[发明专利]图像处理方法

说明书

本发明涉及用于识别图像中的特征的方法和装置。更具体地，但不唯一地，本发明涉及用于将模型与图像拟合（fit）以识别该图像中的特征的方法和装置。

自动图像分析可用于减少确定图像特性中的人工工作量。图像分析被用在各种不同领域以识别图像的特征。在其中使用图像分析技术的一个领域是处理医学图像，其中图像中解剖特征的识别能给医师提供有用的信息。

投影图像技术常被用于产生医学图像，其中能穿透实心物体（solid object）的例如X射线的电磁辐射被产生并被投影通过感兴趣的解剖区域。传感器被布置以检测穿过感兴趣的解剖区域后的电磁辐射。感兴趣的解剖区域根据其密度和组分而使电磁辐射变弱，并且如此传感器所检测到的电磁辐射表明了感兴趣的解剖区域的组分。产生的二维图像表示感兴趣的解剖区域的密度和组分的累积变弱效果，并且因此可被人或自动地分析。然而，可以理解的是，分析例如X射线图像的二维图像仅提供受限数量的信息。

例如X射线计算机断层扫描（CT）图像技术和磁共振（MR）成像的成像技术能提供三维信息以用于分析。使用强大的磁场来排列感兴趣的解剖区域的原子的磁化强度以获得MR图像，并且产生MR图像花费昂贵。可根据在多个不同角度捕捉到的穿过感兴趣解剖区域的大量X射线数据来产生CT图像，使用了层析成像技术对感兴趣解剖区域进行处理。CT成像技术也很昂贵并且还需要病人暴露在大量X射线辐射中，这是令人不悦的。

因此期望性价比更高的三维成像技术。

本发明的一些实施方式的目的是消除或缓解以上陈述的问题中的至少一些问题。

根据本发明的第一方面，提供了用于产生对象的三维表示的计算机实现方法。该方法包括接收作为输入的第一二维投影图像和接收作为输入的与第一二维投影图像相关联的采集数据。根据采集数据来处理第一二维投影图像以产生提供对象表示的数据三维体积（three-dimensional volume of data），该数据体积包括多个体元，每个体元具有基于二维投影图像的至少一个像素的值。

以这种方式，根据二维图像产生用于处理以识别对象特征的对象的三维表示。虽然存在三维成像技术，现有技术非常昂贵并且可能需要发射大量辐射。通过产生所述的对象的三维表示，可缓解这些问题。

该方法还可包括接收作为输入的用于模拟感兴趣区域的模型，并且将该模型与对象的三维表示拟合。可基于模型的拟合来识别对象的三维表示中的特征。换言之，可以使用拟合技术处理三维表示以产生有用的信息。例如，在对象是感兴趣的解剖区域的情况下，感兴趣的解剖区域的特征能被识别，这些特征在执行医学程序中很有用。

拟合可包括应用以下各项所构成的组中的拟合技术：刚性配准、非刚性配准、主动形状模拟和主动外观模拟。事实上，拟合可包括应用任意合适的拟合技术。

该方法还可以包括接收作为输入的第二二维投影图像和接收作为输入的与第二二维投影图像相关联的采集数据。该处理可包括基于与第一二维投影图像和第二二维投影图像中的一者相关联的采集数据来合并该第一维投影图像和第二二维投影图像，其中每个体元具有基于第一二维投影图像的至少一个像素的第一值和基于第二二维投影图像的至少一个像素的第二值。

通过以这种方式合并数据，三维表示提供了更多信息并且因此能提供更准确的拟合结果。第一采集数据和第二采集数据通常指示相同坐标空间中的不同点，并且通过合并从不同点中捕获的数据，三维表示可提供体积内的特定点的组分的指示，而非沿着穿过体积的路径的净组分。

可通过将电磁辐射从第一电磁辐射源穿过对象投影至第一电磁辐射传感器来产生第一投影图像，并且通过将电磁辐射从第二电磁辐射源穿过对象投影至第二电磁辐射传感器来产生第二投影图像。可以理解的是，第一电磁辐射源和第二电磁辐射源可以是相同的源。类似的，第一传感器和第二传感器可以是同一个传感器。特别地，对象的位置可以相对于单个源和传感器被调整，如此使得第一图像和第二图像提供通过对象的不同投影。

对于每个二维投影图像的采集数据可提供从电磁辐射的各个源至电磁辐射的各个传感器的投影路径的指示。换言之，采集数据可以指示电磁辐射源和传感器的三维空间中的相对位置。第一采集数据和第二采集数据中的每一者的三维空间一般是基于相同坐标系的。换言之，第一图像的采集数据所指示的点可以相对于第二图像的采集数据所指示的点的位置而被确定。