图像拼接方法及装置制造方法
【专利摘要】一种图像拼接方法及装置，用于对三维数字减影血管造影图像进行拼接，所述方法包括：获取第一体数据和第二体数据，所述第一体数据和第二体数据分别为用于拼接的相邻造影图像的重叠区域的体数据；分别将所述第一体数据和所述第二体数据进行最大密度投影，得到与第一体数据对应的第一图像和与所述第二体数据对应的第二图像；对所述第一图像和第二图像进行二维配准；根据所述二维配准的结果对所述第一体数据和第二体数据进行三维配准；对根据所述三维配准结果校正后的所述用于拼接的相邻造影图像的重叠区域进行图像融合，以实现对图像的拼接。该方法可以有效提升三维配准算法的准确度，有效缩短图像的拼接处理时间。
【专利说明】图像拼接方法及装置
【技术领域】
[0001 ] 本发明涉及医学图像处理方法，尤其涉及一种图像拼接方法及图像拼接装置。
【背景技术】
[0002]血管造影检查目前是诊断血管性疾病的主要方法，是一种介入检测方法。血管造影是指将造影剂注入血管里，通过成像设备的扫描，使目的血管显影，从而可以发现血管狭窄和闭塞的部位。通常所述血管造影是指数字减影血管造影，具体地，在注入造影剂之前，首先进行第一次成像，并用计算机将图像转换成数字信号储存起来，注入造影剂之后，再次成像并转换成数字信号；两次数字信号相减得到减影图像，减影图像中消除了骨骼和软组织的影响，使血管得以清晰显示，例如数字减影血管造影(DSA, Digital Subtract1nAng1graphy,)、磁共振血管造影(MRA, Magnetic Resonance Ang1graphy), CT 血管造影(CTA, CT Ang1graphy)。随着介入放射学的发展,血管造影已经成为临床的一种重要的诊断方法，在头颈部及中枢神经系统疾病、心脏大血管疾病及肿瘤和外周血管疾病的诊断和治疗中都发挥着重要作用。
[0003]但在血管造影检查中，通常有着被检查部位远大于图像检测器面积的矛盾。医生需要获得包含全身的或大范围的图像，以便更好地观察完整的或大视野的血管系统。然而，由于技术的限制或者扫描计划的不连续性，医生可能获得的是一系列的三维体数据。例如由于扫描板尺寸的限制，使用MRA扫描无法一次性得到大视野的图像，需要对目标大视野进行几次连续的扫描，相邻两次的扫描包含重叠区域，从而得到一系列含有重叠区域的三维体数据。
[0004]通过对一系列三维体数据进行位置配准，可以将这多个体数据拼接成一个全景的三维体数据，例如将多个三维减影血管造影图像拼接成一个全景的三维减影血管造影图像。
[0005]为了将多个分段的减影血管造影体数据合成一个全景减影血管造影体数据，拼接会成为必要的图像后处理应用。
[0006]现有技术中存在多种图像拼接的方法，在图像拼接的过程中，由于在成像过程中，病人床板的位移、每次扫描时技师对扫描范围的更改以及病人自身的运动等因素，都会导致扫描得到的用于拼接的各图像在同一个坐标系中没有对准，必须经过坐标配准后，才能将各图像的重叠区域融合，进而拼成更大的全景图。
[0007]但在对用于拼接的图像进行配准的过程中，由于减影血管造影图像信噪比较低、图像拼接的重叠区域图像信息差异较大等因素的影响，难以取得较好的配准效果，图像配准算法的精度较低，且由于三维减影血管造影图像的数据量较大，会导致需要较长的拼接处理时间。
【发明内容】
[0008]本发明解决的问题是图像拼接过程中图像配准精度较低，且拼接处理时间较长的问题。
[0009]为解决上述问题，本发明技术方案提供一种图像拼接方法，用于对三维数字减影血管造影图像进行拼接，所述方法包括:
[0010]获取第一体数据和第二体数据，所述第一体数据和第二体数据分别为用于拼接的相邻造影图像的重叠区域的体数据；
[0011]分别将所述第一体数据和所述第二体数据进行最大密度投影，得到与第一体数据对应的第一图像和与所述第二体数据对应的第二图像；
[0012]对所述第一图像和第二图像进行二维配准；
[0013]根据所述二维配准的结果对所述第一体数据和第二体数据进行三维配准；
[0014]对根据所述三维配准结果校正后的所述用于拼接的相邻造影图像的重叠区域进行图像融合，以实现对图像的拼接。
