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专利号: 2020105239705
申请人: 湖南工业大学
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
更新日期:2026-05-14
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.一种基于阈值水平集的腹部CTA序列图像肝脏分割方法,其特征在于包括以下步骤:步骤1:调节腹部CTA序列图像的窗宽和窗位到[200~800]/[100~500]范围,将灰度值归一化到[0,255],预处理去除肋骨、肾脏和脊柱,得到图像Igray;

步骤2:基于解剖学知识选取第i张切片图像Igray作为初始切片,i为切片序号,i≥1,所述初始切片包含一个较大的肝脏连通区域;

步骤3:运用K‑means算法将Igray分成M类,M为[2~8]的自然数,选取与肝脏区域匹配的分类图像作为第i张切片的肝脏初分割结果Iinitial;

步骤4:统计Iinitial边缘像素的灰度信息,计算过程如下:(1)提取Iinitial边缘,得到肝脏边缘图像Iedge,Iedge=Iinital‑IinitalΘB,其中Θ为腐蚀操作,B为结构元素,(2)计算肝脏边缘像素的灰度信息Tlow, 其中,β为[0 1]之间的系数;

步骤5:采用阈值水平集方法精确分割第i张切片的肝脏,计算过程如下:(1)确定水平集演化速度函数F:F=‑(αD(Igray)+(1‑α)κ),其中,α表示曲率项的权重系数,取 值范围 为0~ 1之间 的常数 ,D (Igr ay) 为演化 曲线的 传播项 ,U和L为(0~255]之间的正数,分别代表目标区域灰度的上限和下限,κ为曲率, 为水平集函数,

(2)初始化零水平集:综合Iinitial和形态学方法初始化零水平集,为避免初始演化曲面跨越肝脏边界,对Iinitial图像进行腐蚀操作,得到腐蚀后的图像Ii,nitial,Ii,nitial=IinitalΘB1,其中,B1为半径为r的圆形结构元素,r为[5~10]之间的整数,将Ii,nitial设置为零水平集函数;

(3)根据水平集演化方程 更新演化曲线,其中,t为时间参数,实现基于阈值水平集的精确分割,并采用形态学方法填充孔洞和去除孤立小区域,得到切片i的最终肝脏分割图像Iliver;

步骤6:为提高方法鲁棒性,若当前切片的肝脏分割效果不佳时,转到步骤3,更新阈值水平集参数Tlow;

步骤7:利用相邻CTA切片的灰度、位置和形状相关性,将当前切片的分割结果用于相邻切片的分割:令i=i+1或i=i‑1,Iinital=Iliver,重复步骤5到步骤7,通过迭代的方式分割剩余切片。

2.如权利要求1所述的一种基于阈值水平集的腹部CTA序列图像肝脏分割方法,其特征在于:在所述的步骤5中,U为[200~255]之间的正常数。

3.如权利要求1所述的一种基于阈值水平集的腹部CTA序列图像肝脏分割方法,其特征在于:在所述的步骤5中,根据肝脏分割结果的边缘灰度信息Tlow确定阈值水平集参数L,L=Tlow。