[发明专利]胸部数字影像的心胸比测量方法

摘要

胸部数字影像的心胸比测量方法,属于测量与图像处理领域,技术要点是：分割前对图像预处理，此预处理技术通过前后两次不同高斯误差参数的选择，得到不同的骨架图像，在构造合理滤波函数的基础上，再构造适合肋骨宽度的结构算子进行顶帽操作，最后对顶帽操作后的图像进行一次阈值化处理，得到肺叶初步二值化图像，通过调整滤波函数的误差参数，得到胸廓外缘骨架图像，对外缘骨架和肺叶间的空隙进行填充，得到肺叶二值化图像，将此二值化图像所在矩形区域作为感兴趣区域，重新计算此感兴趣区域的灰度阈值，从而得到最终的肺叶二值化图像。本方法使得医生阅片的同时自动计算出心胸比率，给出准确的定位点。

主权项

1.一种胸部数字影像的心胸比测量方法，其特征在于：包括如下步骤：步骤1：对加载的胸部影像进行下采样和高斯滤波，得到预处理图像；步骤2：对预处理图像做顶帽操作，取顶帽图像操作后的图像非0的部分，得到胸部骨架图像，并对胸部骨架进行填充，填充后的区域作为感兴趣区域；步骤3：选择胸部骨架包含的感兴趣区域，计算预处理灰度图像在此感兴趣区域内的灰度阈值，由此阈值得到肺叶二值化图像，形态学操作去除非肺叶对象；步骤4：找出胸廓骨架，高斯滤波，将滤波图像宽高扩大若干个像素，进行顶帽操作，取顶帽操作后的图像大于0的部分，得到另一胸廓骨架图像，且该所述高斯滤波与步骤1中的高斯滤波的滤波函数参数不同，对骨架进行标记，根据标记骨架数申请累加器数量；步骤5：对步骤3中所述肺叶二值化图像进行标记，计算左右两片肺叶各自的重心，根据两片肺叶的重心坐标找出两片肺叶的中间分割线，对于重心位于肺叶分割线左侧的肺叶，从肺叶的左侧边界出发寻找步骤4中胸廓骨架图像的第一个骨架点，记录下此骨架点对应的骨架标记，相应骨架的累加器加1，从左肺尖开始向下依此方法逐行扫描，遇到标记相同的骨架，对应的骨架累加器加1，最后选择累加器结果最大的标记骨架作为胸廓左侧外缘；对于重心位于肺叶分割线右侧的肺叶，从肺叶的右侧边界出发寻找步骤4中第一个骨架点，记录下此骨架点对应的骨架标记，相应骨架的累加器加1，从右侧肺尖开始向下依此方法逐行扫描，遇到标记相同的骨架，对应的骨架累加器加1，最后选择累加器结果最大的标记骨架作为胸廓右侧外缘；步骤6：补充肺叶的肺尖、肺底、肺叶外缘；对于左侧肺叶，从肺尖开始沿左侧边界向左出发，填充肺叶边界与左胸廓外缘之间的空隙，依此方法填充到肺底；对于右侧肺叶，从肺尖开始沿右侧边界向右出发，填充肺叶与右侧胸廓外缘之间的空隙，依此方法填充到肺底；步骤7：肺底丢失处理：当肺叶最底行内侧边缘点距同侧胸廓外缘内侧距离大于5个像素时：对左侧肺叶，从肺叶最底行开始，自肺叶中间分割线向左扫描到胸廓骨架外缘内侧，保存各像素点图像灰度，计算其灰度一阶梯度，找出一阶梯度过零点，换算到图像对应点，填充此点到胸廓骨架外缘之间的空隙；计算此点和胸廓骨架外缘内侧的距离，若该距离小于5个像素，则肺底补充完毕，否则依此方法向下扫描50行止；对右侧肺叶，从肺叶最底行开始，自肺叶中间分割线向右扫描到胸廓骨架外缘内侧，保存各像素点图像灰度，计算其灰度一阶梯度，找出一阶梯度过零点，换算到图像对应点，填充此点到胸廓骨架外缘之间的空隙；计算此点和胸廓骨架外缘内侧的距离，若该距离小于5个像素，则肺底补充完毕，否则依此方法向下扫描50行止；步骤8：将补充完的肺叶图像减去胸廓外缘图像得到肺叶图像；步骤9：二次二值化：将步骤8得到的肺叶所在矩形区域作为感兴趣区域，重新计算感兴趣区域内的灰度阈值，并根据此阈值计算感兴趣区域内的二值化图像，并以步骤8所得到的二值化图像为模板，去除非肺叶部分，得到肺叶二值化图像；步骤10：计算心胸比：定位左侧肺叶心隔角：找出左侧肺叶靠近心脏一侧边缘的所有凸包点，凸包点是逆时针的顺序，且出发点在肺底，凸包点横坐标大于肺叶重心横坐标的第一个凸包点为心隔角位置点(px,py)，记下此凸包点；由心隔角向上从中间分界线出发分别向左右寻找左右心脏的最大横截径T1，T2；过(px,py)点向两侧肺叶外缘延伸，相交于两点(lx,py),(rx,py)，连接两点的线段为胸廓横径T，心胸比R=(T1+T2)/(T)。