[0015]可选的，所述用于拼接的相邻造影图像为冠状面图像、矢状面图像和横断面图像中的任意一种。
[0016]可选的，所述分别将所述第一体数据和所述第二体数据进行最大密度投影的过程包括:
[0017]分别将所述第一体数据和所述第二体数据在第一平面中进行最大密度投影，所述第一平面为所述用于拼接的造影图像所在的平面。
[0018]可选的，所述方法还包括:在获取所述第一图像和第二图像的过程中，分别获取第一像素点地图和第二像素点地图；
[0019]所述第一像素点地图中各像素点的值为所述第一体数据所有层中对应所述像素点位置处灰度值最大的像素点所在的层号，所述第二像素点地图中各像素点的值为所述第二体数据中的所有层中对应所述像素点位置处灰度值最大的像素点所在的层号，所述第一像素点地图中的各像素点与所述第一图像中的各像素点位置一一对应，所述第二像素点地图中的各像素点与所述第二图像中的各像素点位置一一对应。
[0020]可选的，所述二维配准的结果包括第一方向偏移量和第二方向偏移量；所述根据所述二维配准的结果对所述第一体数据和第二体数据进行三维配准的过程包括:
[0021]根据所述二维配准结果校正所述第二像素点地图；
[0022]确定差值范围，所述差值范围根据对应像素点的值的差值出现频率进行确定，所述对应像素点为所述第一像素点地图与校正后的第二像素点地图之间对应位置的像素占.
[0023]获取第三方向偏移量，所述第三方向偏移量为所述差值范围内的所述对应像素点的差值的均值；
[0024]根据所述第一方向偏移量、第二方向偏移量和第三方向偏移量对所述第一体数据和第二体数据进行三维配准。
[0025]可选的，所述方法还包括:米用所述第一方向偏移量、第二方向偏移量和第三方向偏移量为迭代初始值，对所述第一体数据和第二体数据进行三维配准。
[0026]可选的，所述方法还包括:在对所述第一体数据和所述第二体数据进行三维配准后，根据所述三维配准结果对用于拼接的造影图像的位置进行校正，所述三维配准结果包括所述第一方向偏移量、第二方向偏移量和第三方向偏移量。
[0027]本发明技术方案还提供一种图像拼接方法，用于对三维数字减影血管造影图像进行拼接，所述三维数字减影血管造影图像包括N个重叠区域，其特征在于，所述方法包括:对于每个重叠区域，按照以下a_d步骤处理后得到N个重叠区域的三维配准:
[0028]a.获取第一体数据和第二体数据，所述第一体数据和第二体数据分别为用于拼接的相邻造影图像的任意一个重叠区域的体数据；
[0029]b.分别将所述第一体数据和所述第二体数据进行最大密度投影，得到与第一体数据对应的第一图像和与所述第二体数据对应的第二图像；
[0030]c.对所述第一图像和第二图像进行二维配准；
[0031]d.根据所述二维配准的结果对所述第一体数据和第二体数据进行三维配准；
[0032]e.对根据所述N个重叠区域的三维配准结果校正后的所述用于拼接的相邻造影图像的重叠区域进行图像融合，以实现对图像的拼接；
[0033]其中，N为大于I的整数。
[0034]可选的，所述N个重叠区域依照所述造影图像的扫描顺序分别进行三维配准。
[0035]本发明技术方案还提供一种图像拼接装置，用于对三维数字减影血管造影图像进行拼接，所述装置包括:
[0036]获取单元，用于获取第一体数据和第二体数据，所述第一体数据和第二体数据分别为用于拼接的造影图像的重叠区域的体数据；
[0037]投影单元，用于分别将所述第一体数据和所述第二体数据进行最大密度投影，得到与第一体数据对应的第一图像和所述第二体数据对应的第二图像；
[0038]二维配准单元，用于对所述第一图像和第二图像进行二维配准；
[0039]三维配准单元，用于根据所述二维配准的结果对所述第一体数据和第二体数据进行三维配准；
[0040]拼接单元，用于对根据所述三维配准结果校正后的所述用于拼接的造影图像的重叠区域进行图像融合，以实现对图像的拼接。
[0041]与现有技术相比，本发明的技术方案具有以下优点:
[0042]通过对用于拼接的造影图像的重叠区域的体数据进行最大密度投影的操作，可以使得重叠区域的体数据的片层间原本分散的信息集中到投影后的图像中，有效提高前景图像在三维配准采样域中的占比，为配准算法提供更多的有效信息，有效提升配准算法的准确度；通过对第一图像和第二图像的配准，得到二维的配准结果，并将所述二维配准结果应用到三维配准中，可以有效降低在配准过程中容易陷入局部最优值的几率，并且方法简单、有效，可以使得三维配准算法收敛加快，提高了三维配准算法的时间性能，有效缩短图像拼接处理的时间。
