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专利号: 2015100881352
申请人: 浙江工业大学
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
专利领域: 计算;推算;计数
更新日期:2023-12-11
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.一种基于多序列医学图像的血管配准方法,其特征在于:所述配准方法包括以下步骤:

1)获取多序列医学血管图像,选定一个序列图像为配准的参考图像,其他序列图像作为浮动图像;

2)对所述多序列医学血管图像进行去噪处理;

3)血管边缘的shape context描述,血管内外壁分别记为Clumen(X),Cwall(X),X代表边缘点坐标,边缘上每一点分别用Shape Context描述子统计其直方图;

4)边缘点匹配

根据参考图像血管边缘点与浮动图像血管边缘点的代价函数Ci,j,其中,pi和qj分别代表颈动脉血管参考图像序列和浮动图像序列的边缘点集,hi(k)、hj(k)分别代表参考图像边缘点直方图和浮动图像边缘点直方图,K代表直方图总共的等级数,k是其中的第k级;

匹配准则是最小化匹配代价函数H(π):

式中π表示匹配点对的排列;

匹配流程如下:

(4.1)现有pi和qj两个边缘点集,对于pi中的点i,分别寻找qj中Cost值最小的点j;

(4.2)将匹配的信息保存;

(4.3)重复(4.1),对剩余的点进行匹配,直到所有点全部匹配完成;

(4.4)判断H(π)是否为最小,否则重复步骤(4.1)~(4.3);

5)滤除误匹配

步骤4)的匹配过程存在误匹配点对,消除误匹配过程如下:(5.1)计算匹配点对(pi,qj)之间的距离D(i,j);

D(i,j)=||pi|-|qj||,(i,j)∈π  (3)其中,π表示匹配点对的排列;

(5.2)统计D(i,j)分布情况,求其概率密度函数,式(4),(5)分别表示其距离分布的均值mean(D(i,j))和方差sigma(D(i,j)):式中L是匹配点对个数,μ代表式(4)的均值mean(D(ij));

根据式(4),(5)求其概率密度函数P(D(i,j)):(5.3)滤除误匹配,依据小概率事件理论把匹配点间的距离大于Γ的情况视为误匹配点对,予以滤除;

Γ=mean(D(i,j))+2.58*sigma(D(i,j))  (7)

6)边缘校正与插值

为了实现参考图像与浮动图像血管组织的像素级配准,根据匹配点对血管壁做迭代演化,使形变后的参考图像与浮动图像血管轮廓能量函数E(pi,qj)达到最小;

式中,pi和qj分别代表颈动脉血管参考图像序列和浮动图像序列的边缘点集,π表示匹配点对的排列;

根据边缘校正后的结果,采用样条插值的方法对浮动图像的局部血管区域做插值,最终得到配准后的结果。

2.如权利要求1所述的一种基于多序列医学图像的血管配准方法,其特征在于:所述步骤2)中,采用小波变换去噪方法,在小波分解的每一层都自适应的选取阈值,在小波分解的低频域采用中值滤波器滤除分布在低频信号中的噪声。

3.如权利要求2所述的一种基于多序列医学图像的血管配准方法,其特征在于:所述步骤2)中,阈值T的函数式(9):其中αn是噪声的标准差,σg,j是无噪声图像g在小波域内第j层的标准差,M即为小波域内小波系数的总体个数,可调参数k1,k2满足关系 k1+k2=1,αj为小波域第j层的小波系数取为αj=1/2j-1,j为小波分解层数;

σn取值是小波域内的最高频小波系数,其值由噪声图像小波分解后最高频子带 的中值计算得到:为噪声图像小波分解的最高频子带;

小波系数在j层的标准差由噪声小波系数 的标准差计算得到: