)的數(shù)量，利用當(dāng)前生長次數(shù)乘以對應(yīng)器官的單位深度，得出相應(yīng)器官的深度，器官的深度即熱源的深度。本發(fā)明的有益效果為：能夠簡單易行地獲取生物組織內(nèi)熱源的深度。
【IPC分類】A61B5/01, G06T7/00
【公開號】CN105590314
【申請?zhí)枴緾N201510850008
【發(fā)明人】田愛國, 袁云娥, 黃欽興, 吳方
【申請人】小紅象醫(yī)療科技有限公司
【公開日】2016年5月18日
【申請日】2015年11月27日