【专利附图】
【附图说明】
[0043]图1是本发明技术方案提供的图像拼接方法的流程示意图；
[0044]图2是本发明技术方案提供的另一图像拼接方法的流程示意图；
[0045]图3是本发明实施例提供的坐标系示意图；
[0046]图4是本发明实施例提供的图像拼接方法的流程示意图；
[0047]图5是本发明实施例提供的图像拼接装置的结构示意图。
【具体实施方式】
[0048]现有技术中，在血管造影检查中，使用MRA扫描无法一次性得到大视野的图像，需要对目标大视野进行几次连续的扫描，相邻两次的扫描包含重叠区域，得到一系列含有重叠区域的多个分段的减影血管造影体数据，进而需要对一系列分段的减影血管造影体数据进行配准，最后将多个分段的减影血管造影体数据拼接成全景的减影血管造影体数据。
[0049]但在减影血管造影体数据拼接进行配准的过程中，由于减影血管造影图像信噪比较低、图像拼接的重叠区域图像信息差异较大等因素的影响，难以取得较好的配准效果，图像配准算法的精度较低，且由于三维减影血管造影图像的数据量较大，会导致需要较长的拼接处理时间。
[0050]为解决上述问题，本发明技术方案提供一种图像拼接方法，用于对三维数字减影血管造影图像进行拼接。
[0051]图1是本发明技术方案提供的图像拼接方法的流程示意图。
[0052]执行步骤SI，获取第一体数据和第二体数据，所述第一体数据和第二体数据分别为用于拼接的相邻造影图像的重叠区域的体数据。
[0053]在通过MRA等扫描方式得到多个分段的造影图像体数据后，对于相邻的造影图像体数据，提取所述相邻的造影图像体数据中的重叠区域，在本申请文件中，将相邻的两个造影图像体数据中的重叠区域部分所对应的体数据分别称为第一体数据和第二体数据，所述第一体数据和第二体数据即为需要进行拼接的相邻造影图像的重叠区域的体数据。
[0054]其中，所述用于拼接的相邻造影图像可以均为三维数字冠状面图像，也可以均为三维数字矢状面图像或均为三维数字横断面图像。
[0055]执行步骤S2，分别将所述第一体数据和所述第二体数据进行最大密度投影，得到与第一体数据对应的第一图像和与所述第二体数据对应的第二图像。
[0056]将所述第一体数据在第一平面中进行最大密度投影，形成第一图像；将所述第二体数据在所述第一平面中进行最大密度投影，形成第二图像。
[0057]所述第一平面为用于拼接的造影图像的成像平面，举例来说，当所述用于拼接的相邻的造影图像为三维数字冠状面图像时，则将获取的第一体数据和第二体数据分别在冠状面进行最大密度投影，若用于拼接的相邻的造影图像为三维数字矢状面图像时，则将获取的第一体数据和第二体数据分别在矢状面进行最大密度投影。
[0058]根据所述第一体数据和第二体数据在第一平面的最大密度投影，分别获取对应所述第一体数据的第一图像和对应所述第二体数据的第二图像。
[0059]执行步骤S3，对所述第一图像和第二图像进行二维配准。
[0060]将所述获取的第一图像和第二图像进行二维配准，以获取第一图像和第二图像的二维配准结果。
[0061]执行步骤S4，根据所述二维配准的结果对所述第一体数据和第二体数据进行三维配准。
[0062]在得到第一图像和第二图像的二维配准结果后，可以得到在所述第一平面内的第一方向偏移量和第二方向偏移量，则基于所述第一方向偏移量和所述第二方向偏移量，进而可以结合所述第一体数据和第二体数据中的图像层的相关信息，可以获得第三方向偏移量，实现对所述第一体数据和第二体数据的三维配准。
[0063]执行步骤S5，对根据所述三维配准结果校正后的所述用于拼接的相邻造影图像的重叠区域进行图像融合，以实现对图像的拼接。
[0064]根据第一体数据和第二体数据的三维配准结果校正所述用于拼接的相邻造影图像，对校正后的所述用于拼接的相邻造影图像的重叠区域进行图像融合，将融合后的图像作为相邻造影图像的最终拼接图像。
[0065]对于大视野的图像中的任意相邻造影图像，均可以通过如上所示出图像拼接方法实现对任意相邻造影图像的拼接。
