一种乳房三维图像感兴趣区域的提取方法
【专利摘要】本发明公开了一种乳房三维图像感兴趣区域的提取方法，包括：对所述乳房三维图像进行降噪处理，将所述乳房三维图像在Z轴方向上分割为k个横断面，选取所述横断面上的二维图像Ixy；通过所述二维图像Ixy的灰度信息，分别确定所述感兴趣区域在X轴方向上的内边界和外边界，以及在Y轴方向上的外边界；选取所述乳房矢状面上的二维图像Iyz，并通过其分别确定所述感兴趣区域在Z轴方向上的边界。本发明结合乳房三维图像的灰度特征，准确且有效地实现了对感兴趣区域的全自动提取。
【专利说明】一种乳房三维图像感兴趣区域的提取方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及图像处理领域，尤其涉及一种乳房三维图像感兴趣区域的提取方法。【背景技术】
[0002]乳腺癌是中老年妇女中最常见的疾病，并且发病率和死亡率正在逐年上升，而对乳腺癌的早期检测与诊断可以有效地提高乳腺癌的治愈率。在临床中，磁共振图像已经被广泛用于乳腺癌的风险预测和早期诊断。而计算机辅助诊断系统有助于提高放射科医师对三维磁共振图像的准确性和效率。在基于三维磁共振图像的计算机辅助诊断系统中，乳房的自动分割及配准是两项最基本的任务，而包含乳房的感兴趣区域(ROI)自动提取在很大程度上可以提高自动分割和配准的精度及效率。
[0003]在乳房三维图像中，背景(包括空气及胸腔)、噪声以及伪影，是图像分割和配准的主要障碍。在现有技术中，针对医学图像中感兴趣区域的确定方法有手动、自动以及两种方法相结合的半自动方法。手动方法包括显示图像和用户使用鼠标、键盘等描绘图像。目前主要基于分割以确定乳房感兴趣区域。基于三维磁共振图像手动和用户辅助的交互式分害I]，繁复、效率低且可重复性差。全自动提取乳房感兴趣区域的方法依然很少。基于灰度或梯度的自动分割方法由于灰度或梯度的多样性及可能的低对比度，分割结果准确度不高。而基于模型的分割方法要获得较好的结果需要大量的训练样本，而这些训练样本的获取则是一项更艰巨和繁复的任务。
[0004]综上所述，如何自动将所需的乳房感兴趣区域准确地提取出来，是本领域技术人员迫切需要解决的技术问题。
【发明内容】
[0005]本发明所要解决的问题是提供一种乳房三维图像感兴趣区域的提取方法，能够结合乳房三维图像的特征，准确且有效地实现对感兴趣区域的全自动提取。
[0006]为了解决上述问题，本发明提供了一种乳房三维图像感兴趣区域的提取方法，所述三维图像在人体坐标系以左右方向的冠状轴为X轴，前后方向的矢状轴为Y轴，及上下方向的垂直轴为Z轴，包括如下步骤:(I)对所述乳房三维图像进行降噪处理，将所述乳房三维图像在Z轴方向上分割为k个横断面，选取所述横断面上的二维图像Ixy ; (2)通过所述二维图像Ixy的灰度信息，分别确定所述感兴趣区域在X轴方向上的内边界和外边界，以及在
Y轴方向上的外边界；(3)选取所述乳房矢状面上的二维图像Iyz，分别确定所述感兴趣区域在Z轴方向上的边界。
[0007]上述所述一种乳房三维图像感兴趣区域的提取方法，其中，所述二维图像Ixy为第一图像Ix/和第二图像Ixy”，其中，所述第一图像Ix/为所述乳房横断面沿Z轴做最大值投影而得到的图像，所述第二图像Ixy”为所述乳房横断面沿Z轴做平均值投影而得到的图像。
[0008]上述所述一种乳房三维图像感兴趣区域的提取方法，其中，所述感兴趣区域在X轴方向上的内边界的确定过程如下:在所述第一图像Ix/中，通过边缘检测得到所述感兴趣区域的边界线；选取所述边界线上的点Pi,计算所述点Pi与其前面第m个点的连线和所述点Pi与其后面第m个点的连线之间的夹角余弦值；根据所述夹角余弦值，确定所述感兴趣区域在X轴方向上的内边界。
[0009]上述所述一种乳房三维图像感兴趣区域的提取方法，其中，所述感兴趣区域在X轴方向上的外边界的确定过程如下:计算所述第二图像Ixy”的每一行所有像素点的灰度值之和，选取所述灰度值之和最大的行作为初始下边界；根据所述初始下边界和所述第一图像Ix/的灰度变化，确定所述感兴趣区域在X轴方向上的第一外边界和第二外边界，即为所述X轴方向上的外边界。
