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专利号: 2019110663545
申请人: 浙江工业大学
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
更新日期:2026-08-19
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.一种基于形状信息的腕骨区域分割方法,其特征在于,包括以下步骤:步骤1:采用星型中值滤波,灰度图像二值化方法,依次对X光图像进行预处理;对二值化图像进行8连通域的标记,使得同一连通区域内的所有像素相同,不同连通区域像素不同,并统计所有连通区域内白色像素点Sn,n代表标记为n的连通域;寻找白色像素点最多的一个连通区域m,即为手掌区域,满足Sm≥Sn, N为连通区域的数量;其余的连通区域当作背景区域,使用0像素值填充:其中,X表示经过预处理后的图像;

步骤2:根据腕骨区域分布特点,使用双向迭代扫描算法,确定腕骨区域上边界的纵坐标位置;具体包括:

21)求出连通区域Sm的最小外接矩阵,高和宽分别为BH,BW;预处理后的图像高和宽分别为XH,XW;

22)定义一个函数F(Rt),接收图像中某一行t的所有像素值集合Rt作为参数,Rt={X(t,j)|j=1,2,…,XW},t∈{1,2,…,XH},用于判断第t行是否满足以下条件:D=5

pi=len(G(Ri)) (2‑2)

X(i,a‑1)=0,X(i,b+1)=0}

其中,D值表示判定取样间隙,初始值为5,函数G(Ri)表示找出Ri集合中所有像素大于0的连续子序列段,pi表示G(Ri)中序列段的数量;

23)从下往上,每隔50像素点对图像X进行扫描,起始位置为XH‑BH/3,结束位置为XH‑BH,当某行t,满足F(Rt)为TRUE时,XH‑BH/3≤t≤XH‑BH,跳转到24),否则继续扫描;

24)从上往下,每隔5像素点对图像X进行扫描,起始位置为t,结束位置为t+50,当某行u,满足F(Ru)为TRUE时,t≤u≤t+50,结束扫描,否则继续扫描;

25)确定腕骨区域上边界的纵坐标位置top,公式为:步骤3:根据手腕关节形状信息,计算手腕两侧边缘梯度变化,确定下边界左右候选点纵坐标位置;

步骤4:综合上边界、左右候选点和腕骨区域信息,对坐标位置进行优化矫正,并根据得到的左上角、右下角坐标进行腕骨区域裁剪。

2.根据权利要求1所述的一种基于形状信息的腕骨区域分割方法,其特征在于,所述的步骤1具体包括:

11)将原始图像转换为灰度图,公式为:

grey=(299*R+587*G+114*B+500)/1000 (1‑1)其中,R、G、B代表三通道原始图像具体位置的三原色像素值,grey表示由此转换成的灰度值;

12)采用星型中值滤波器,对灰度图像进行降噪处理,公式为:Gray(i,j)=median[x(i,j),x(i,j+1),x(i,j‑1),x(i‑1,j),x(i+1,j)] (1‑2)其中,x代表经过上一步处理后的灰度图像,x(i,j)代表图像中坐标(i,j)位置处的灰度值,median表示对列表内的数值进行中值运算操作,Gray(i,j)表示图像坐标(i,j)位置经过滤波后的灰度值;

13)对图像进行二值化处理,将手腕和背景区分出来,手腕部分使用白色像素点填充,背景部分使用黑色像素点填充,得到二值化后的图像,二值化的公式为:其中,0代表黑色像素填充,255代表白色像素点填充,threshold表示像素区分的阈值,其取值方法为:首先计算灰度图像Gray的平均灰度值ths,其中mean表示对列表内的数值进行均值运算操作:ths=mean[Gray(i,j)] (1‑4)

分别挑选出灰度值大于等于和小于ths值的所有像素点c1,c2;

c1={Gray(i,j)|Gray(i,j)>=ths} (1‑5)c2={Gray(i,j)|Gray(i,j)<ths} (1‑6)然后计算阈值threshold,公式为:

判断此时fabs(threshold‑ths)值是否小于0.001,若是则结束运算,否则运算ths=threshold,重新挑选c1、c2,并根据(1‑7)计算新的threshold值,直到满足以上条件;

14)对二值化图像进行8连通域的标记,使得同一连通区域内的所有像素相同,不同连通区域像素不同,并统计所有连通区域内白色像素点Sn,n代表标记为n的连通域;寻找白色像素点最多的一个连通区域m,即为手掌区域,满足Sm≥Sn, N为连通区域的数量;其余的连通区域当作背景区域,使用0像素值填充:其中,X表示经过预处理后的图像。

3.根据权利要求2所述的一种基于形状信息的腕骨区域分割方法,其特征在于,所述的步骤3具体包括:

31)求出手腕图像下半部分左边缘集LC,右边缘集RC,公式为:

32)遍历左边缘集LC,并以step=50为步长计算梯度gradP,当某个点P,0

33)遍历右边缘集RC,并以step=50为步长计算梯度gradQ,当某个点Q,0

4.根据权利要求3所述的一种基于形状信息的腕骨区域分割方法,其特征在于,所述的步骤4具体包括:

41)确定腕骨区域合理的最小长度MINH=300,最大长度MAXH=700;

42)根据候选点loc,roc分别计算候选区域长度,判断是否大于MINH且小于MAXH,同时剔除不规范的候选点;

43)根据候选点剩余情况,分类确定最终的下边界纵坐标bot;

44)根据上边界纵坐标top值,下边界纵坐标bot值计算腕骨区域左上角坐标tl、右下角坐标br,公式为:tl=(LCbot,top)

45)根据两点坐标tl、br,绘制矩形并裁剪原始图像。