[0066]本发明技术方案所提供的图像拼接方法，对用于拼接的造影图像的重叠区域的体数据进行最大密度投影的操作，可以使得重叠区域的体数据的片层间原本分散的信息最大化集中到投影后的图像中，有效提高前景图像在三维配准信息配准采样域中的占比，为基于像素点的灰度值统计的配准算法提供更多的有效信息，有效提升配准算法的准确度；通过对第一图像和第二图像的配准，得到二维的配准结果，并将所述二维配准结果应用到三维配准中，可以有效降低在配准过程中容易陷入局部最优值的几率，并且方法简单、有效，加快配准算法的收敛，提高配准算法的时间性能，有效缩短拼接处理的时间。
[0067]本发明技术方案还提供一种图像拼接方法，用于对当三维数字减影血管造影图像包括N个重叠区域时的图像拼接进行处理，所述N的取值为大于I的整数。
[0068]图2是本发明技术方案提供的另一种图像拼接方法的流程示意图。
[0069]执行步骤S21，对N重叠区域中的每一个重叠区域均进行三维配准，N大于I。
[0070]对于每个重叠区域，按照如图1所示出的步骤SI至步骤S4进行三维配准，具体三维配准过程请参考如上所述步骤SI至步骤S4，在此不再细述。
[0071]具体地，对N个重叠区域进行三维配准的过程中，依照所述造影图像的扫描顺序分别进行三维配准。本发明提供的技术方案并不限于所述造影图像的扫描顺序，具体的拼接顺序在此不作具体限定。
[0072]执行步骤S22，对根据所述N个重叠区域的三维配准结果校正后的所述用于拼接的相邻造影图像的重叠区域进行图像融合，以实现对图像的拼接。
[0073]对每个重叠区域均进行三维配准后，对每个重叠区域进行校正，当所有重叠区域均校正后，整体进行图像融合处理，实现对图像的拼接。
[0074]该方法可以实现对多个重叠区域的造影图像的拼接处理，有效提升配准算法的准确度，且有效缩短拼接处理的时间。
[0075]为使本发明的上述目的、特征和优点能够更为明显易懂，下面结合附图对本发明的具体实施例做详细的说明。
[0076]在本实施例中，以对MRA采集得到三维数字减影血管造影图像进行拼接为例进行说明，但本发明并不限于对MAR采集得到三维数字减影血管造影图像的拼接处理，在其他实施例中，也可以用于其他成像方法所获取的三维数字减影血管造影图像的拼接处理。
[0077]在本实施例中，以用于拼接的造影图像为冠状面图像，并具体结合病人坐标系统进行叙述，所述坐标系请参考图3，横轴X指向患者的左侧，Y轴指向患者的背部，Z轴指向患者的头部。
[0078]图4是本实施例提供的图像拼接的流程示意图。
[0079]如图4所示，首先执行步骤S401，对用于拼接的相邻造影图像的重叠区域进行裁剪，获取第一体数据和第二体数据。
[0080]对于通过MRA采集得到的位于冠状面的相邻三维数字减影血管造影图像，首先根据医学数字影像和通信标准(DICOM,Digital Imaging and Communicat1ns in Medicine)头信息的(0020 0032)标签的图像位置信息将相邻的两套造影图像的重叠区域裁剪出来制作成两套子图体数据，将所获取的造影图像的重叠区域的子图体数据分别称为第一体数据和第二体数据。
[0081]执行步骤S402，分别将所述第一体数据和第二体数据在冠状面进行最大密度投影，以获取第一图像和第二图像。
[0082]所述最大密度投影(MIP, maximum intensity project1n),有时又称为“最大亮度投影”，是在可视化平面之上投射三维空间数据的一种计算机可视化方法；其中，沿着从视点到投影平面的平行光线，各个体素密度值的所呈现的亮度将以某种方式加以衰减，并且最终在投影平面上呈现的是亮度最大的体素。
[0083]请结合参考图3，即分别将所述第一体数据和第二体数据分别在由坐标轴X和坐标轴Z轴所组成的平面上进行最大密度投影，则相应的对应第一体数据投影后得到的图像称为第一图像，将对应第二体数据投影后得到的图像称为第二图像。
[0084]执行步骤S403，获取第一像素点地图和第二像素点地图。