[0010]上述所述一种乳房三维图像感兴趣区域的提取方法，其中，所述感兴趣区域在Y轴方向上的外边界的确定过程如下:所述X轴方向上的第一外边界和第二外边界的中心线将所述第一图像Ix/划分为第一部分和第二部分；根据所述第一图像Ixy’的灰度变化，确定点P1和点P2,并根据分别经过所述点P1和点P2且平行于所述第一图像Ix/中X轴的直线，确定所述感兴趣区域在Y轴方向上的第一外边界和第二外边界；根据所述初始下边界与Y轴交点的Y坐标值y0,计算所述乳房三维图像的第i层横断面与其Y轴交点的Y坐标值Ji,根据经过所述交点且平行于所述第i层横断面中X轴的直线，确定所述感兴趣区域在Y轴方向上的第三外边界，其中，i表示所述乳房三维图像的第i层横断面的层次。
[0011]上述所述一种乳房三维图像感兴趣区域的提取方法，其中，所述坐标值yi的计算
公式为:
[0012]
【权利要求】
1.一种乳房三维图像感兴趣区域提取方法，所述三维图像在人体坐标系以左右方向的冠状轴为X轴，前后方向的矢状轴为Y轴，及上下方向的垂直轴为Z轴,其特征在于,包括如下步骤: (1)对所述乳房三维图像进行降噪处理，将所述乳房三维图像在Z轴方向上分割为k个横断面，选取所述横断面上的二维图像Ixy; (2)通过所述二维图像Ixy的灰度信息，分别确定所述感兴趣区域在X轴方向上的内边界和外边界，以及在Y轴方向上的外边界； (3)选取所述乳房矢状面上的二维图像Iyz，分别确定所述感兴趣区域在Z轴方向上的边界。
2.如权利要求1所述的感兴趣区域提取方法，其特征在于，所述二维图像Ixy包括第一图像Ix/和第二图像Ixy”，其中，所述第一图像Ix/为所述乳房横断面沿Z轴做最大值投影而得到的图像，所述第二图像Ixy”为所述乳房横断面沿Z轴做平均值投影而得到的图像。
3.如权利要求1或2所述的感兴趣区域提取方法，其特征在于，所述感兴趣区域在X轴方向上的内边界的确定过程如下: 1)在所述第一图像Ix/中，通过边缘检测得到所述感兴趣区域的边界线； 2)选取所述边界线上的点Pi,计算所述点Pi与其前面第m个点的连线和所述点Pi与其后面第m个点的连线之间的夹角余弦值； 3)根据所述夹角余弦值，确定所述感兴趣区域在X轴方向上的内边界。
4.如权利要求1或2所述的感兴趣区域提取方法，其特征在于，所述感兴趣区域在X轴方向上的外边界的确定过程如下: 1)计算所述第二图像Ixy”每一行所有像素点的灰度值之和，选取所述灰度值之和最大的行作为初始下边界； 2)根据所述初始下边界和所述第一图像Ix/的灰度变化，确定所述感兴趣区域在X轴方向上的第一外边界和第二外边界，即为所述X轴方向上的外边界。
5.如权利要求4所述的感兴趣区域提取方法，其特征在于，所述感兴趣区域在Y轴方向上的外边界的确定过程如下: 1)所述X轴方向上的第一外边界和第二外边界的中心线将所述第一图像Ix/划分为第一部分和第二部分； 2)根据所述第一图像Ix/的灰度变化，确定点P1和点P2,并根据分别经过所述P1和点P2且平行于所述第一图像Ix/中X轴的直线，确定所述感兴趣区域在Y轴方向上的第一外边界和第二外边界； 3)根据所述初始下边界与Y轴交点的Y坐标值y0，计算所述乳房三维图像的第i层横断面与其Y轴交点的Y坐标值yi;根据经过所述交点且平行于所述第i层横断面中X轴的直线，确定所述感兴趣区域在Y轴方向上的第三外边界，其中，i表示所述乳房三维图像的横断面的层次。
6.如权利要求5所述的感兴趣区域提取方法，其特征在于，所述坐标值yi的计算公式为:
7.如权利要求5所述的感兴趣区域提取方法，其特征在于，所述感兴趣区域在Z轴方向上的外边界的确定过程如下: 1)分别选取所述点P1和点P2各自所在的矢状面前后η层沿X轴做最大值投影，得到二维第一图像Iyz’和二维第二图像Iyz”，其中，所述二维图像Iyz包括所述二维第一图像Iyz’和二维第二图像Iyz”； 2)所述第一图像Iyz’和第二图像Iyz”通过边缘检测，确定所述感兴趣区域在Z轴方向上的边界。
【文档编号】G06K9/46GK103914697SQ201210591683
【公开日】2014年7月9日 申请日期:2012年12月29日 优先权日:2012年12月29日
【发明者】连燕云, 姜娈, 李强 申请人:上海联影医疗科技有限公司