[0085]考虑到，所述第一图像和第二图像为位于冠状面的图像数据，则根据所述第一图像和第二图像中各像素点位置信息，可以得到所述第一图像和第二图像之间的相对位移偏移量信息，即可以得到第一图像和第二图像在如图3所示出的坐标体系中在X轴和Z轴上的偏移信息，但对于Y轴上的偏移信息是无法准确得到的，对于三维图像的配准中，X轴和Z轴上的偏移量较小，一般在Y方向上的偏移量较大，为了可以更加准确的获取第一体数据和第二体数据在坐标体系中的各个方向(乂、￥和2)的偏移量信息，此处结合考虑所述第一体数据和第二体数据中的图像层的相关信息，以获取所述第一体数据和第二体数据在Y方向上的偏移量信息。
[0086]根据所述第一体数据和第二体数据中各像素点所在的层的信息，构建第一像素点地图和第二像素点地图。
[0087]具体地，所述第一像素点地图中各像素点的值为所述第一体数据所有层中对应所述像素点位置处灰度值最大的像素点所在的层号。
[0088]在对第一体数据在冠状面进行最大密度投影获取第一图像的过程中，建立一个和所述第一图像各像素点位置一一对应的像素点图像，该图像中与所述第一图像对应位置上的像素点的像素值为所述第一体数据所有层中对应该像素点位置处灰度值最大的像素点所在的层号。举例来说，假设所述第一体数据共有80层数据，则在对所述第一体数据进行最大密度投影时，对应二维平面上的一个像素点位置，在所述第一体数据上存在80个像素点与该像素点位置对应，在将第一体数据进行最大密度投影的过程中，将与该像素点位置对应的80个像素点中灰度值最大的像素点投影到第一图像对应该像素点位置处，此时令所述灰度值最大的像素点所在的层号作为第一像素点地图中与第一图像像素点具有相同位置处的像素点的像素值，依次类推，在对第一体数据进行最大密度投影的过程中，对应所述第一图像，可以得到与所述第一图像的像素点位置一一对应的像素点地图，即所述第一像素点地图中的各像素点与所述第一图像中的各像素点位置一一对应。
[0089]同理，可以得到与所述第二图像对应的第二像素点地图，所述第二像素点地图中各像素点的值为所述第二体数据中的所有层中对应所述像素点位置处灰度值最大的像素点所在的层号，所述第二像素点地图中的各像素点与所述第二图像中的各像素点位置一一对应。
[0090]可以理解，所述第一像素点地图和第二像素点地图中每个像素点位置上记录的是在第一图像和第二图像中相同位置上的像素点的灰度值来自于第一体数据和第二体数据中的片层的层号。
[0091]执行步骤S404，对所述第一图像和第二图像进行二维配准，以获取第一体数据和第二体数据在X和Z方向上的偏移量。
[0092]可以将所述第一图像和第二图像分别作为参考图像和浮动图像，进而对参考图像和浮动图像进行二维配准。具体对参考图像和浮动图像进行二维配准的过程为本领域技术人员所熟知，在此不再赘述。
[0093]在对第一图像和第二图像进行二维配准后，记录二维配准的结果。二维配准的结果应该包含两个方向的偏移量数据，分别称为第一方向偏移量和第二方向偏移量，所述第一方向偏移量和第二方向偏移量即为第一体数据和第二体数据在X方向上的偏移量和Z方向上的偏移量。
[0094]执行步骤S405，根据X和Z方向上的偏移量对第二像素点地图进行校正。
[0095]由于第一像素点地图和第一图像中各像素点位置一一对应，而第二像素点地图和第二图像中各像素位置一一对应，则在将第一图像作为参考图像时，将第二图像作为浮动图像得到二维配准结果后，可以根据所述二维配准结果对第二像素点地图进行校正，以获得校正后的第二像素点地图。
[0096]进而基于第一像素点地图和校正后的第二像素点地图中各像素点所记录的层号数据，可以更加准确获取地获取第一体数据和第二体数据在Y方向上的偏移量。
[0097]执行步骤S406，获取第一体数据和第二体数据在Y方向上的偏移量。
[0098]第一像素点地图和第二像素点地图中各像素点位置所记录的层号的差值即表示体现该像素点在Y方向的偏移量的大小，可以根据第一像素点地图和第二像素点地图中各像素点位置所记录的层号的差值的分布概率确定第一体数据和第二体数据在Y方向上的偏移量。
[0099]首先确定差值范围，所述差值范围根据对应像素点的值的差值出现频率进行确定，所述对应像素点为所述第一像素点地图与校正后的第二像素点地图之间对应位置的像素点。具体地，统计第一像素点地图和第二像素点地图中所有对应像素点的像素值的差值，即对应像素点所记录的层号的差值，得到差值的概率分布，找到出现最大概率的差值的范围，例如层号的差值在一 15?一 17出现的次数较其他数值多，就可以确定一 15?一 17即为所述差值范围。
[0100]在确定所述差值范围后，就可以将第一像素点地图和第二像素点地图中对应像素点的像素值落入所述差值范围内的所有像素点的均值确定为第一体数据和第二体数据的Y方向的偏移量。
[0101]需要说明的是，在本实施例中，具体给出了确定Y方向偏移量的方法，在其他实施例中也可以基于第一像素点地图和第二像素点地图采用其他方法确定Y方向的偏移量，具体方法在此不作具体限定。
[0102]执行步骤S407，根据X方向偏移量、Y方向偏移量和Z方向偏移量对所述第一体数据和第二体数据进行三维配准。
[0103]可以直接根据所述X方向偏移量、Y方向偏移量和Z方向偏移量对所述第一体数据和第二体数据进行三维配准。根据实验数据获得，直接根据所述X方向偏移量、Y方向偏移量和Z方向偏移量对用于拼接的造影图像的位置的校正结果已非常准确。为了进一步提高图像配准的准确度，可以将所述X方向偏移量、Y方向偏移量和Z方向偏移量作为配准算法的迭代初始值，再采用现有技术中的多种三维图像的配准方法实现对第一体数据和第二体数据的三维配准，有效解决了现有技术中，因造影图像存在较大的片层偏移，当Y方向偏移量选择不当，配准算法在运行时易陷入局部最优值的问题，极大降低了陷入局部最优值的几率，使三维配准算法收敛更快，提高算法的时间性能。
[0104]执行步骤S408，根据所述三维配准结果校正用于拼接的造影图像的位置，对校正后的相邻造影图像的重叠区域进行图像融合，实现对图像的拼接。
[0105]具体地，根据三维配准结果对用于拼接的造影图像的坐标位置进行相应平移校正，对校正后的相邻造影图像的重叠区域采用图像融合技术进行图像融合，完成对图像的拼接处理。
[0106]需要说明的是，在本实施例中，针对具体的单个重叠区域进行了详细的阐述，对于含有多个重叠区域的造影图像，同样可以根据上述方法实现对多个重叠区域的图像拼接处理。具体地，对于每个重叠区域，均可以按照如图4所示出的步骤S401至步骤S408实现对每个重叠区域的图像拼接处理。对于每个重叠区域，也可以先按照图4所示出的步骤S401至步骤S407实现对每个重叠区域的三维配准，然后对每个重叠区域进行校正，当所有重叠区域均校正后，整体进行图像融合处理，实现对图像的拼接，这样可以有效提高图像处理速度，使得自动拼接处理的时间有效缩短。
[0107]本实施例所述提供的图像拼接方法，通过对用于拼接的造影图像的重叠区域的体数据进行最大密度投影的操作，将造影图像数据的片层间原本分散的信息最大化集中起来，可以有效提高前景图像在三维配准采样域中的占比，为基于像素灰度统计的配准算法提供了更多的有效信息，有利于三维配准算法准确度的提升；将二维配准的结果合理地应用到三维配准中，三维配准的初始值就已经非常接近正确的结果，极大降低了陷入局部最优值的几率，使三维配准算法收敛加快，提高了算法时间性能，与现有技术中其它工作站相t匕，使用相同的造影图像数据，例如采用尺寸为384X512X88造影图像(宽度X高度X层数)，单位为像素点，对于最大重叠区域的尺寸为384X72X88而言，其它工作站完成图像的拼接处理通常需要40秒以上，而采用本实施例所提供的图像拼接方法，则自动拼接处理时间约为25秒，某些数据实例可达到5秒左右，有效缩短图像拼接处理的时间。
[0108]对应上述图像拼接方法，本发明实施例还提供一种图像拼接装置，用于对三维数字减影血管造影图像进行拼接。如图5所示，所述装置包括获取单元Ul 1、投影单元Ul2、二维配准单元U13、三维配准单元U14和拼接单元U15。
[0109]所述获取单元Ul I，用于获取第一体数据和第二体数据，所述第一体数据和第二体数据分别为用于拼接的造影图像的重叠区域的体数据。
[0110]所述投影单元U12，用于分别将所述第一体数据和所述第二体数据进行最大密度投影，得到与第一体数据对应的第一图像和所述第二体数据对应的第二图像。
[0111]所述二维配准单元U13，用于对所述第一图像和第二图像进行二维配准。
[0112]所述三维配准单元U14，用于根据所述二维配准的结果对所述第一体数据和第二体数据进行三维配准。
[0113]所述拼接单元U15，用于对根据所述三维配准结果校正后的所述用于拼接的造影图像的重叠区域进行图像融合，以实现对图像的拼接。
[0114]所述装置还包括:第二获取单元U16，用于在获取所述第一图像和第二图像的过程中，分别获取第一像素点地图和第二像素点地图。
[0115]所述第一像素点地图中各像素点的值为所述第一体数据所有层中对应所述像素点位置处灰度值最大的像素点所在的层号，所述第二像素点地图中各像素点的值为所述第二体数据中的所有层中对应所述像素点位置处灰度值最大的像素点所在的层号，所述第一像素点地图中的各像素点与所述第一图像中的各像素点位置一一对应，所述第二像素点地图中的各像素点与所述第二图像中的各像素点位置一一对应。
[0116]所述三维配准单元U14包括地图校正单元U141、范围确定单元U142、偏移量确定单元U143和配准单元U144。
[0117]所述地图校正单元U141，用于根据所述二维配准的结果校正所述第二像素点地图，所述二维配准的结果包括第一方向偏移量和第二方向偏移量；所述范围确定单元U142，用于确定差值范围，所述差值范围根据对应像素点的值的差值出现频率进行确定，所述对应像素点为所述第一像素点地图与校正后的第二像素点地图之间对应位置的像素点；所述偏移量确定单元U143，用于获取第三方向偏移量，所述第三方向偏移量为地图差值范围内的所述对应像素点的差值的均值；所述配准单元U144，用于根据所述第一方向偏移量、第二方向偏移量和第三方向偏移量对所述第一体数据和第二体数据进行三维配准。
[0118]所述装置还包括图像校正单元U17，用于在对所述第一体数据和所述第二体数据进行三维配准后，根据所述三维配准结果对用于拼接的造影图像的位置进行校正，所述三维配准结果包括所述第一方向偏移量、第二方向偏移量和第三方向偏移量。
[0119]虽然本发明披露如上，但本发明并非限定于此。任何本领域技术人员，在不脱离本发明的精神和范围内，均可作各种更动与修改，因此本发明的保护范围应当以权利要求所限定的范围为准。
【权利要求】
1.一种图像拼接方法，用于对三维数字减影血管造影图像进行拼接，其特征在于，包括: 获取第一体数据和第二体数据，所述第一体数据和第二体数据分别为用于拼接的相邻造影图像的重叠区域的体数据； 分别将所述第一体数据和所述第二体数据进行最大密度投影，得到与第一体数据对应的第一图像和与所述第二体数据对应的第二图像； 对所述第一图像和第二图像进行二维配准； 根据所述二维配准的结果对所述第一体数据和第二体数据进行三维配准； 对根据所述三维配准结果校正后的所述用于拼接的相邻造影图像的重叠区域进行图像融合，以实现对图像的拼接。
2.如权利要求1所述的图像拼接方法，其特征在于，所述用于拼接的相邻造影图像为冠状面图像、矢状面图像和横断面图像中的任意一种。
3.如权利要求1所述的图像拼接方法，其特征在于，所述分别将所述第一体数据和所述第二体数据进行最大密度投影的过程包括: 分别将所述第一体数据和所述第二体数据在第一平面中进行最大密度投影，所述第一平面为所述用于拼接的造影图像所在的平面。
4.如权利要求1的图像拼接方法，其特征在于，还包括:在获取所述第一图像和第二图像的过程中，分别获取第一像素点地图和第二像素点地图； 所述第一像素点地图中各像素点的值为所述第一体数据所有层中对应所述像素点位置处灰度值最大的像素点所在的层号，所述第二像素点地图中各像素点的值为所述第二体数据中的所有层中对应所述像素点位置处灰度值最大的像素点所在的层号，所述第一像素点地图中的各像素点与所述第一图像中的各像素点位置一一对应，所述第二像素点地图中的各像素点与所述第二图像中的各像素点位置一一对应。
5.如权利要求4所述的图像拼接方法，其特征在于，所述二维配准的结果包括第一方向偏移量和第二方向偏移量；所述根据所述二维配准的结果对所述第一体数据和第二体数据进行三维配准的过程包括: 根据所述二维配准结果校正所述第二像素点地图； 确定差值范围，所述差值范围根据对应像素点的值的差值出现频率进行确定，所述对应像素点为所述第一像素点地图与校正后的第二像素点地图之间对应位置的像素点； 获取第三方向偏移量，所述第三方向偏移量为所述差值范围内的所述对应像素点的差值的均值； 根据所述第一方向偏移量、第二方向偏移量和第三方向偏移量对所述第一体数据和第二体数据进行三维配准。
6.如权利要求5所述的图像拼接方法，其特征在于，还包括:采用所述第一方向偏移量、第二方向偏移量和第三方向偏移量为迭代初始值，对所述第一体数据和第二体数据进行三维配准。
7.如权利要求5所述的图像拼接方法，其特征在于，还包括:在对所述第一体数据和所述第二体数据进行三维配准后，根据所述三维配准结果对用于拼接的造影图像的位置进行校正，所述三维配准结果包括所述第一方向偏移量、第二方向偏移量和第三方向偏移量。
8.一种图像拼接方法，用于对三维数字减影血管造影图像进行拼接，所述三维数字减影血管造影图像包括N个重叠区域，其特征在于，包括:对于每个重叠区域，按照以下a-d步骤处理后得到N个重叠区域的三维配准: a.获取第一体数据和第二体数据，所述第一体数据和第二体数据分别为用于拼接的相邻造影图像的任意一个重叠区域的体数据； b.分别将所述第一体数据和所述第二体数据进行最大密度投影，得到与第一体数据对应的第一图像和与所述第二体数据对应的第二图像； c.对所述第一图像和第二图像进行二维配准； d.根据所述二维配准的结果对所述第一体数据和第二体数据进行三维配准； e.对根据所述N个重叠区域的三维配准结果校正后的所述用于拼接的相邻造影图像的重叠区域进行图像融合，以实现对图像的拼接； 其中，N为大于I的整数。
9.如权利要求8所述的图像拼接方法，其特征在于，所述N个重叠区域依照所述造影图像的扫描顺序分别进行三维配准。
10.一种图像拼接装置，用于对三维数字减影血管造影图像进行拼接，其特征在于，包括: 获取单元，用于获取第一体数据和第二体数据，所述第一体数据和第二体数据分别为用于拼接的造影图像的重叠区域的体数据； 投影单元，用于分别将所述第一体数据和所述第二体数据进行最大密度投影，得到与第一体数据对应的第一图像和所述第二体数据对应的第二图像； 二维配准单元，用于对所述第一图像和第二图像进行二维配准； 三维配准单元，用于根据所述二维配准的结果对所述第一体数据和第二体数据进行三维配准； 拼接单元，用于对根据所述三维配准结果校正后的所述用于拼接的造影图像的重叠区域进行图像融合，以实现对图像的拼接。
11.如权利要求10所述的图像拼接装置，其特征在于，还包括:第二获取单元，用于在获取所述第一图像和第二图像的过程中，分别获取第一像素点地图和第二像素点地图； 所述第一像素点地图中各像素点的值为所述第一体数据所有层中对应所述像素点位置处灰度值最大的像素点所在的层号，所述第二像素点地图中各像素点的值为所述第二体数据中的所有层中对应所述像素点位置处灰度值最大的像素点所在的层号，所述第一像素点地图中的各像素点与所述第一图像中的各像素点位置一一对应，所述第二像素点地图中的各像素点与所述第二图像中的各像素点位置一一对应。
12.如权利要求11所述的图像拼接装置，其特征在于，所述三维配准单元包括: 地图校正单元，用于根据所述二维配准的结果校正所述第二像素点地图，所述二维配准的结果包括第一方向偏移量和第二方向偏移量； 范围确定单元，用于确定差值范围，所述差值范围根据对应像素点的值的差值出现频率进行确定，所述对应像素点为所述第一像素点地图与校正后的第二像素点地图之间对应位置的像素点； 偏移量确定单元，用于获取第三方向偏移量，所述第三方向偏移量为地图差值范围内的所述对应像素点的差值的均值； 配准单元，用于根据所述第一方向偏移量、第二方向偏移量和第三方向偏移量对所述第一体数据和第二体数据进行三维配准。
13.如权利要求12所述的图像拼接装置，其特征在于，还包括:图像校正单元，用于在对所述第一体数据和所述第二体数据进行三维配准后，根据所述三维配准结果对用于拼接的造影图像的位置进行校正，所述三维配准结果包括所述第一方向偏移量、第二方向偏移量和第三方向偏移量。
【文档编号】G06T7/00GK104268846SQ201410487252
【公开日】2015年1月7日 申请日期:2014年9月22日 优先权日:2014年9月22日
【发明者】于文君 申请人:上海联影医疗科技有限公司